Brevet FR2887007A1 — publié le 20061215

La présente invention concerne un conduit d'air de climatisation ayant de bonnes propriétés acoustiques, c'est-à-dire, dans le cadre du présent mémoire, ayant des propriétés de réduction de la propagation du bruit de climatisation, dans une planche de bord d'automobile. Les circuits de climatisation et de conditionnement d'air des automobiles, notamment utilisés pour le désembuage et le dégivrage, propagent des bruits de climatisation, ayant leur origine dans le système de traitement et de déplacement de l'air, et des bruits de circulation dus à l'écoulement de l'air sur les parois et les aspérités des conduits. La réduction du bruit de circulation peut être effectuée par exemple par absorption de l'énergie acoustique propagée par addition d'un revêtement d'un matériau absorbant mis en forme sur les parois internes des conduits. Cependant, un tel matériau est peu efficace pour l'absorption du bruit de climatisation (cette absorption étant limitée aux hautes fréquences, et n'étant pas à large bande). Le problème de la propagation du bruit de climatisation est surtout important lorsque les conduits sont relativement courts. Des exemples de conduits courts sont les conduits centraux de dégivrage et les conduits centraux d'aération, surtout dans le cas de planches de bord de dimensions réduites. On a déjà essayé de réduire le bruit de climatisation. Par exemple, le document japonais JP 2003083186 a suggéré, pour les conduits de conditionnement d'air, la formation d'une chambre latérale placée sur un conduit au niveau d'une partie de paroi du conduit d'épaisseur réduite. Cette partie de paroi mince peut vibrer et propager une partie de l'énergie des vibrations à la chambre formée derrière elle, en assurant ainsi une certaine absorption acoustique (prin- cipe des membranes résonantes). On connaît aussi la réalisation d'un conduit de climatisation dans lequel une partie de paroi est remplacée par un tampon d'un feutre comprimé de polyester rendu cohérent 2887007 2 par compression. Du côté opposé au conduit, le tampon débouche directement dans le volume interne de la planche de bord. Comme ce tampon de feutre comprimé possède une certaine perméabilité, une certaine quantité d'air du conduit traverse le tampon et s'échappe à l'intérieur de la planche de bord. On considère qu'un tel tampon agit par propagation d'une partie du bruit de climatisation vers l'intérieur de la planche de bord, et par absorption de bruit par un effet de résonateur tel que le tampon forme un col entre le volume interne du conduit et l'espace important formé à l'intérieur de la planche de bord. Cette solution paraît attrayante, mais elle présente plusieurs inconvénients. Un premier inconvénient est que l'effet obtenu dépend de l'équipement intérieur de la planche de bord. En effet, l'intérieur de la planche de bord n'est pas un espace infini, et le volume libre et la disposition de ce volume à l'intérieur de la planche de bord modifient l'effet obtenu sur l'absorption acoustique. Un second inconvénient plus important est qu'une pro- portion non négligeable du débit d'air de climatisation traverse le tampon de feutre comprimé et s'échappe à l'intérieur de la planche de bord. En conséquence, soit l'effet du courant de climatisation est réduit, soit la réduction de débit due à ces fuites est compensée par accroissement du débit, et donc de la consommation, du climatiseur avec augmentation du bruit que crée ce climatiseur. Un inconvénient secondaire est que l'air ainsi chassé à l'intérieur de la planche de bord doit pouvoir s'échapper de celle-ci sans créer de bruit. Si la planche de bord est bien étanche et n'a que quelques fissures, l'air qui s'échappe peut créer un sifflement. En conclusion, on peut considérer que cette solution du tampon de feutre comprimé pose des problèmes dus à la difficulté de la maîtrise du résultat obtenu, et à la perte de rendement provoquée. L'invention concerne une solution qui tire avantage des propriétés de réduction du bruit de climatisation obtenues avec un tampon de feutre comprimé, tout en permettant la 2887007 3 maîtrise des propriétés acoustiques obtenues, à la fois au point de vue de la reproductibilité des résultats obtenus et du réglage fréquentiel du pic d'absorption en fonction des objectifs recherchés. A cet effet, l'invention met en oeuvre un complexe poreux incorporé à une partie de paroi d'un conduit de climatisation, le complexe poreux étant suffisamment rigide pour être indéformable dans les conditions d'utilisation, et une chambre qui, du côté opposé au conduit, entoure prati- quement entièrement le complexe poreux. La détermination des dimensions et autres propriétés de cette chambre permet la maîtrise de l'absorption acoustique obtenue. Plus précisément, l'invention concerne un conduit de circulation d'air délimité par des parois rigides, une paroi du conduit comportant une partie formée d'un complexe poreux mais indéformable dans les conditions d'utilisation; selon l'invention, le conduit comporte une chambre formée du côté du complexe poreux opposé à l'intérieur du conduit, et la largeur de la chambre, en direction sensiblement perpendi- culaire à la surface du complexe poreux, est inférieure à la largeur du conduit au niveau de la partie de complexe poreux. De préférence, la chambre est fermée. Par exemple, la largeur de la chambre est comprise entre 20 et 30 mm. De préférence, la largeur de la chambre est très inférieure à la longueur de la chambre dans la direction d'écoulement dans le conduit. De préférence, le complexe poreux est un feutre aiguilleté formé de fibres de verre et de fibres d'une matière thermoplastique. Par exemple, la matière thermoplastique est le polypropylène. De préférence, la quantité de fibres de verre et la quantité de matière thermoplastique du complexe poreux sont pratiquement égales. De préférence, le complexe poreux a une épaisseur comprise 2 et 5 mm, de préférence d'environ 3 mm. 2887007 4 De préférence, le complexe poreux a une masse surfacique de 500 à 3 000 g/m2, de préférence de 1 000 à 1 500 g/m2. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui suit d'un exemple de réalisation, faite en référence au dessin dont la figure unique est une coupe schématique d'un conduit de climatisation selon l'invention. La figure unique représente un conduit de climatisation 10, par exemple formé d'une matière plastique rigide injectée. Une partie d'une paroi 12 du conduit est formée d'un complexe poreux 14 ou d'un non-tissé poreux. Ce complexe poreux est suffisamment rigide pour être pratiquement indéformable dans les conditions d'utilisation, c'est-à-dire quels que soient le débit et la pression du courant d'air qui circule dans le conduit 10. Selon l'invention, une chambre 16 est formée derrière le complexe poreux 14, c'est-à-dire du côté opposé au conduit 10, par un boîtier 18 qui entoure pratiquement la totalité du complexe poreux 14. Dans l'exemple représenté, la chambre a une largeur, en direction perpendiculaire au complexe poreux 14, qui est pratiquement constante comme indiqué par la référence 20. Cette largeur est avantageusement comprise entre 20 et 30 mm. Bien qu'on ait représenté un boîtier 18 de chambre qui couvre pratiquement uniquement la partie de conduit 10 ayant le complexe poreux 14, la chambre peut être plus ou moins étendue et plus ou moins profonde, et peut avoir aussi une épaisseur variable, suivant l'effet acoustique recherché. L'ensemble représenté sur la figure se comporte comme un système poreuxlame d'air ou plutôt poreux-cavité. Le contrôle de la résistivité acoustique au passage de l'air dans le complexe poreux, et la profondeur de cette cavité détermine la position du pic d'absorption acoustique dans la conduit 10. Pour mieux préciser ce comportement, on considère maintenant un exemple précis. Dans cet exemple, le conduit 2887007 5 a une largeur de 55 mm, et la chambre une largeur de 25 mm. Les longueurs du complexe poreux 14 et de la chambre 16, dans la direction d'écoulement du conduit, sont toutes deux d'environ 95 mm. Le complexe poreux 14 est formé d'un feutre aiguilleté contenant 50 % de fibres de verre et 50 % de fibres de polypropylène recyclé, et sa masse surfacique est de 1 250 g/m2. Il présente une résistance au passage de l'air d'environ 2 000 N.s.m-4. On réalise alors des essais d'une part sans le boîtier 18, c'est-à-dire selon la technique antérieure, et d'autre part avec le boîtier 18. On constate qu'on obtient une réduction de bruit de climatisation, lors de l'utilisation de la chambre 16, qui est renforcée dans la plage de fréquences comprise entre environ 700 et 2 500 Hz, c'est-à-dire dans la plage où le bruit est le plus intense. On a décrit une chambre qui couvre pratiquement le complexe poreux sans s'étendre au-delà. Cependant, elle peut s'étendre au-delà des limites du complexe poreux lorsqu'une telle disposition est avantageuse pour permettre la modu- lation du volume de la chambre sans en accroître la largeur. De même, on a décrit une chambre en forme de parallélépipède rectangle. Cependant, elle peut avoir d'autre formes adaptées à l'action voulue sur le spectre de fréquences du bruit de climatisation. Bien qu'on ait décrit une chambre entièrement fermée, elle peut aussi avoir des ouvertures qui permettent une modulation supplémentaire du spectre de fréquences, tout en limitant à une valeur négligeable les échanges avec l'intérieur de la planche de bord. Un avantage supplémentaire du système à chambre selon l'invention est que le complexe poreux 14 n'est pas exposé à l'extérieur du conduit, contrairement au tampon utilisé dans la technique antérieure. On sait que l'inconvénient de l'utilisation d'un feutre comprimé poreux dans une planche de bord est que celui-ci peut être sali par de l'huile, de l'eau, de la poussière, etc. qui peuvent finalement en annuler ou au moins en 2887007 6 réduire l'efficacité en bouchant progressivement les pores du matériau. Selon la technique antérieure, le tampon de feutre comprimé est largement exposé à l'extérieur du conduit vers l'intérieur de la planche de bord où de l'huile, de l'eau et de la poussière peuvent être présentes. Selon l'invention, le complexe poreux est entièrement protégé du côté extérieur, et n'est accessible que du côté de l'intérieur du conduit de climatisation, c'est-à-dire qu'il n'est acces- Bible qu'à de l'air propre et essentiellement sec. Par rapport à la technique antérieure, l'invention présente donc d'une part l'avantage de permettre la maîtrise des résultats acoustiques obtenus, et d'autre part d'assurer l'obtention de ces résultats acoustiques pendant toute la durée de vie du véhicule. 2887007 7 REVENDICATIONS 1. Conduit de circulation d'air délimité par des parois rigides, une paroi (12) du conduit comportant une partie formée d'un complexe poreux (14) mais indéformable dans les conditions d'utilisation, caractérisé en ce qu'il comporte une chambre (16) formée du côté du complexe poreux (14) opposé à l'intérieur du conduit (10), et en ce que la largeur de la chambre (16), en direction sensiblement perpendiculaire à la surface du complexe poreux (14), est inférieure à la largeur du conduit (10) au niveau de la partie de complexe poreux (14). 2. Conduit de circulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre (16) est fermée. 3. Conduit de circulation selon l'une des revendi- cations 1 et 2, caractérisé en ce que la largeur de la chambre (16) est comprise entre 20 et 30 mm. 4. Conduit de circulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la largeur de la chambre (16) est très inférieure à la longueur de la chambre dans la direction d'écoulement dans le conduit (10). 5. Conduit de circulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le complexe poreux (14) est un feutre aiguilleté formé de fibres de verre et de fibres d'une matière thermoplastique. 6. Conduit de circulation selon la revendication 5, caractérisé en ce que la matière thermoplastique est le polypropylène. 7. Conduit de circulation selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que la quantité de fibres de verre et la quantité de matière thermoplastique sont pratiquement égales. 8. Conduit de circulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le complexe poreux (14) a une épaisseur comprise 2 et 5 mm. 9. Conduit de circulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le complexe poreux (14) a une masse surfacique de 500 à 3 000 g/m2. 2887007 8 10. Conduit de circulation selon la revendication 9, caractérisé en ce que le complexe poreux (14) a une masse surfacique de 1 000 à 1 500 g/m2.