Brevet FR2902744A1 — publié le 20071228

L'invention est un carénage aérodynamique en matériau souple de type fond plat pour véhicule de transport routier de marchandises. L'aérodynamisme des véhicules a un rôle majeur dans la consommation d'énergie. La pénétration dans l'air représente ainsi de 40 à 60 % de la consommation de carburant d'un poids lourd ayant une carrosserie fermée (SAE 2004-01-1306) à 90 km/h, sa vitesse commerciale. Un point crucial pour réduire cette déperdition est de gérer la circulation d'air entre le véhicule et le sol. Une des solutions connues io et de nombreuses fois décrites sur automobile est l'utilisation d'un fond plat permettant à l'air sous véhicule de circuler dans un flux homogène sans rencontrer d'obstacle. Ce système s'apparente à un plan pseudo horizontal carénant une partie de la surface du véhicule sous celui ci. Ce fond plat sous véhicule tend à isoler les éléments du châssis, qui se 15 trouvent au-dessus de lui, du flux d'air circulant sous lui. Hors sur un poids lourd les obstacles, nombreux en face inférieure, et la trajectoire offerte au flux gazeux, tantôt étroite, par exemple au niveau du moteur ou de l'essieu moteur, tantôt plus large, au niveau de l'arbre de transmission boiteûpont, perturbent l'air circulant entre le 20 véhicule et le sol. Ces deux états de fait génèrent une résistance aérodynamique conséquente. Ainsi Saltzman et Meyer (NASA/TP-1999-206574) ont obtenu un gain de Cx de l'ordre de 0,1 (soit 15% de la traînée aérodynamique d'un véhicule actuel) par installation d'un fond plat rigide sous une camionnette. Plus récemment Clark & ass. (EERE - 25 2005 Annual Progress Report û Heavy Vehicle Systems Optimisation program - p 66) estiment que 35% de la résistance aérodynamique d'un ensemble articulé se produit sous les véhicules, 16% se produisant sous le tracteur, 19% sous la semi-remorque. Installer un fond plat sous un véhicule poids lourd destiné au transport de marchandise est donc 30 important pour économiser de l'énergie. Et ce fond plat doit être installé dans la mesure du possible sous tous véhicules lourds, qu'ils soient moteurs ou non. Si l'installation d'un fond plat conventionnel, tels que ceux utilisés en automobile avec des matériaux rigides, est imaginable, cette option va poser sur un poids lourd des problèmes de coût, de poids inutile, de gènes d'accès aux organes mécaniques. Qui plus est, la rigidité et la caractéristique cassante des éléments conventionnels, thermoplastique ou aluminium sont peu appropriées à une application sur des véhicules routiers industriels. Les caractéristiques recherchées par un fond plat étant sa quasi-immobilité et la quasi-planéité de sa surface, ces deux traits peuvent io aussi être obtenus par la mise sous tension d'un élément en matériau souple, élément largement utilisé en véhicule industriel pour les carrosseries. L'invention est un carénage aérodynamique en matériau souple de 15 type fond plat pour véhicule de transport routier de marchandises. Le matériau souple peut être tout matériau issu du tissage de fibre, tel qu'un tissu, ou un matériau synthétique dont l'épaisseur et les caractéristiques techniques assurent la souplesse, comme par exemple le 20 polychlorure de vinyle chargé et renforcé, ce produit étant déjà utilisé sur les carrosseries souples de poids lourd. La surface en matériau souple destiné a l'invention (fig. let 2) sera dénommée bâche (10). Elle (10) peut avoir toute forme de périmètre, toute surface. Elle (10) sera préférentiellement étanche à l'air et avec un état de surface lisse, afin de 25 faire son travail aérodynamique. Elle (10) gagnera à être étanche à l'eau afin de ne pas engendrer une adsorption synonyme de surpoids. Le véhicule recevant l'invention (10) est composé de la cabine de conduite (1), de la carrosserie (2), des essieux équipés (3), de l'ensemble moteur boite (4), de l'arbre de transmission boite-pont (5), des poutres 30 de châssis (6). Ce véhicule possède un sens normal d'avancement (Av). Si la description est faite sur un véhicule moteur, l'invention s'adapte aussi à tout véhicule tracté. Un fond plat est reconnu comme améliorant la pénétration dans l'air d'un véhicule de transport de marchandise. (Fig.l et 2) Afin d'améliorer la circulation de l'air sous le véhicule, il est possible d'installer entre une partie du véhicule (1,2,3,4,5,6) et le sol, une bâche (10) dont tout ou partie fait office de fond plat, c'est à dire qu'elle (10) est toute ou partie positionnée sous le véhicule (1,2,3,4,5,6) à l'intérieur du périmètre de celui ci de manière sensiblement horizontale et quasi plane. Elle (10) permet ainsi d'assurer une séparation entre les élément sous véhicule et le flux d'air engendré sous se même véhicule par sa io circulation. Le flux gazeux circule ainsi entre le sol et la bâche (10), dans un endroit de hauteur déterminée et fixe, et donc en flux n'est pas perturbé par une géométrie variable propice à la résistance aérodynamique . Afin d'être maintenue en position, la bâche (10) peut utiliser tout 15 moyen d'accrochage dans la partie inférieur du véhicule (1,2,3,4,5,6). La solution la plus simpliste est d'utiliser les éléments présents tels que la roue de secours (8), le réservoir de carburant (9), le coffre à batterie, etc. . Mais il se peut que tous ces éléments ne soient pas positionnés de manière adéquate pour permettre de créer une surface de bâche (10) 20 sensiblement horizontale. (Fig.3 et 4) Une solution pour avoir des ancrages répondant à la nécessité de planéité est de créer des dispositifs d'ancrage spécifique (11). Ceux ci (11) devant avoir une altitude déterminée de manière précise pour que le fond plat en bâche (10) soit efficace, les ancrages (11) peuvent se trouver sur des supports 25 spécifiques (13) pouvant être comme représenté ici pris sur la carrosserie (2) ou sur tout élément du véhicule (1,2,3,4,5,6). La bâche (10) peut soit venir s'arrimer directement sur ce moyen d'ancrage (11) soit utiliser tout moyen apte à le faire. Une solution couramment utilisée sur les véhicules industriels est d'utiliser un câble fixé à la bâche (10) et 30 courrant sur toute la périphérie de celle ci (10). La bâche (10) ayant une pseudo planéité obtenue par tension, il convient donc que la contrainte qui lui (10) est appliquée pour former, avec tout ou partie de sa surface, un plan soit suffisante . Qui plus est, le véhicule (1,2,3,4,5,6) circulant à vitesse conséquente, la planéité risque d'être mise a mal par les forces exercées par l'air. Afin d'obtenir une tension suffisante, le bâche (10) peut être mise sous contrainte par tout dispositif de tension (12) apte à le faire. Des dispositifs de tension (12) d'élément souple sont déjà couramment utilisés dans les carrosseries de poids lourds, comme par exemple à bâche porteuse du type PLS . Ces systèmes peuvent être à base de sangles cousues sur le bâche (10) et tendue à l'aide d'un tendeur mécanique pris sur un élément le prolongement du plan de la bâche (10) et perpendiculaire à la force io appliquée. Un autre solution est un tube rotatif autour duquel s'enroule une extrémité la bâche, le dit tube étant munit en son extrémité d'un dispositif a la fois de serrage et anti-desserrage tel in cliquet anti-retour. Dans ce cas le tube est dans le prolongement du plan de bâche (10), et possède un axe de rotation perpendiculaire à la force appliquée. Ce 15 moyen de tension (12) peut avoir un effet direct sur la bâche (10) ou passer par tout système permettant un changement d'orientation de la force, comme un appui . Si (Fig. 3) la bâche (10) peut être faite d'une pièce unique, (fig.5) elle (10) peut aussi être composée de plusieurs éléments (10a 10b), ces 20 derniers peuvent être liés entre eux par un dispositif de liaison (18), dispositif ancrant une bâche (10a) à l'autre (10b) avec, comme présenté ici, ou sans espacement. Cet accrochage (18) entre les éléments souples (10a 10b), peut être obtenu par tout moyen apte à le faire. Si (fig.3 et 4) le moyen de tension (12) peut prendre toute position, 25 la bâche (10) va principalement subir un vent d'amont en aval suivant l'avancement (Av). Il convient donc (fig. 5 et 6) que le moyen de tension mette la bâche (10a, 10b) sous contrainte selon cette direction. Pour cela il est nécessaire d'avoir un moyen de tension (12a) créant sur la partie de bâche (10) faisant office de fond plat, une force, directe ou 30 non, selon le plan de fond plat et orienté parallèlement à la ligne de l'avancement (Av). De même, la bâche (l 0a,10b), bien que tendue longitudinalement par un dispositif de tension longitudinal (12a), peu souffrir de l'air s'engouffrant par les cotés sous le véhicule (1,2,3,4,5,6). Une solution pour immobiliser complètement la bâche (10a) est de mettre en place un système de tension transversal (12b). Ce dernier (12b) permet de créer directement ou indirectement sur la partie de la bâche (10a) faisant office de fond plat une force selon le plan de fond plat et orienté perpendiculairement à la ligne de l'avancement (Av). Afin de maintenir la bâche (10a,10b) dans une position adéquate, une solution est d'utiliser sur un même véhicule les différents systèmes décrits ci avant. Ainsi la bâche arrière (10a) peut être à la fois d'un io coté du véhicule, fixée par des ancrages (11) et la tension transversale étant créée via un moyen de tension transversale (12b) situé de l'autre coté du véhicule. La forme de la bâche arrière (10a) passant sous l'essieu arrière (3) devant être-t-elle aussi maintenue, un système de tension longitudinal (12a) peut être aussi installé à l'extrémité arrière. 15 La bâche (10a,10b) faisant office de fond plat, elle peut être amenée à avoir des surfaces dans des plans différents afin d'obtenir sous le véhicule la forme nécessaire à l'évitement des organes ou au respect de certaines contraintes ou réglementations. Ainsi il est possible de placer des appuis de contournement (14). Celui ci (14) est in dispositif, 20 fixe et solidaire du véhicule (1,2,3,4,5,6), linéaire entre deux points du périmètre de la bâche (10a) distants. I1 (14) est en contact avec la bâche (10a) et entraîne que cette dernière (10a), de part et d'autre de l'appui de contournement(14), s'inscrit dans des plans différents. La réglementation obligeant, en certains endroits, un véhicule (1,2,3,4,5,6) 25 de transport à être muni de barres anti-encastrements, ceux ci peuvent être utilisés par la bâche (10) soit comme moyen d'accrochage (11), soit comme appui de contournement (14). Dans ce dernier cas, une partie de la bâche (10a) peut voir sa continuité aller de manière pseudo verticale jusqu'à la sous face inférieure de carrosserie (2), ou elle trouvera soit un 30 moyen d'ancrage (11) soit un moyen de tension (12b). Un tel montage permet, en plus du fond plat, d'offrir un carénage latéral et de changer l'orientation des forces appliquées à la bâche (10a, l Ob) des systèmes de tensions (12a,12b). L'appui de contournement (14) devra autant que possible être non tranchant pour éviter une déchirure de la bâche (10), aussi une forme de tube est-elle préférentielle. La bâche (10a, 10b) occultant une partie du sous bassement du véhicule (1,2,3,4,5,6) du flux d'air sous véhicule, elle (10a,10b) peut s créer deux zones hermétiques. Cet état peut tendre à créer une isolation préjudiciable au bon fonctionnement du moteur (4) en limitant les échanges thermiques. De même, elle (10) peut rendre difficiles certains accès à des endroits stratégiques dans par exemple la maintenance courante du véhicule (1,2,3,4,5,6). Enfin certaines géométries sous le io véhicule (1,2,3,4,5,6) peuvent créer une gêne qu'il est nécessaire à la bâche (10a, 1 Ob) de contourner, comme par exemple le couple conique de l'essieu (3) moteur, généralement imposant en taille. Ainsi il est possible, de créer sur la bâche (10a, l Ob) de la découpes (15) de pouvant avoir toute forme et toute surface. 15 La bâche (10b) pouvant avoir de la découpe (15), cette dernière peut n'avoir qu'un usage temporaire. Laissée ouverte sans but précis, elle (15) peut s'avérer pénalisante pour l'écoulement de l'air. Aussi il est possible que la bâche (10b) possède un obturateur (16), dispositif en charge d'occulter une découpe (15) en phase normale de transport et 20 dont la forme et la taille permettent une telle opération. Une solution et qu'il (16) soit fixé solidairement à celle ci (10b), en aval au sens du déplacement (Av), de la découpe (15) par tout système apte à la faire tel que collage, soudage couture etc. . Pour ouvrir l'obturateur (16) et le remettre en position, lui-même (16) et la bâche (10b) peuvent être 25 équipés de tout système de verrouillage (17) apte à l'accrochage temporaire, tel un velcro, un système de bouton pression, etc. . 30 REVENDICATIONS , 1 - Dispositif de carénage aérodynamique par surface sous véhicule de transport de marchandise, le dispositif couramment appelé fond plat tendant à isoler les éléments sous véhicule (1,2,3,4,5,6) du flux d'air circulant sous celui ci (1,2,3,4,5,6) et au-dessus du sol, caractérisé en ce que le fond plat est constitué par un matériau souple, aussi dénommée bâche (10), et en ce qu'une partie de cette dernière (10) soit tendue de manière à décrire une paroi quasi plane et sensiblement horizontale sous io le véhicule (1,2,3,4,5,6) dans le périmètre défini par de dernier sans contact avec le sol. 2 - Dispositif de carénage aérodynamique selon la revendication 1 caractérisé en ce que la bâche (10) utilise pour être maintenu dans une 15 position des moyens d'accrochages (11) dédiés. 3 - Dispositif de carénage aérodynamique selon la revendication 1 caractérisé en ce que le véhicule possède tout dispositif de tensions (12) destinés à mettre sous contrainte tout ou partie de la bâche (10). 20 4 - Dispositif de carénage aérodynamique selon la revendication 3 caractérisé en ce que le dispositif de tension (12) est un dispositif de tension longitudinal (12a) exerçant une contrainte sur la partie de la bâche (10) faisant office de fond plat selon son plan et un axe parallèle à 25 l'avancement (Av). 5 - Dispositif de carénage aérodynamique selon la revendication 3 caractérisé en ce qu'un dispositif de tension (12) est un dispositif de tension transversal (12b) exerçant une contrainte sur la partie de la bâche 30 (10) faisant office de fond plat selon son plan et un axe perpendiculaire à l'avancement (Av). 6 - Dispositif de carénage aérodynamique selon la revendication 1 caractérisé en ce que la bâche (10) soit maintenu en position par plusieurs éléments répondant aux revendication 2 à 5. 7 - Dispositif de carénage aérodynamique selon une quelconque revendication 1 à 6 caractérisé en ce que le véhicule possède un appui de contournement (14), en ce que celui ci (14) est en contact avec la bâche (10) entre deux point du périmètre de celle ci (10) et en ce que le plan décrit par la bâche (10) ait une orientation différente de chaque coté de io l'appui de contournement (14). 8 - Dispositif de carénage aérodynamique selon une quelconque revendication 1 à 7 caractérisé en ce que la bâche (10a,10b) autorise la découpe (15), celle ci pouvant prendre tout nombre, toute forme et toute 15 surface. 9 - Dispositif de carénage aérodynamique selon la revendication 8 caractérisé en ce que la bâche (10a,10b) possède un obturateur (16) ayant une forme et une taille supérieur à la découpe (15), en ce que la 20 bâche (10a,10b) et l'obturateur (16) aient un système de verrouillage (17) l'un sur l'autre, et en ce qu'en phase de transport l'obturateur (16) occulte la découpe (15). - Dispositif de carénage aérodynamique selon une quelconque 25 revendication 1 à 9 caractérisé en ce que la bâche (10) soit faite d'un assemblage de morceaux de bâches (10a, 10b), et en ce que ces morceaux de bâches (10a, 10b) soient liés par tout dispositif de liaison (18) apte à le faire.