Brevet FR2929568A1 — publié le 20091009

Ensemble d'absorption d'énergie et véhicule comprenant ledit ensemble L'invention concerne un ensemble d'absorption d'énergie destiné à être placé derrière un bouclier de véhicule. L'ensemble est destiné à absorber l'énergie engendrée en cas de choc, et vise plus particulièrement à améliorer l'absorption du choc avec les jambes d'un piéton. L'invention concerne en outre un véhicule comprenant ledit ensemble. Il a déjà été prévu pour réduire les lésions du piéton, en cas de choc avec le véhicule, un ensemble comprenant une poutre disposée transversalement à l'avant du véhicule et fixée au châssis, et un bloc de mousse disposé entre le bouclier et la poutre. Une telle solution est notamment divulguée dans le document JP 2004-322861. D'autre part, il est connu du document EP 1 679 234 un ensemble comprenant : - une poutre s'étendant globalement suivant une direction transversale, entre une première extrémité et une deuxième extrémité, ladite poutre présentant une surface frontale et une surface dorsale, ladite surface dorsale étant destinée à être fixée au châssis du véhicule, - un profilé d'absorption d'énergie s'étendant parallèlement à la poutre, ledit profilé comprenant : • une partie de contact destiné à venir au contact d'un obstacle, • une première partie de maintien et une deuxième partie de maintien liées à la surface frontale de la poutre, et • une première partie d'absorption s'étendant entre la partie de contact et la première partie de maintien, et une deuxième partie d'absorption s'étendant entre la partie de contact et la deuxième partie de maintien. Un tel ensemble présente des propriétés d'absorption d'énergie supérieures et un encombrement inférieur à l'ensemble de l'art antérieur comprenant un bloc de mousse. L'invention vise à en améliorer encore les performances d'absorption d'énergie. Pour ce faire, conformément à l'invention, la première partie d'absorption et la deuxième partie d'absorption du profilé présentent chacune en section au moins une zone concave et une zone convexe. Ainsi, la déformation du profilé est mieux maîtrisée, ce qui permet d'obtenir une meilleure constance dans l'absorption et une épaisseur (plus généralement un encombrement) plus faible de l'ensemble après déformation, d'où une augmentation de la quantité d'énergie absorbée et une réduction de l'effort pendant le choc. Il sera précisé que l'invention s'intéresse à des chocs à faible niveau d'effort (de préférence inférieur à 7kN), la poutre et éventuellement d'autres éléments complémentaires (tels que des absorbeurs disposés entre la poutre et le châssis du véhicule) étant chargés d'absorber des chocs de plus forte intensité. En outre, conformément à l'invention, l'ensemble 25 présente de préférence les caractéristiques suivantes : - l'ensemble présente une direction d'élévation perpendiculaire à la direction transversale, la première partie de maintien s'étend entre une extrémité reliée à la première partie d'absorption et une 30 extrémité libre, la deuxième partie de maintien s'étend entre une extrémité reliée à la deuxième partie d'absorption et une extrémité libre, 3 - la surface frontale est sensiblement plane et présente suivant la direction d'élévation une hauteur inférieure à celle de l'espace séparant l'extrémité de la première partie de maintien qui est reliée à la première partie d'absorption et l'extrémité de la deuxième partie de maintien qui est reliée à la deuxième partie d'absorption. Ainsi, l'épaisseur de l'ensemble après écrasement est encore réduite, ce qui permet d'augmenter la quantité d'énergie absorbée par le dispositif et de réduire son encombrement avant le choc. Selon une caractéristique complémentaire conforme à l'invention, de préférence la poutre présente une partie en retrait s'étendant en regard de l'espace séparant l'extrémité de la première partie de maintien qui est reliée à la première partie d'absorption et l'extrémité de la deuxième partie de maintien qui est reliée à la deuxième partie d'absorption. La quantité d'énergie absorbée par le dispositif est ainsi augmentée ou son encombrement est réduit pour une 20 quantité d'énergie absorbée constante. Selon une autre caractéristique conforme à l'invention, de préférence le profilé présente deux extrémités suivant la direction transversale, à proximité de chacune desquelles est disposé un renfort. 25 Ainsi, la quantité d'énergie que l'ensemble d'absorption est capable d'absorber est sensiblement la même sur toute sa longueur. Selon une caractéristique complémentaire conforme à l'invention, de préférence le renfort comprend un manchon 30 annulaire s'étendant à l'intérieur du profilé et venant étroitement au contact des première et deuxième parties de maintien, des première et deuxième parties d'absorption et de la partie de contact. Cette solution est simple, robuste et efficace. 4 Selon une autre caractéristique conforme à l'invention, la première partie de maintien est reliée à la zone concave de la première partie d'absorption et la zone concave de la première partie d'absorption définit un angle compris entre 70 degrés et 80 degrés. Ainsi, la déformation est bien maitrisée et l'absorption d'énergie est optimisée. Selon une autre caractéristique conforme à l'invention, le profilé présente de préférence des Io évidements. Ainsi, le rapport entre la quantité d'énergie absorbée et le poids de l'ensemble est amélioré et la résistance de l'ensemble peut être aisément optimisée le long du profilé. 15 Selon une autre caractéristique conforme à l'invention, le profilé est de préférence en aluminium. L'utilisation de l'aluminium apparait particulièrement adaptée pour absorber l'énergie d'un choc avec un piéton. 20 Selon une autre caractéristique conforme à l'invention, le profilé présente de préférence des parois ayant une épaisseur comprise entre 0,5 millimètre et 1,5 millimètres. Ainsi, la réalisation de l'ensemble s'avère 25 relativement aisé et l'encombrement de l'ensemble après choc est relativement faible. Selon une autre caractéristique conforme à l'invention, la première partie d'absorption et la deuxième partie d'absorption du profilé présentent de préférence 30 chacune en section au moins deux zones concaves et une zone convexe entre les deux zones concaves. Cette solution permet d'augmenter encore la quantité d'énergie absorbée et de réduire l'effort pendant le choc. Selon encore une autre caractéristique conforme à l'invention, la poutre et le profilé sont de préférence constitués par deux éléments fixés ensemble par la première partie de maintien et la deuxième partie de maintien. 5 L'invention concerne en outre un véhicule comprenant, outre ledit ensemble, un châssis et un bouclier, ledit ensemble étant fixé sur le châssis du véhicule et recouvert par le bouclier. D'autres caractéristiques et avantages de la Io présente invention apparaîtront dans la description détaillée suivante, se référant aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente en perspective un ensemble d'absorption conforme à l'invention, 15 - la figure 2 illustre une partie de véhicule comprenant l'ensemble d'absorption, conformément à la coupe repérée II-II à la figure 1, - les figures 3A, 3B, 3C et 3D représentent schématiquement respectivement l'ensemble avant choc, lors 20 d'une première étape intermédiaire de déformation, lors d'une deuxième étape intermédiaire de déformation et après choc, - la figure 4 représente en perspective une variante d'ensemble d'absorption conforme à l'invention, 25 - les figures 5A, 5B, 5C et 5D représentent schématiquement respectivement l'ensemble de la figure 4 avant choc, lors d'une première étape intermédiaire de déformation, lors d'une deuxième étape intermédiaire de déformation et après choc, 30 - la figure 6 représente l'ensemble de la figure 4 conformément à la coupe repéré IV-IV à la figure 4. La figure 1 illustre un ensemble 1 d'adsorption d'énergie comprenant essentiellement une poutre 2 et un profilé 4. 6 La figure 2 illustre l'ensemble 1 installé dans un véhicule 10, derrière un bouclier 6 et fixé par la poutre 2 sur un châssis 8 de véhicule. Le châssis 8 présente avantageusement deux longerons s'étendant suivant une direction longitudinale X, à l'extrémité avant desquels est fixée la poutre 2. De préférence, des absorbeurs d'énergie (non représentés) s'étendant suivant la direction longitudinale X sont disposés à l'extrémité avant des longerons, entre lesdits longerons 8 et la poutre 2. La poutre 2 s'étend globalement suivant une direction transversale Y entre une première extrémité 2a et une deuxième extrémité 2b. La poutre 2 présente toutefois une forme légèrement arquée. La direction transversale Y est sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale X. La poutre 2 se présente sensiblement sous la forme d'un caisson de section sensiblement constante et globalement rectangulaire comprenant une surface frontale 12, une surface dorsale 14 et deux surfaces latérales 13, 15 reliant la surface frontale 12 et la surface dorsale 14. Le profilé 4 s'étend suivant la direction transversale Y entre une première extrémité 4a disposée à proximité immédiate de la première extrémité 2a de la poutre 2 et une deuxième extrémité 4b disposée à proximité immédiate de la deuxième extrémité 2b de la poutre 2. Le profilé 4 présente, perpendiculairement à la direction transversale Y, une section sensiblement constante comprenant une partie de contact 22, une partie de maintien supérieure 28 fixée à la surface frontale 12 de la poutre 2, une partie d'absorption supérieure 24 s'étendant entre la partie de contact 22 et la partie de maintien supérieure 28, une partie de maintien inférieure 30 fixée à la surface frontale 12 de la poutre 2, et une partie d'absorption inférieure 26 s'étendant entre la partie de contact 22 et la partie de maintien inférieure 30. En variante, le profilé 4 pourrait ne s'étendre en regard que d'une partie de la poutre 2 suivant la direction transversale Y, dans une partie médiane de la poutre 2. La partie de contact 22 est sensiblement plane et s'étend sensiblement perpendiculairement à la direction longitudinale X, de même que la partie de maintien supérieure 28, la partie de maintien inférieure 30, la surface frontale 12 et la surface dorsale 14. La partie de maintien supérieure 28 est fixée en partie supérieure de la surface frontale 12, tandis que la partie de maintien Io inférieure 30 est fixée en partie inférieure de la surface frontale 12. La fixation est avantageusement constituée par constituée par une succession de liaisons ponctuelles : points de clinchage, de soudure. En variante, la liaison pourrait être réalisée par tout moyen de fixation analogue 15 approprié, tel que des boulons ou des rivets. La liaison pourrait également être continue, par exemple constituée par une soudure continue. Dans le mode de réalisation illustré aux figures 1 et 2, le profilé 4 est symétrique par rapport à un plan 20 médian contenant la direction longitudinale X et la direction transversale Y. La partie d'absorption supérieure 24 et la partie d'absorption inférieure 26 comprennent chacune deux zones concaves 24a, 24c ; 26a, 26c et une zone convexe 24b, 26b. La zone concave 24a de la partie 25 d'absorption supérieure 24 et la zone concave 26a de la partie d'absorption inférieure 26 s'étendent vers l'arrière à partir de la surface frontale 22, sensiblement perpendiculairement à ladite surface frontale 22 et parallèlement l'une à l'autre, puis s'écartent 30 progressivement l'une de l'autre. La zone convexe 24b et la zone convexe 26b s'étendent vers l'arrière respectivement à partir des zones concaves 24a et 26a en s'évasant, puis en se rapprochant et sont ensuite reliées respectivement à la zone concave 24c 35 et la zone concave 26c. La zone concave 24c de la partie 8 d'absorption supérieure 24 relie la zone convexe 24b à la partie de maintien supérieure 28 et définit entre elles, à leur jonction avec la zone concave 24c un angle a compris avantageusement entre 65 degrés et 85 degrés, de préférence entre 70° et 80°, et sensiblement égal à 75°dans le mode de réalisation illustré. En outre, la zone concave 24c présente un rayon de courbure avantageusement inférieur à 10 millimètres, de préférence inférieur à 5 millimètres et sensiblement égal à 4mm dans le mode de réalisation illustré. De même, la zone concave 26c de la partie d'absorption inférieure 26 relie la zone convexe 26b à la partie de maintien inférieure 30 et définit entre elles, à leur jonction avec la zone concave 26c, un angle a compris avantageusement entre 65 degrés et 85 degrés, de préférence entre 70° et 80°, et sensiblement égal à 75°dans le mode de réalisation illustré. Le rayon de courbure dans la zone concave 26c est avantageusement inférieur à 10 millimètres, de préférence inférieur à 5 millimètres et sensiblement égal à 4 millimètres dans le mode de réalisation illustré. Le rayon de courbure dans les zones convexes 24b, 26b est de préférence supérieur à 10mm et avantageusement sensiblement égal à 20mm. Enfin, le rayon de courbure dans les zones concaves 24a, 26a est avantageusement supérieur à 10mm, de préférence supérieur à 20mm et sensiblement égal à 30mm dans le mode de réalisation illustré. En outre, la partie de maintien supérieure 28 s'étend entre une extrémité 28a reliée à la partie d'absorption 24 et une extrémité libre 28b. De même, la partie de maintien inférieure 30 s'étend entre une extrémité 30a reliée à la partie d'absorption inférieure 26 et une extrémité libre 30b. La partie de maintien supérieure 28 et la partie de maintien inférieure 30 s'écarte l'une de l'autre à partir de l'extrémité 28a, 30a reliée à la partie d'absorption 24, 26 correspondante vers leur extrémité libre 28b, 30b. Tel qu'illustré en particulier à la figure 3D, le profilé 4 présente un espace 21 entre les extrémités 28a, 30a des parties de maintien 28, 30. Suivant une direction d'élévation Z s'étendant perpendiculairement à la direction longitudinale X et à la direction transversale Y, l'espace 21 présente une hauteur h21 qui est supérieure à la hauteur h22 de la surface frontale 22 suivant la direction Io d'élévation Z. En outre, la surface frontale 12 de la poutre 2 présente une partie 16 en retrait vers l'arrière s'étendant en regard de l'espace 21. En cas de choc contre un obstacle, l'ensemble 1 s'écrase suivant la direction longitudinale X et absorbe 15 l'énergie du véhicule en se déformant. Tel qu'illustré aux figures 3A, 3B, 3C, 3D, la partie d'absorption supérieure 24 et la partie d'absorption inférieure 26 se déforment, la concavité des zones concaves 24a, 26a, 24c, 26c et la convexité des zones convexes 24b, 26b devenant de plus en 20 plus prononcées au fur et à mesure de la déformation, de sorte que la partie d'absorption supérieure 24 et la partie d'absorption inférieure 26 se plient sensiblement en accordéon, ici en cinq parties superposées. Avantageusement, conformément à l'invention, les 25 parois constituant le profilé 4 ont une épaisseur e (repérée à la figure 2) sensiblement constante et comprise entre 0,5 mm et 1,5 mm. Le profilé 4 est de préférence en aluminium, mais pourrait également être en acier ou dans un matériau analogue. 30 De préférence l'épaisseur des parois constituant la poutre 2 est supérieure à l'épaisseur e des parties constituant le profilé 4, ou sont réalisées dans un matériau (tel par exemple que de l'acier) présentant une résistance mécanique supérieure à celle du matériau 35 constituant le profilé 4. Le profilé 4 est de préférence réalisé par formage, notamment par pliage, profilage ou emboutissage suivant des lignes s'étendant parallèlement à la direction transversale Y. Dans l'exemple illustré, le profilé 4 présente une forme ouverte, la partie de maintien supérieure 28 s'étendant à l'écart de la partie de maintien inférieure 30. En variante, la partie de maintien supérieure 28 pourrait être reliée à la partie de maintien inférieure 30, voire constituer deux parties dans le prolongement l'une de l'autre. En outre, le profilé 4 pourrait être réalisé par extrusion. Enfin, tel qu'illustré à la figure 1, le profilé 4 présente des évidements 32. Dans le mode réalisation illustré, ces évidements 32 sont avantageusement disposés sur la surface frontale 22 uniquement. Toutefois, des évidements pourraient également être pratiqués notamment dans la partie d'absorption supérieure 24 et dans la partie d'absorption inférieure 26. La figure 4 illustre une variante de réalisation d'un ensemble 101 se distinguant essentiellement de l'ensemble 1, illustré aux figures 1 et 2, par la forme de la partie d'absorption supérieure 124 et de la partie d'absorption inférieure 126. Les éléments qui sont identiques dans l'ensemble 101 et l'ensemble 1 ont un repère inchangé. Les éléments de l'ensemble 101 qui diffèrent de ceux de l'ensemble 1, mais leur correspondent fonctionnellement ont un repère augmenté de 100. La partie d'absorption supérieure 124 et la partie d'absorption inférieure 126 comprennent chacune une zone convexe 124b et une zone concave 124c, de sorte que l'ensemble 101 correspond sensiblement à l'ensemble 1 amputé des zones concaves 24a et 26a. Ainsi, les zones convexes 124b et 126b s'étendent à partir de la partie de contact 22. Toutefois, les zones convexes 124b et 126b 11 s'étendent vers l'arrière à partir de la partie de contact 22 en s'écartant l'une de l'autre, puis s'étendent parallèlement l'une à l'autre et enfin se rapprochent l'une de l'autre avant de se raccorder à la zone concave 124c, 126c correspondante. Il sera noté que dans ce mode de réalisation les zones convexes 124b, 126b sont constituées d'une succession de tronçons rectilignes formant une ligne brisée, tandis que dans l'ensemble 1, les zones convexes 24b, 26b présentent une variation progressive de courbure, en section perpendiculairement à la direction transversale Y. En variante, les zones convexes 124b, 126b pourrait présenter une variation progressive de courbure comme l'ensemble 1, et inversement les zones convexes 24b, 26b et les zones concaves 24a, 24c, 26a, 26c de l'ensemble 1 pourraient être constituées d'une succession de tronçons rectilignes formant une ligne brisée. Enfin, la zone concave 124c est sensiblement identique à la zone concave 24c, et de même la zone convexe 126c est sensiblement identique à la zone convexe 26c. Tel qu'illustré aux figures 5A, 5B, 5C et 5D, en cas de choc, la partie d'absorption supérieure 124 et la partie d'absorption inférieure 126 se déforment sensiblement en accordéon présentant trois épaisseurs superposées, la convexité des zones convexes 124b, 126b et la concavité des zones concaves 124c, 126c s'accroissant au fur et à mesure de la déformation pour absorber l'énergie du choc. Il sera également noté que la poutre 102 de l'ensemble 101 se distingue de la poutre 2 de l'ensemble 1, en ce qu'il comprend une surface frontale 112, une surface dorsale 114, deux surfaces latérales 113, 115 reliant la surface frontale 112 et la surface dorsale 114, et deux ailettes 112a, 112b s'étendant dans le prolongement de la surface frontale 112. Ainsi, suivant la direction d'élévation Z, la hauteur du profilé 104 est accrue par rapport à la hauteur de la poutre 102. Par conséquent, la partie de maintien supérieure 28 est fixée pour partie à la surface frontale 112 de la poutre 102 et pour une autre partie à l'ailette 112a en regard de laquelle elle s'étend, tandis que la partie de maintien inférieure 30 est fixée pour partie à la surface frontale 112 de la poutre 102 et pour une autre partie à l'ailette 112b en regard de laquelle elle s'étend. Par ailleurs, tel qu'illustré aux figures 4 et 6, l'ensemble 101 comprend en outre, à proximité de chacune des extrémités 104a, 104b du profilé 104, suivant la direction transversale Y, des renforts constitués par un manchon annulaire 18, 20 s'étendant à l'intérieur du profilé 104 et venant étroitement au contact de la partie de contact 22, de la partie d'absorption supérieure 124, de la partie d'absorption inférieure 126, et de la surface frontale 12 de la poutre 2. Le manchon annulaire 18, 20 présente donc sensiblement la même forme en section perpendiculairement à la direction transversale Y que le profilé 104. Dans le mode de réalisation illustré, chacun des renforts 18, 20 comprend des évidements 19 s'étendant en regard de la partie d'absorption supérieure 124 et de la partie d'absorption inférieure 126. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisations illustrés à titre d'exemples non limitatifs. Ainsi, il sera noté que, de manière analogue à ce qui a été décrit en relation avec les manchons 18, 20 de l'ensemble 101, des manchons pourraient être disposés dans le profilé 4 de l'ensemble 1 à proximité de chacune des extrémités 4a, 4b, en adaptant la forme des manchons afin qu'ils correspondent à la section du profilé 4. REVENDICATIONS1. Ensemble (1, 101) d'absorption d'énergie destiné à être placé derrière un bouclier (6) de véhicule automobile, ledit ensemble comprenant : - une poutre (2) s'étendant globalement suivant une direction transversale (Y), entre une première extrémité (2a) et une deuxième extrémité (2b), ladite poutre (2) présentant une surface frontale (12) et une surface dorsale (14), ladite surface dorsale (14) étant destinée à être Io fixée au châssis (8) du véhicule, - un profilé (4, 104) d'absorption d'énergie s'étendant parallèlement à la poutre (2), ledit profilé (4, 104) comprenant : • une partie de contact (22) destiné à 15 venir au contact d'un obstacle, • une première partie de maintien (28) et une deuxième partie de maintien (30) liées à la surface frontale (12) de la poutre, et • une première partie d'absorption (24, 20 124) s'étendant entre la partie de contact (22) et la première partie de maintien (28), et une deuxième partie d'absorption (26, 126) s'étendant entre la partie de contact (22) et la deuxième partie de maintien (30), 25 caractérisé en ce que la première partie d'absorption (24, 124) et la deuxième partie d'absorption (26, 126) du profilé (4, 104) présentent chacune en section au moins une zone concave (24a, 24c, 124c ; 26a, 26c, 126c) et une zone convexe (24b, 124b ; 26b, 126b). 30 2. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel la poutre (2) et le profilé (4, 104) sont constitués par deux éléments fixés ensemble par la première partie de maintien (28) et la deuxième partie de maintien (30). 14 3. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première partie d'absorption (24) et la deuxième partie d'absorption (26) du profilé présentent chacune en section au moins deux zones concaves (24a, 24c ; 26a, 26c) et une zone convexe (24b ; 26b) entre les deux zones concaves. 4. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel : - l'ensemble présente une direction d'élévation (Z) 10 perpendiculaire à la direction transversale (Y), - la première partie de maintien (28) s'étend entre une extrémité (28a) reliée à la première partie d'absorption (24, 124) et une extrémité libre (28b), - la deuxième partie de maintien (30) s'étend entre 15 une extrémité (30a) reliée à la deuxième partie d'absorption (26, 126) et une extrémité libre (30b), - la surface frontale (22) est sensiblement plane et présente suivant la direction d'élévation (Z) une hauteur (h22) inférieure à celle (h21) de l'espace (21) 20 séparant l'extrémité (28a) de la première partie de maintien qui est reliée à la première partie d'absorption de l'extrémité (30a) et la deuxième partie de maintien qui est reliée à la deuxième partie d'absorption. 9. Ensemble selon la revendication précédente, dans 25 lequel la poutre (2) présente une partie (16) en retrait s'étendant en regard de l'espace (21) séparant l'extrémité (28a) de la première partie de maintien qui est reliée à la première partie d'absorption de l'extrémité (30a) de la deuxième partie de maintien qui est reliée à la deuxième 30 partie d'absorption. 10. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le profilé (104) présente deux extrémités (104a, 104b) suivant la directiontransversale (Y), à proximité de chacune desquelles est disposé un renfort (18, 20). 7. Ensemble selon la revendication précédente dans lequel le renfort (18, 20) comprend un manchon annulaire s'étendant à l'intérieur du profilé et venant étroitement au contact de la première et deuxième parties de maintien (28, 30), des première et deuxième parties d'absorption (124, 126) et de la partie de contact (22). 8. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première partie de maintien (28) est reliée à la zone concave (24c, 124c) de la première partie d'absorption (24, 124) et la zone concave (24c, 124c) de la première partie d'absorption (24, 124) définit un angle (a)compris entre 70 degrés et 80 15 degrés. 9. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le profilé (104) présente des évidements (32). 10. Ensemble selon l'une quelconque des 20 revendications précédentes, dans lequel le profilé (4, 104) est en aluminium. 11. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le profilé (4, 104) présente des parois ayant une épaisseur (e) comprise entre 25 0,5 millimètre et 1,5 millimètres. 12. Véhicule (10) comprenant un ensemble (1, 101) selon l'une quelconque des revendications précédentes, un châssis (8) et un bouclier (6), ledit ensemble (1, 101) étant fixé sur le châssis (8) du véhicule et recouvert par 30 le bouclier (6).