Brevet FR2930229A1 — publié le 20091023

La présente invention concerne un agencement, sur une carrosserie de véhicule, d'un dispositif de génération d'au moins un jet de gaz. Elle concerne aussi un véhicule automobile comprenant un tel agencement. L'optimisation de la géométrie d'un véhicule automobile en vu d'améliorer ses performances aérodynamiques restreint les possibilités de design. En conséquence, le Cx (coefficient aérodynamique) d'un véhicule résulte d'un compromis entre design et performances aérodynamiques. Il existe donc un besoin de réduction de la traînée aérodynamique des véhicules pour réduire la consommation énergétique de ceux-ci et donc de réduire les émissions polluantes. A cette fin, on connaît par exemple, de différents documents (FR 2 896 757, FR 2 896 758), l'utilisation de jets synthétiques de gaz pour améliorer l'aérodynamique d'un véhicule. L'amélioration de l'aérodynamique est obtenue par la présence d'un jet synthétique à la surface de la carrosserie du véhicule, le jet synthétique étant par exemple créé à l'orifice d'une cavité dans laquelle un actionneur électrique fait vibrer une ou plusieurs membranes. Lors du déplacement d'un véhicule automobile, la géométrie de ce dernier crée en partie arrière en bas de lunette, une zone de basses pressions. Ces basses pressions sont dues à la forme générale du véhicule et au déplacement de celui-ci. Plus la lunette est verticale et plus la vitesse de déplacement est importante, plus la zone de basses pressions est importante. De plus, comme représenté à la figure 1, sur certains types de véhicules 10', en cours de roulage l'écoulement des filets d'air peut se �décoller� de la lunette arrière 6 et créer une zone de basses pressions 20 en arrière de la lunette. Cette zone de basses pressions est un volume dans lequel l'air a une faible pression statique. MS\REN090FR.dpt Ces zones de basses pressions tendent à freiner l'avance du véhicule. En effet, elles créent une force de traction du véhicule opposée au sens de déplacement, déjà évoquée et appelée � traînée �. Le but de l'invention est de fournir un agencement de dispositif de génération d'au moins un jet synthétique de gaz sur une carrosserie de véhicule remédiant aux inconvénients évoqués et améliorant les agencements connus de l'art antérieur. En particulier, l'agencement selon l'invention permet de réduire l'influence des zones de basses pressions et donc leurs effets sur la traînée aérodynamique du véhicule. L'invention porte sur un agencement d'un dispositif de génération d'au moins un jet de gaz sur une carrosserie de véhicule. Le dispositif de génération comprend au moins un orifice d'où émane l'au moins un jet de gaz. L'agencement est caractérisé en ce que l'au moins un orifice est disposé juste en amont d'une dépression de la carrosserie. Le véhicule peut être un véhicule automobile. La dépression peut se situer au niveau d'une lunette arrière et d'une malle arrière, la limite entre le pavillon de la carrosserie et la lunette arrière constituant une frontière de la dépression. 25 L'au moins un orifice peut être situé dans la dépression entre 1 et 15 mm en aval d'une frontière de la dépression. L'au moins un orifice peut être pratiqué dans une traverse de lunette arrière. L'au moins un orifice peut être pratiqué dans une tôle du pavillon. MS\REN090FR.dpt 30 L'au moins un jet de gaz peut former un angle de moins de 30° avec la norrnale à la surface de la carrosserie. Selon l'invention, une carrosserie, en particulier une carrosserie de 5 véhicule automobile comprend un agencement défini précédemment. Selon l'invention, un véhicule, en particulier véhicule automobile comprend un agencement défini précédemment. 10 Le dessin annexé représente, à titre d'exemples, différents modes de réalisation de l'agencement selon l'invention. La figure 1 est un schéma de l'écoulement aérodynamique autour d'un véhicule automobile tri-corps. Les figures 2 et 3 sont des schémas de l'écoulement aérodynamique autour d'un véhicule automobile tri-corps comprenant un agencement selon l'invention. 20 La figure 4 est un mode de réalisation d'un premier type de dispositif de génération de jet d'air pouvant être utilisé pour mettre en oeuvre l'invention. La figure 5 est un mode de réalisation d'un premier actionneur de 25 dispositif de génération de jet d'air pouvant être utilisé pour mettre en oeuvre l'invention. La figure 6 est un mode de réalisation d'un deuxième actionneur de dispositif de génération de jet d'air pouvant être utilisé pour mettre en 30 oeuvre l'invention. MS\R.EN090FR..dpt 15 La figure 7 est une section longitudinale d'un premier mode de réalisation de l'agencement selon l'invention. La figure 8 comprend deux vues en perspective d'une traverse de pavillon équipée d'un dispositif de génération de jet de gaz et permettant de réaliser le premier mode de réalisation de l'agencement selon l'invention. La figure 9 est: une vue en perspective du premier mode de réalisation de l'agencement selon l'invention. La figure 10 est une section longitudinale d'un deuxième mode de réalisation de l'agencement selon l'invention. Le principe de l'invention est décrit ci-après en référence aux figures 2 et 3 sur lesquelles est représenté de façon très simplifiée un écoulement d'air autour d'une carrosserie de véhicule. L'invention repose sur une implantation, sur une carrosserie, d'un générateur de jet de gaz dans une zone amont d'une dépression de cette carrosserie (relativement à l'air s'écoulant autour de la carrosserie lorsque le véhicule est en mouvement). Dans le cas d'une carrosserie de véhicule tri-corps comprenant un pavillon 5, une lunette arrière 6 et une malle arrière 11, la surface de lunette arrière et de malle arrière forment une dépression 21 par rapport à la surface du pavillon. Un jet de gaz dans la zone amont de la dépression a tendance à éviter le décollement des filets d'air au niveau de la dépression après la cassure formée par les surfaces de pavillon et de lunette arrière. De préférence, cette implantation de jet de gaz, en particulier d'aiir, se fait au niveau de cette cassure comme l'indique la zone 40 des figures 2 et 3. De cette manière, l'effet de zone de basses pressions derrière la lunette arrière est diminué et la traînée MSIREN090FR.dpt aérodynamique du véhicule est diminuée. Ceci est obtenu par apport d'énergie aux filets d'air par le jet de gaz qui modifie leur écoulement. Pour réaliser un dispositif de génération de jet de gaz on peut utiliser différentes technologies. Notamment, on peut un utiliser un moyen de génération 4 représenté à la figure 4 et comprenant une cavité close 16 ouverte à l'extérieur via un orifice 15 réalisé dans une plaque 14 et dont au moins une des parois 13 est constituée d'une ou de plusieurs membranes vibrantes. Cette membrane est mise en mouvement grâce à un actionneur 12, par exemple un actionneur électromagnétique, au quel elle est fixée. La mise en mouvement de la paroi permet de faire varier le volume de la cavité 16 et entraîne une succession rapide d'aspirations (dépression dans la cavité) et de soufflages (surpression dans la cavité) par l'orifice 15 (sans apport d'air ou d'autre gaz extérieur). II se produit donc un jet d'air de synthèse au niveau de l'orifice 15. L'actionneur est alimenté par un signal alternatif par exemple sinusoïdal à certaines fréquences (par exemple entre 5 et 1000Hz). D'autres technologies d'actionneurs permettent de mettre en mouvement la membrane. On peut par exemple utiliser des éléments en polymère électroactif ou des éléments piézoélectriques. Cependant, le principe de génération de jet de gaz synthétique par variation du volume d'une cavité ouverte reste le rnême. De plus ces actionneurs peuvent être miniaturisés sous forme de microsystèmes électromécaniques (MEMS). Cornme représenté aux figures 5 et 6, on peut aussi utiliser un dispositif de génération à polymère électroactif. MS\REN090FR.dpt _30 Cornme représenté à la figure 5, on obtient un mouvement de la membrane 13' erg alimentant alternativement les membranes 12a' et 12b' en polymère électroactif. Cornme représenté à la figure 6, on obtient un mouvement des membranes 13' en alimentant alternativement les membranes en polymère électroactif 12a" et 12b". Un premier mode de réalisation de l'agencement selon l'invention est décrit ci-après en référence aux figures 7 à 9. Il s'agit d'un agencement de dispositif 2 de génération de jet de gaz sur une carrosserie 3 d'un véhicule automobile 10. La carrosserie est de type tri-corps et comprend un pavillon 5, une lunette arrière 6 et une malle arrière 11. Le dispositif de génération 2 de jet comprend un ensemble de moyens 4 de génération de jet de gaz. Dans ce mode de réalisation, la frontière ou limite amont de la dépression se trouve à l'interface pavillon-lunette arrière et est référencée 50. Une traverse supérieure 8 de lunette intègre les moyens 4 de génération de jet de gaz. Cette traverse est implantée en haut de lunette. Elle sert au collage de lunette et peut participer au renforcement de la structure du véhicule de par son assemblage par soudage à la caisse. La raideur apportée par cette traverse a pour avantage de remplacer la traverse de pavillon communément utilisée dans les véhicules. Préférentiellement, la triangulation des points de soudure de liaison traverse - custode permet d'améliorer l'ancrage de la traverse supérieure de lunette sur la caisse du véhicule. Avantageusement, la traverse 8 comprend les orifices 15' d'où émanent les jets de gaz. En effet, la traverse participe à la définition des cavités. MS\REN090FR.dpt Chacune de ces cavités est définie par l'assemblage d'un actionneur 12 de paroi 13 sur la traverse 8. Ainsi, la traverse 8 assure également la fonction de la plaque 14 décrite en référence à la figure 4. De préférence, des moyens de fixation des actionneurs 12 de paroi 13 sont intégrés dans cette traverse, par exemple à l'aide d'inserts métalliques ou de taraudages. Les actionneurs de parois sont emboîtés sur la traverse par exemple grâce à un ajustement serré. Si nécessaire, un joint d'étanchéité à l'air peut être mis en place entre les actionneurs et la traverse. Si la géométrie du véhicule implique un galbe de la lunette (dans le sens de la largeur du véhicule) trop important pour réaliser la traverse avec de bonnes tolérances et un faible coût, celle-ci peut être réalisée en plusieurs partes sans impact sur le principe décrit précédemment. De cette façon, la taille des pièces à réaliser est réduite et leur réalisation s'en trouve facilitée. En contrepartie, il est nécessaire de réaliser une liaison (par collage ou soudure) entre les différentes pièces composant la traverse. Dans ce cas, il est possible que la traverse contribue de façon moindre à la résistance de la structure du véhicule. Un deuxième mode de réalisation de l'agencement selon l'invention est décrit ci-après en référence à la figure 10. Dans ce mode de réalisation, c'est la tôle supérieure 30 de pavillon 5 qui intègre les moyens 4 de génération de jet de gaz. Elle comprend les orifices 15" d'où émanent les jets de gaz. Ces orifices peuvent être réalisés par l'outillage de presse mettant en forme la tôle. La tôle participe à la définition des cavités. Chacune de ces cavités est définie par l'assemblage d'un actionneur 12 de paroi 13 sur la tôle 30 en MS\R:EN090FR.dpt utilisant une pièce d'interface 31. L'actionneur 12 de paroi 13 est monté sur la pièce d'interface, cette dernière étant elle-même montée sur la tôle 30 de pavillon 5. De préférence, les assemblages tôle-pièce d'interface et pièce d'interface-actionneur sont réalisés de manière à être étanches. Les assemblages peuvent être réalisés par collage. Ainsi, la tôle 30 de pavillon 5 assure également la fonction de la plaque 14 décrite en référence à la figure 4. Dans ce mode de réalisation, la frontière ou limite amont de la dépression se trouve à l'interface pavillon-lunette arrière et est référencée 50'. Ce deuxième mode de réalisation permet de : - limiter le nornbre (et le cout) des pièces à intégrer pour réaliser le jet de gaz, - ne pas modifier la géométrie et l'aspect extérieur du véhicule. 15 De préférence, selon l'invention : - l'orifice de sortie du jet de gaz est une fente ou une succession de fentes ou une succession de trous, - l'orifice de sortie s'étend sur toute la largeur de la dépression ou sur au 20 moins 5 % de la largeur de la dépression et de préférence sur au moins 40% de la largeur de la dépression, - l'orifice est situé entre 1 mm et 15mm après (ou en aval de) la fin du pavillon (ce positionnement est incompatible avec le deuxième mode de réalisation décrit : dans ce cas, les orifices sont disposés au plus à :25 10 mm en amont de la fin du pavillon), - les orifices sont des fentes qui font entre 0.2 et 3 mm de large. - l'angle a de sortie formé entre la direction du jet et la normale à la carrosserie est inférieur à 30°. Cet angle est représenté à la figure 7. 30 L'invention décrite a été appliquée à une carrosserie de véhicule automobile de tourisme. Cependant, elle peut être appliquée à tout autre MS\REN090FR.dpt type de carrosserie de véhicule et à tout endroit de ces carrosserie où se trouve une dépression provoquant un décollement des filets d'airs générateur d'un volume de basses pressions et donc d'augmentation de la traînée. L'invention peut notamment être appliquée à tout véhicule terrestre (automobile et ferroviaire), nautique ou aérien. Elle peut en particulier être appliquée à tout véhicule terrestre tracté. L'invention porte aussi sur un procédé d'amélioration de la traînée aérodynamique d'un véhicule. Ce procédé comprend l'émission d'un ou plusieurs jets de gaz en amont d'une dépression sur la surface de la carrosserie du véhicule. MSIREN090FR.dpt Revendications: 1. Agencement (1) d'un dispositif (2) de génération d'au moins un jet de gaz sur une carrosserie (3) de véhicule (10), le dispositif de génération comprenant au moins un orifice (15 ; 15' ; 15") d'où émane l'au moins un jet de gaz, caractérisé en ce que l'au moins un orifice est disposé juste en amont d'une dépression (21) de la carrosserie. 2. Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le véhicule est un véhicule automobile. 3. Agencement selon la revendication 2, caractérisé en ce que la dépression se situe au niveau d'une lunette arrière (6) et d'une malle arrière (11), la limite entre le pavillon (5) de la carrosserie et la lunette arrière constituant une frontière (50 ; 50') de la dépression. 4. Agencement selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'au moins un orifice est situé dans la dépression entre 1 et 15 mm en aval d'une frontière de la dépression. 5. Agencement selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'au moins un orifice est pratiqué dans une traverse (8) de lunette arrière. 6. Agencement selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'au moins un orifice est pratiqué dans une tôle du pavillon. 7. Agencement selon l'une des revendications précédentes, 30 caractérisé en ce que l'au moins un jet de gaz forme un angle de moins de 30° avec la normale (51) à la surface de la carrosserie. MS\REN090FR.dpt25 8. Carrosserie, en particulier carrosserie de véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle comprend un agencement (1) selon l'une des revendications précédentes. 9. Véhicule (1()), en particulier véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un agencement (1) selon l'une des revendications 1 à 7. MS\REN090FR.dpt