Brevet FR2935676A1 — publié le 20100312

B08-1845FR LD-RI PJ9053/DC Société par actions simplifiée : RENAULT s.a.s. Dispositif actionneur de jets d'air synthétiques pour carrosserie de véhicule Invention de : GALLAS Quentin Dispositif actionneur de jets d'air synthétiques pour carrosserie de véhicule La présente invention concerne le domaine des dispositifs actionneurs capables de générer des jets d'air synthétiques, destinés à être intégrés dans des éléments de carrosserie de véhicules, en particulier pour véhicules automobiles, dans le but d'améliorer les caractéristiques aérodynamiques de ces derniers. D'une manière générale, lorsqu'un véhicule se déplace, des contraintes qui résultent d'actions aérodynamiques s'exercent sur la surface externe de la carrosserie. Ces actions aérodynamiques se décomposent en deux, à savoir des premières actions aérodynamiques d'origine visqueuse et turbulente et des secondes actions aérodynamiques de pression, qui sont fortement liées entre elles. La somme de ces actions aérodynamiques de frottement et de pression se traduit par la traînée aérodynamique, qu'il est avantageux de réduire pour diminuer la résistance au déplacement du véhicule. Dans ce but, les documents EP-A-1544089, WO-A-2007/088310 et US-A-6457654 proposent des dispositifs pour produire des jets d'air synthétiques à la surface ou dans le voisinage de la carrosserie extérieure d'un véhicule, qui peuvent être installés en différents endroits du véhicule, en particulier sur les montants de baies, à la partie arrière du pavillon et des côtés, dans les pare-chocs, etc. De tels dispositifs comprennent une cavité dont une paroi présente un orifice pour faire communiquer la cavité avec l'extérieur et un actionneur apte à faire varier, lorsqu'il est sollicité, le volume de la cavité en des phases successives d'aspiration et de soufflage produisant lesdits jets d'air synthétiques vers l'extérieur par ledit orifice. Les actionneurs proposés comprennent en général une membrane à mouvement oscillant, par exemple une membrane soumise à un piston, une membrane piézoélectrique, en polymère électroactif, en un matériau à mémoire de forme, ou en matériaux utilisant la technologie MEMS, ces derniers étant avantageux car de très petites tailles. Un inconvénient de ces dispositifs est que leur efficacité se dégrade au fil du temps notamment à cause des poussières, des saletés, de la pluie, des eaux de lavage. Le but de la présente invention est de tendre à préserver, au cours du temps, les qualités de fonctionnement des dispositifs actionneurs de jets d'air synthétiques. Dans un mode de réalisation, un dispositif actionneur de jets d'air synthétiques, destiné à être intégré dans un élément de carrosserie d'un véhicule, comprend au moins une cavité dont une paroi présente au moins un orifice pour faire communiquer ladite cavité avec l'extérieur et un organe d'actionnement pour faire varier le volume de la cavité, Selon une caractéristique générale, le dispositif peut être équipé d'au moins un moyen de protection contre l'introduction par ledit orifice et/ou la présence de particules polluantes et/ou de liquides dans ladite cavité. Différentes variantes de réalisation, telles que les suivantes, peuvent être envisagées. Le moyen de protection peut comprendre au moins un moyen de filtrage pour filtrer le flux d'air passant au travers dudit orifice. Ledit moyen de filtrage peut comprendre au moins une membrane perméable à l'air recouvrant ledit orifice. Ladite membrane peut comprendre une matière perméable hydrophobe. Ladite membrane peut être collée sur ladite paroi présentant ledit orifice. Ladite membrane peut être prise entre deux parois présentant ledit orifice. Ladite membrane peut être en une matière tissée. Le moyen de protection peut comprendre au moins un moyen de nettoyage comprenant au moins un moyen de circulation pour faire circuler de l'air au travers de ladite cavité. Le moyen de circulation peut comprendre d'une part un moyen de soufflage d'air relié à ladite cavité et équipé d'une vanne et d'autre part un moyen d'échappement d'air relié à ladite cavité et équipé d'un clapet Le moyen de circulation peut comprendre un couvercle apte à fermer ledit orifice. Le moyen de circulation peut comprendre un moyen d'aspiration d'air relié à ladite cavité et équipé d'une vanne. Des dispositifs actionneurs de jets d'air synthétiques vont maintenant être décrits à titre d'exemples non limitatifs, illustrés par le dessin sur lequel : - la figure 1 représente une coupe transversale d'un dispositif actionneur de jets d'air synthétiques, équipé d'un moyen de protection ; - la figure 2 représente une variante de réalisation de la figure 1 ; - la figure 3 représente une autre variante de réalisation de la figure 1 ; - la figure 4 représente une coupe transversale d'un dispositif actionneur de jets d'air synthétiques, équipé d'un autre moyen de protection ; - la figure 5 représente une coupe transversale d'un dispositif actionneur de jets d'air, équipé d'un autre moyen de protection ; - la figure 6 représente une coupe transversale d'un dispositif actionneur de jets d'air synthétiques, équipé d'une combinaison de moyens de protection. En se reportant à la figure 1, on peut voir qu'on a représenté un dispositif actionneur de jets d'air synthétiques 1 qui comprend un corps 2 dans lequel est formée une cavité 3 et dont une paroi avant 4 présente un orifice 5. Le dispositif générateur de jets d'air synthétiques 1 est adapté pour être intégré dans un élément, non représenté, de la carrosserie d'un véhicule de telle sorte que, lorsque ce véhicule est en mouvement, l'air extérieur est susceptible de s'écouler dans le voisinage de la face extérieure de la paroi avant 4, devant l'orifice 5, par exemple selon une direction 6 approximativement parallèle à la paroi avant 4. Le dispositif actionneur de jets d'air synthétiques 1 est équipé d'un organe d'actionnement 7, dans l'exemple placé à l'opposé de la paroi avant 4 mais susceptible d'être placé à un autre endroit de la paroi de la cavité 3. Cet organe d'actionnement 7 comprend une membrane 8 soumise à un moyen d'entraînement 9 apte à faire vibrer cette membrane 8 de façon à faire varier le volume de la cavité. Les mouvements de la membrane 8 engendrent des phases successives d'aspiration et de soufflage, synthétisant des jets d'air 10 vers l'extérieur au travers de l'orifice 5. Ces jets d'air 10 produisent des tourbillons d'air 11 modifiant les conditions de l'écoulement 6 de l'air extérieur et permettant ainsi d'agir sur cet écoulement pour modifier, lorsque l'organe d'actionnement 7 est sollicité, les actions aérodynamiques de l'air extérieur sur le véhicule au cours de ses phases de roulage. Dans la pratique, l'orifice 5 est de petite taille. Par exemple, il peut présenter une largeur d'environ un millimètre et une longueur d'environ un centimètre, dans le cas d'organes d'actionnement 7 à membrane soumise à un piston, à membrane piézoélectrique, en polymère électroactif, en un matériau à mémoire de forme. Ces dimensions peuvent être fortement réduites dans le cas de l'usage d'actionneurs de petites tailles utilisant la technologie MEMS, permettant de réaliser un dispositif actionneur de jets d'air synthétiques 1 de dimensions réduites plus facilement intégrables dans un élément de carrosserie. I1 est par ailleurs possible et avantageux que la paroi avant 4 présente une multiplicité d'orifices 5 et que plusieurs dispositifs actionneurs de jets d'air synthétiques 1 soient associés par exemple dans un corps 2 commun à plusieurs cavités 3 et plusieurs actionneurs 7 associés. Selon une proposition représentée sur la figure 1, le dispositif actionneur de jets d'air synthétiques 1 est équipé d'un moyen de protection 12 contre l'introduction de particules polluantes dans la cavité 3 par l'orifice 5, pour éviter, autant que faire se peut, que par exemple des salissures, des poussières et/ou des gouttelettes d'eau entrent dans la cavité 3 et viennent perturber le fonctionnement de l'actionneur 7, tout en perturbant le moins possible la circulation de l'air au travers le l'orifice 5 pendant les phases précitées d'aspiration et de soufflage Selon l'exemple de la figure 1, le moyen de protection 12 peut comprendre une membrane perméable 13 fixée par exemple par collage sur la face extérieure 4a de la paroi 4 et recouvrant l'orifice 5. Une telle membrane perméable 13 peut être en une matière fibreuse maillée selon un maillage très serré, par exemple de l'ordre du micron, et peut présenter une épaisseur très fine, de l'ordre de quelques microns, pour éviter par filtrage que les particules polluantes dont la taille est supérieure à la taille du maillage ne pénètrent dans la cavité 3, sans trop perturber la circulation d'air sous l'effet de l'organe d'actionnement 7. Avantageusement, la membrane 13 peut être en outre en une matière hydrophobe ou superhydrophobe pour, par nature, éviter autant que faire se peut que des gouttelettes ou des microgouttes d'eau ne s'y accrochent. En effet, si des gouttelettes ou des microgouttes d'eau ne peuvent pas s'accrocher à la membrane 13, elles seront plus facilement emportées par l'air extérieur circulant devant l'orifice 5 lors des mouvements du véhicule. I1 est alors plus facile d'éviter qu'elles ne pénètrent dans la cavité 3. Une matière hydrophobe peut être caractérisée par un angle de contact 0 supérieur à 90°, cet angle de contact étant défini entre la surface du solide et la tangente à la surface d'une goutte de liquide déposée sur cette surface, partant d'un point sur cette surface où les phases solide, liquide et gazeuse sont présentes et du côté de la goutte. Une matière superhydrophobe peut être caractérisée par un angle de contact 0 supérieur à 150°. Selon un exemple de réalisation, la membrane 13 pourrait être en une fibre synthétique ou naturelle, traitée par un substrat hydrophobe ou superhydrophobe. En pratique, des motifs géométriques peuvent être gravés sur la membrane en utilisant des procédés de photolithographie ou d'usinage. I1 est alors nécessaire de rendre hydrophobe la surface de la membrane par greffage ou dépôt de composés ou polymères hydrophobes telle une polyoléfine, de type polyéthylène ou polypropylène. La membrane hydrophobe peut également être obtenue par dispersion de particules micrométriques dans un gel ou une résine appliqué sur une surface. Dans ce cas, les particules sont intrinsèquement hydrophobes. La membrane 13 peut également être rendue hydrophobe par dépôt de nano-fibres sur sa surface, c'est-à-dire des fibres de tailles nanométrique, suivi d'une réaction chimique sur ces nano-fibres. La figure 2 illustre une variante dans laquelle la membrane 13 est fixée sur la face intérieure 4b de la paroi avant 4, par exemple aussi par collage, et recouvre l'orifice 5. La figure 3 illustre une variante dans laquelle la membrane 13 est encastrée entre la paroi avant 4 et une plaque 14 par exemple fixée par collage, la plaque 14 présentant un orifice 15 correspondant à l'orifice 5. Sur cette vue, la membrane 13 est encastrée entre la face avant 4a de la paroi avant 4 et la plaque 14. Dans une variante, la membrane 13 pourrait être encastrée entre la face avant 4b de la paroi avant 4 et une plaque 14 placée dans la cavité 3. Dans le cas où la paroi avant 4 du dispositif actionneur de jets d'air synthétiques 1 présente plusieurs orifices 5, une même membrane 13 peut avantageusement tous les recouvrir. Dans ce cas, la plaque 14 présente des orifices 15 correspondants. Selon un mode de réalisation représenté sur la figure 4, le dispositif actionneur de jets d'air 1 peut être équipé d'un moyen de protection 16 contre la présence de particules polluantes sur le moyen de protection 12, en particulier sur la face extérieure de la membrane 13. Ce moyen de protection 16 comprend un conduit d'amenée 17 reliant la cavité 3, par un passage 18 ménagé au travers du corps 2, et une source 19 d'air ou d'un autre gaz, par exemple une pompe à air du véhicule. Sur le conduit 17 est installée une valve unidirectionnelle 20. Ainsi, en ouvrant la valve 20, quand on l'estime nécessaire, on peut faire circuler de l'air provenant de la source 19 au travers de la membrane 13 et vers l'extérieur, via la cavité 3, et procéder à un nettoyage ou un décrassage de cette membrane dans sa partie correspondant à l'orifice 5. La valve unidirectionnelle 20 peut également être � aspirante �. Dans ce cas, les dépôts présents dans la cavité 3 que la membrane 13 aura quant même laissé passer seront aspirés vers l'extérieur du dispositif actionneur. Selon un mode de réalisation représenté sur la figure 5, le dispositif actionneur de jets d'air synthétiques 1 peut être équipé d'un moyen de protection 21 contre la présence de particules polluantes dans la cavité 3. Ce moyen de protection 21 comprend un conduit d'amenée 22 reliant la cavité 3, par un passage 23 ménagé au travers du corps 2, et une source 24 d'air ou d'un autre gaz, par exemple une pompe à air du véhicule. Sur le conduit 22 est installée une valve unidirectionnelle 25. Le moyen de protection 21 comprend en outre un conduit d'évacuation 26 relié à la cavité 3, via un passage 27 ménagé au travers du corps 2, et débouchant à l'air libre. Sur le conduit d'évacuation 26 est installé un clapet unidirectionnel 28. En ouvrant la valve d'entrée 25 et le clapet de sortie 28, quand on l'estime nécessaire, on peut faire circuler de l'air provenant de la source 24 au travers de la cavité 3 et vers l'extérieur via le conduit 26 et procéder ainsi à un nettoyage ou un décrassage de la cavité 3. Avantageusement, lors de cette opération, un couvercle 29 peut être rapporté ou manoeuvré pour obstruer l'orifice 5. Selon un mode de réalisation représenté sur la figure 6, le dispositif actionneur de jets d'air synthétiques 1 est équipé du moyen de protection 12, formé par exemple par la membrane 13, et du moyen de protection 21. On peut alors procéder à un nettoyage de la membrane 13 comme décrit en référence à la figure 4 et procéder à un nettoyage de 5 la cavité 3 comme décrit en référence à la figure 5. 10 REVENDICATIONS1. Dispositif actionneur de jets d'air synthétiques, destiné à être intégré dans un élément de carrosserie d'un véhicule, comprenant au moins une cavité (3) dont une paroi (4) présente au moins un orifice (5) pour faire communiquer ladite cavité avec l'extérieur et un organe d'actionnement (7) pour faire varier le volume de la cavité, caractérisé par le fait qu'il est équipé d'au moins un moyen de protection (12, 16, 21) contre l'introduction par ledit orifice et/ou la présence de particules polluantes et/ou de liquides dans ladite cavité. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le moyen de protection comprend au moins un moyen de filtrage (12) pour filtrer le flux d'air passant au travers dudit orifice. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel ledit moyen de filtrage comprend au moins une membrane perméable (13) à l'air recouvrant ledit orifice. 4. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel ladite membrane (13) comprend une matière perméable hydrophobe. 5. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel ladite membrane (13) est collée sur ladite paroi (4) présentant ledit orifice (5). 6. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel ladite membrane (13) est prise entre deux parois (4, 14) présentant ledit orifice. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel ladite membrane est en une matière tissée. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le moyen de protection comprend au moins un moyen de nettoyage comprenant au moins un moyen de circulation (16, 21) pour faire circuler de l'air au travers de ladite cavité (3). 9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel le moyen de circulation comprend d'une part un moyen de soufflage d'air (22) relié à ladite cavité et équipé d'une vanne (25) et d'autre part un moyen d'échappement d'air (26) relié à ladite cavité et équipé d'un clapet (28). 10. Dispositif selon la revendication 9, dans lequel le moyen de circulation comprend un couvercle (29) apte à fermer ledit orifice (5). 11. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel le moyen de circulation comprend un moyen d'aspiration d'air (17,19) relié à ladite cavité et équipé d'une vanne (20, 25).