Brevet FR2943594A1 — publié le 20101001

ECRAN ACOUSTIQUE, UTILISE EN PARTICULIER DANS UN VEHICULE, ET PROCEDE DE FABRICATION D'UN TEL ECRAN. [000l] La présente invention concerne un écran acoustique, utilisé en particulier dans un véhicule, notamment dans un véhicule automobile. [0002] Elle concerne également un procédé de fabrication d'un tel écran acoustique. 10 [0003 On utilise de plus en plus dans les véhicules automobiles, de manière classique, des écrans qui présentent, parmi d'autres fonctions, celle de réduire différents bruits, comme par exemple les bruits générés par les vibrations du moteur. [0004] On connaît de tels écrans, qui comportent, par exemple, une mousse insonorisante placée entre le haut du moteur et la surface interne de l'écran. 15 [0005] On connaît également, à titre d'exemple, le document FR 2 504 712, qui décrit une paroi formant écran acoustique entre le moteur et l'habitacle d'un véhicule. La paroi comporte au moins une zone d'amincissement, qui est formée par écrasement du matériau de la paroi dans son épaisseur et qui est située entre la partie centrale et la périphérie de la paroi. La partie centrale est espacée par rapport 20 à un panneau de structure interposé entre le moteur et l'habitacle. La ou les zones d'amincissement sont prévues sur un rebord raccordant la partie centrale à la périphérie de fixation de la paroi. [0006] On notera que dans cette paroi, un deuxième matériau doit être collé localement dans les zones d'amincissement. 25 [0007] D'autres écrans utilisent des résonateurs de Helmholtz qui permettent l'absorption acoustique. [0008] A titre d'exemple, le document JP 2007290432 A2 décrit un dispositif d'isolation acoustique pourvu d'un résonateur de Helmholtz traversé par un arbre de direction. Le résonateur comporte un alésage acoustique. Ce dispositif permet de5 réduire, de manière substantielle, le bruit dans l'habitacle généré par les vibrations du moteur lorsque le véhicule roule. Cette réduction du bruit est obtenue par l'établissement d'une fréquence de résonance d'une cavité à l'intérieur du résonateur, cette fréquence étant déterminée sur la base du volume du résonateur et de la dimension de l'alésage. [0009 Il importe de remarquer que ce dispositif d'isolation se place sur la colonne de direction. [oo10] Un autre exemple est constitué par l'objet du document JP 10236333 A2, lequel décrit une paroi isolante, fixée au niveau du tablier du véhicule, formée d'une structure à double panneau, à savoir un panneau interne et un panneau externe. Dans le panneau externe, des formes creuses ou � projections �, en saillie vers le compartiment moteur, sont réparties de manière sensiblement uniforme. Une extrémité de la projection à la surface interne du panneau interne est laissée ouverte. L'autre extrémité, face au compartiment moteur, est bloquée, et est pourvue d'un petit orifice. Les projections absorbent les bruits émis par le moteur. [0011] Le document DE 3929023 Cl décrit un radiateur de véhicule de type � poids lourd � dont une partie (la grille) est configurée pour réduire la perception des bruits du moteur. Le radiateur présente des ailettes traversantes, parallèles entre elles, inclinées vers le haut, ce qui forme un jeu de fentes. Un volet d'étanchéité est fixé au bord libre intérieur de chacune des ailettes. Ce volet est coudé en partie supérieure, de telle sorte que son bord inférieur vienne en contact avec la partie supérieure du volet situé immédiatement en dessous. Chaque volet est réalisé dans un matériau élastomère, et est pré-tendu de façon à garder le contact avec le volet voisin. Le volet présente une épaisseur sensiblement constante d'une extrémité à l'autre, et il comporte des rainures peu profondes de manière à former une zone de faible tenue mécanique dans la partie coudée. La profondeur des rainures est à peu près égale à la moitié de l'épaisseur du volet. [0012] Le but de la présente invention est de fournir un écran acoustique, utilisé en particulier, mais de façon non limitative, sur un véhicule, notamment un véhicule automobile, qui permette d'améliorer la performance de l'absorption acoustique ajoutée à proximité d'une source de bruits, en particulier en ciblant l'absorption acoustique sur une ou plusieurs bandes de fréquences données. [0013] Un autre but de la présente invention est de fournir un tel écran, qui soit plus compact et permette une meilleure circulation d'air autour de lui. [0014] Un autre but de la présente invention est de fournir un tel écran, qui soit réalisé en une seule matière, de préférence une matière plastique recyclable, et sans utilisation de matériau acoustique absorbant de type classique. [0015] Enfin, c'est également un but de la présente invention de fournir un procédé de réalisation d'un écran acoustique, qui soit un procédé simple, rapide et 10 économique. [0016 Pour parvenir à ces buts, la présente invention a pour objet un écran acoustique, se présentant sous la forme d'une paroi composée d'une coque support et de résonateurs acoustiques de type � résonateurs de Helmholtz �, régulièrement distribués sur une surface de ladite coque support, caractérisé en ce que chaque 15 résonateur est formé par une lamelle partant de ladite coque support et repliée pour former la cavité du résonateur, laquelle cavité étant incomplètement fermée pour former une fente de faible largeur faisant fonction de col du résonateur. [0017] Cet écran est avantageusement suffisamment mince pour être logé entre deux éléments dont un est susceptible d'engendrer du bruit, ou simplement au 20 voisinage d'une source de bruit. [0018] Selon le mode préféré de réalisation de l'invention, la fente, qui forme le col du résonateur, est constituée par l'espace de petite largeur séparant l'extrémité libre de la lamelle de la lamelle adjacente. [0019 Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque lamelle est constituée de 25 deux tronçons : un premier tronçon partant de la coque support, et un second tronçon conformé pour faciliter le pliage de formation de la cavité du col du résonateur. Le premier tronçon de lamelle est avantageusement sensiblement perpendiculaire au plan de la coque support et le second tronçon est, de préférence, sensiblement parallèle au plan de la coque support. [0020] Cette conformation pour faciliter le pliage peut être obtenue en réalisant un second tronçon de moindre épaisseur ou en prévoyant une encoche entre les deux tronçons. [0021] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, chaque lamelle est constituée d'un tronçon unique, de section à profil curviligne, à concavité tournée vers la coque support, à épaisseur sensiblement décroissante vers son extrémité libre. [0022] En variante également, chaque lamelle peut être constituée de deux tronçons : un premier tronçon partant de la coque support, et un second tronçon, en prolongement du premier tronçon et séparé du premier tronçon par une encoche permettant de faciliter le pliage de la lamelle. [0023] Selon une autre variante de réalisation de l'invention, chaque lamelle est sensiblement rectiligne, inclinée par rapport au plan de la coque support et la fente qui forme le col du résonateur est constituée par l'espace de petite largeur séparant l'extrémité libre de la lamelle d'un créneau court orthogonal au plan de la coque support. [0024] Quelque soit le mode de réalisation de l'invention, la fente est avantageusement de grande longueur par rapport à sa largeur. [0025] Le profil du bord des lamelles formant la fente du col du résonateur peut avantageusement être en forme de � zigzag �. En variante, des ergots peuvent être prévus le long du bord des lamelles, de façon à faciliter la bonne mise en appui des lamelles sur leur support récepteur. [0026] L'écran acoustique est de préférence un écran mono matière, monobloc, réalisé en matière plastique de préférence recyclable. [0027] La présente invention a aussi pour objet un procédé de fabrication d'un écran acoustique conforme à celui décrit ci-dessus dans ses grandes lignes, et ce nouveau procédé comprend les étapes suivantes, prises en combinaison de réalisation d'une coque support pourvue de lamelles sensiblement orthogonales au plan de ladite coque support et de mise en forme des lamelles pour constituer des résonateurs. [0028] La coque support pourvue de lamelles sensiblement orthogonales peut être obtenue, de préférence, par l'un des procédés suivants : extrusion, moulage par injection. [0029] La mise en forme des lamelles peut être avantageusement réalisée à chaud par application d'un rouleau venant repousser et comprimer les lamelles dans leur position finale. [0030] En même temps que la mise en forme des lamelles, des trous peuvent avantageusement être réalisés dans les lamelles pour créer des cols supplémentaires. [0031] L'écran acoustique est, de préférence, un écran mono matière, monobloc, réalisé en matière plastique, de préférence recyclable. [0032] Enfin, la présente invention a également pour objet un véhicule en tant que tel, en particulier un véhicule automobile, qui comporte au moins un écran acoustique conforme à celui décrit ci-dessus dans ses grandes lignes, cet écran acoustique pouvant par exemple être disposé entre le compartiment moteur et l'habitacle du véhicule. [0033] D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit de plusieurs exemples de réalisation de l'invention, non limitatifs de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels : • la figure 1 est un schéma de principe d'un résonateur de Helmholtz, la figure 2 représente, en vue en perspective, la pièce initiale dans laquelle est réalisé l'écran acoustique, avant formage des résonateurs selon la présente invention, • la figure 3 est une vue en coupe transversale, schématique, de l'écran acoustique de la figure 2 après formage des résonateurs, • la figure 4 est une vue en coupe transversale d'une première variante de réalisation de l'écran de la figure 3, • la figure 5 est une vue en coupe transversale d'une deuxième variante de réalisation de l'écran de la figure 3, • la figure 6 représente une lamelle de l'écran de la figure 5 avant formage des résonateurs, • la figure 7 est une vue en coupe transversale d'une troisième variante de réalisation de l'écran de la figure 3, • la figure 8 représente une lamelle de l'écran de la figure 7 avant formage des résonateurs, • la figure 9 représente, en vue en perspective, la pièce initiale dans laquelle est réalisé l'écran acoustique, avant formage des résonateurs, selon une quatrième variante de réalisation de l'invention, • la figure 10 est une vue en coupe transversale de l'écran acoustique de la figure 9 après formage des résonateurs, et • les figures 11 et 12 représentent, de manière schématique, deux variantes de réalisation du profil du bord des lamelles formant la fente du col des résonateurs de l'écran acoustique selon l'invention. [0034] La présente invention utilise le pouvoir absorbant de résonateurs acoustiques intégrés dans une paroi. Ces résonateurs présentent des dimensions d'un ordre de grandeur allant du millimètre au centimètre, et fonctionnent selon le principe du résonateur de Helmholtz, avec dissipation de l'énergie acoustique réalisée par effets de viscosité de l'air au voisinage des fentes. [0035] En référence au dessin de la figure 1, on a représenté le principe du résonateur de Helmholtz, de référence générale 1, formé par une cavité d'air de volume V et un col de section S et de longueur � I �. [0036] Dans les écrans à résonateurs intégrés, connus de l'art antérieur, les volumes sont, le plus souvent, créés avec des alvéoles et les cols avec des trous, par exemple en utilisant des plaques perforées. [0037] Selon une caractéristique importante et originale de la présente invention, les cols sont formés par des fentes de fine faible largeur, c'est-à-dire avec une section sensiblement rectangulaire de grande longueur par rapport à la largeur. [0038] En référence au dessin de la figure 2, l'écran est formé à partir d'une coque support 10 et de lamelles droites, identiques, de référence générale 20, sensiblement perpendiculaires à la coque support 10. [0039] La coque support 10 forme la partie le plus souvent visible de l'écran acoustique, qui n'est pas tournée vers la source des bruits à absorber. [0040] Pour réaliser les résonateurs acoustiques, les lamelles 20 sont recourbées et rabattues, comme représenté sur la figure 3. Selon un premier mode de réalisation des lamelles 20, celles-ci sont formées de deux tronçons 20a et 20b (figures 2 et 3), respectivement, en prolongement l'un de l'autre, le tronçon d'extrémité libre 20b étant de plus faible épaisseur que le premier tronçon 20a. La formation des petits résonateurs, de volume � v � est obtenue par le pliage à 90° environ des tronçons d'extrémité libre 20b, qui viennent se placer sensiblement parallèlement à la coque support 10 en laissant une fente de petite largeur � e � entre l'extrémité 20c de chaque lamelle 20 et la lamelle 20 adjacente. [0041] La figure 4 représente une première variante de réalisation des résonateurs de la figure 3, dans laquelle les tronçons d'extrémité libre 20b ne sont pas repliés à environ 90° d'angle par rapport aux tronçons 20a, mais d'un angle � a � légèrement inférieur. La référence � v � désigne également le volume des résonateurs et � e � la largeur de la fente formant leur col. [0042] Les profils de section des lamelles 20 peuvent être différents. Ils sont, toutefois, conçus pour guider et faciliter l'opération de pliage par laquelle sont formés les résonateurs, et pour assurer une bonne stabilité dimensionnelle dans le temps et dans le processus de production en série. Les lamelles peuvent ainsi présenter des sections avec des sauts d'épaisseur, des bossages ou des évidements. [0043] En référence aux figures 5 et 6, on a représenté une deuxième variante de réalisation des lamelles, référencées 30, à section décroissante vers l'extrémité libre et repliées de manière curviligne pour former une cavité de volume � v � et des fentes formant un � col � de largeur � e �. La référence 10 désigne, comme dans les figures précédentes, la coque support. De façon générale, les éléments et parties d'éléments qui sont identiques d'une variante à l'autre sont désignés par les mêmes références numériques. [0044] Une troisième variante de réalisation des lamelles est représentée sur les figures 7 et 8, dans lesquelles les lamelles, de référence générale 40, sont formées de deux tronçons 40a et 40b séparés par une encoche 40d destinée à faciliter le pliage des lamelles. [0045] Une quatrième variante de réalisation des résonateurs acoustiques est représentée sur les figures 9 et 10. La pièce initiale, dans laquelle est réalisé l'écran acoustique de l'invention, est constituée, comme dans les exemples précédents, d'une coque support 10 et de lames droites, de référence générale 50. Ces lamelles 50 sont inclinées par pliage (figure 10) d'un angle � 13 � et un col est formé par l'espace de petite largeur � e � séparant l'extrémité libre de chaque lamelle 50 avec un créneau court 51, orthogonal au plan de la coque support 10. [0046] Le profil du bord des lamelles (vues dans le plan yz sur les figures 11 et 12) qui forme les fentes de largeur � e � est un élément important du dimensionnement des résonateurs. On notera l'importance de rendre maximal la dissipation par effets visqueux sur le bord de la fente, par conséquent l'étendue de la surface du bord (dans l'épaisseur) qui est le siège des phénomènes de dissipation. A cette fin, les bords des lamelles peuvent être, par exemple, réalisés en forme de � zigzags �, comme représenté sur la figure 11, ou selon d'autres formes similaires. [0047] II est également possible de disposer des ergots 60 (figure 12) le long des bords des lamelles, de manière à faciliter la bonne mise en appui des lamelles sur leur support récepteur, voire leur maintien mécanique, par exemple par soudage. Les supports récepteurs pourront eux-mêmes comporter des empreintes en creux correspondantes des ergots 60 pour une bonne réception par concordance des formes. Les ergots peuvent également permettre d'obtenir une meilleure conformité géométrique lors de la fabrication en série. [0048] Le procédé de fabrication d'un écran acoustique, tel que celui décrit dans l'un ou l'autre des exemples de réalisation ci-dessus, comporte les étapes suivantes : réalisation d'une coque support pourvue de lamelles sensiblement orthogonales au plan de ladite coque support, et mise en forme des lamelles pour constituer des résonateurs. [0049] La première étape du procédé, à savoir l'obtention de la pièce initiale comprenant la coque support pourvue de lamelles sensiblement orthogonales est réalisée, de préférence, par injection dans un moule, ou encore par extrusion. [0050] La seconde étape du procédé, à savoir la mise en forme des lamelles peut être réalisée à chaud par application d'un rouleau venant repousser et comprimer les lamelles dans leur position finale. [0051] En même temps que la mise en forme des lamelles, des trous peuvent être 20 réalisés dans les lamelles pour créer des cols supplémentaires. [0052] On notera que les dimensions importantes permettant de mettre au point un écran acoustique tel que celui décrit ci-dessus sont les suivantes : le volume � v � formé par les cavités des petits résonateurs, le profil du bord des fentes et la surface de la fente laissée à l'air libre, les dimensions des fentes, et le matériau utilisé pour 25 l'écran. [0053] Selon les caractéristiques des résonateurs réalisés, on obtiendra des absorptions acoustiques dans une ou plusieurs bandes de fréquences dont les étendues seront différentes. [0054] L'écran acoustique décrit ci-dessus présente de nombreux avantages, parmi lesquels sa compacité, qui permet une bonne circulation de l'air autour de lui, sa capacité à être réalisé monobloc, en une seule matière, qui est, de préférence, une matière plastique recyclable. De plus, il permet de cibler l'absorption acoustique sur une ou plusieurs bandes de fréquences données. Enfin, l'écran acoustique selon l'invention utilise les effets visqueux de l'air, et n'utilise pas de matériau acoustique absorbant. [0055] Le procédé de fabrication décrit ci-dessus présente également l'avantage d'être de conception simple, de mise en oeuvre aisée et rapide, et par conséquent, 10 d'être un procédé économique. [0056] Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés ci-dessus à titre d'exemples ; d'autres modes de réalisation peuvent être conçus par l'homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention. REVENDICATIONS1. Ecran acoustique, se présentant sous la forme d'une paroi composée d'une coque support (10) et de résonateurs acoustiques de type � résonateurs de Helmholtz �, régulièrement distribués sur une surface de ladite coque support (10), caractérisé en ce que chaque résonateur est formé par une lamelle (20 ; 30 ; 40 ; 50) partant de ladite coque support (10) et repliée pour former la cavité du résonateur, laquelle cavité étant incomplètement fermée pour former une fente de faible largeur (� e �) faisant fonction de col du résonateur. 2. Ecran acoustique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite fente qui forme le col du résonateur est constituée par l'espace de petite largeur (� e �) séparant l'extrémité libre de la lamelle (20 ; 30 ; 40) de la lamelle adjacente. 3. Ecran acoustique selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que chaque lamelle (20) est constituée de deux tronçons : un premier tronçon (20a) partant de la coque support (10), et un second tronçon (20b. 4. Ecran acoustique selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que chaque lamelle (30) est constituée d'un tronçon unique, de section à profil curviligne, à concavité tournée vers la coque support (10), à épaisseur sensiblement décroissante vers son extrémité libre. 5. Ecran acoustique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la lamelle (50) est sensiblement rectiligne, inclinée par rapport au plan de la coque support (10) et la fente qui forme le col du résonateur est constituée par l'espace de petite largeur (� e �) séparant l'extrémité libre de ladite lamelle (50) d'un créneau court (51) orthogonal au plan de la coque support (10). 6. Ecran acoustique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le profil du bord des lamelles (20 ; 30 ; 40 ; 50) formant la fente du col du résonateur est en forme de � zigzag �. 7. Ecran selon acoustique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des ergots sont prévus le long du bord des lamelles (20 ; 30 ; 40 ; 50), de façon à faciliter la bonne mise en appui des lamelles (20 ; 30 ; 40 ; 50) sur leur support récepteur. 8. Procédé de fabrication d'un écran acoustique conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes, prises en combinaison de réalisation d'une coque support (10) pourvue de lamelles (20 ; 30 ; 40 ; 50) sensiblement orthogonales au plan de ladite coque support (10), et de mise en forme des lamelles (20 ; 30 ; 40 ; 50) pour constituer des résonateurs. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que, en même temps que la mise en forme des lamelles (20 ; 30 ; 40 ; 50), des trous sont réalisés dans les lamelles pour créer des cols supplémentaires. 10. Véhicule, en particulier véhicule automobile, caractérisé ne ce qu'il comporte au moins un écran acoustique conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 9, notamment ente le moteur et l'habitacle du véhicule.