Brevet FR2971754A1 — publié le 20120824

DISPOSITIF D'ETANCHEITE A JOINT ARTICULE POUR VEHICULE L'invention a trait à l'étanchéité dans les véhicules automobiles. Plus précisément, elle concerne l'étanchéité au niveau des cavités (également dénommées césures) définies entre plusieurs éléments structurels d'un véhicule, notamment un montant (ou pied) arrière et une porte montée articulée sur le pied. Ces césures, inévitables en raison du jeu fonctionnel nécessaire entre la caisse d'un véhicule et ses ouvrants, peuvent se révéler utiles pour canaliser et évacuer les eaux pluviales des gouttières de toit. Mais les césures ont pour inconvénient de générer, par différence de pression, des courants d'air qui augmentent le coefficient de trainée du véhicule, ce qui accroît la consommation et les rejets carboniques. Des propositions ont été faites pour obturer les césures au moyen de blocs de séparation, cf. par exemple le brevet français FR 2 918 016. Cette solution est satisfaisante pour limiter la propagation d'un écoulement d'air turbulent dans la césure. Mais elle ne résout pas le problème de l'évacuation des eaux pluviales. L'invention vise à apporter une solution permettant à la fois de limiter les courants d'air dans les césures, tout en y autorisant l'écoulement des eaux. A cet effet, il est proposé un dispositif d'étanchéité destiné à être monté dans une cavité définie entre deux éléments structurels d'un véhicule automobile, cette cavité définissant un passage pour l'écoulement d'un fluide, ce dispositif comprenant : un support muni de moyens de fixation à un élément structurel ; un joint d'étanchéité monté articulé sur ledit support entre une position de fermeture dans laquelle le joint obture le passage, et une position d'ouverture dans laquelle le joint libère le passage ; des moyens de rappel élastique qui sollicitent le joint vers sa position d'obturation. De la sorte, le joint agit à la manière d'un clapet qui s'ouvre à sens unique sous une pression unilatérale (en l'espèce sous la pression d'une colonne d'eau) dépassant un certain seuil, et qui se referme lorsque cette pression est soit inexistante, soit s'exerce dans un sens opposé au sens d'ouverture du clapet. On contrarie ainsi les courants d'air, au bénéfice de la traînée aérodynamique du véhicule, et donc de sa consommation et de ses rejets carboniques. Les moyens de rappel se présentent de préférence sous forme d'un ressort de torsion, qui comprend par exemple un premier bras prenant appui sur le support, et un deuxième bras solidaire du joint. Ces moyens de rappel sont de préférence dimensionnés pour permettre un passage du joint d'étanchéité de sa position de fermeture à sa position d'ouverture lorsqu'une charge appliquée au joint dépasse un seuil prédéterminé. Selon un mode particulier de réalisation, les moyens de fixation du support se présentent sous forme de pions encliquetables dans l'élément structurel. Le joint d'étanchéité, de préférence réalisé en élastomère, peut être monté en rotation sur le support, lequel est par exemple réalisé dans une matière plastique rigide. Il est également proposé un véhicule automobile comprenant deux éléments structurels (par exemple un montant de caisse et une porte montée articulée sur le montant) définissant une cavité définissant un passage pour l'écoulement d'un fluide, et un dispositif d'étanchéité tel que décrit ci-dessus, monté dans ladite cavité. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description faite ci-après de modes préférés de réalisations donnés à titre purement illustratifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue en perspective montrant partiellement un véhicule automobile muni d'une caisse et d'une porte articulée par rapport à la caisse, et qui définissent entre elles une césure dans laquelle est disposé un dispositif d'étanchéité, représenté en pointillés ; la figure 2 est une vue de section, selon un plan de coupe vertical, montrant le dispositif d'étanchéité dans une position de fermeture ; la figure 3 est une vue en perspective du dispositif d'étanchéité, en position de fermeture ; la figure 4 est une vue similaire à la figure 2, montrant le dispositif d'étanchéité dans une position d'ouverture ; la figure 5 est une vue similaire à la figure 3, en position d'ouverture. Sur la figure 1 est représenté un véhicule 1 automobile. Il s'agit en l'espèce d'un véhicule utilitaire de type fourgon, mais il pourrait s'agir d'un véhicule particulier, ce qui ne changerait rien à l'exposé qui va suivre. On définit par rapport au véhicule 1 un repère orthogonal direct comprenant un axe longitudinal X, parallèle au sol et confondu avec la direction générale de déplacement du véhicule ; un axe transversal Y, également parallèle au sol et perpendiculaire à l'axe X ; un axe vertical Z, perpendiculaire au plan XY (c'est-à-dire perpendiculaire au sol). Le véhicule 1 comprend une caisse 2 autoporteuse définissant un montant ou pied 3 arrière, qui s'étend sensiblement verticalement suivant l'axe Z, et une porte 4 montée articulée sur le pied 3 au moyen de charnières 5. Le pied 3 et la porte 4 présentent deux parois 5, 6 respectives qui définissent entre elles une cavité 8 (également dénommée césure) qui s'étend sensiblement parallèlement à l'axe Z le long du pied 3. La césure 8 forme un conduit propre à canaliser l'eau pluviale en provenance d'une gouttière 9 du véhicule 1. Afin d'éviter toutefois que la césure 8 ne forme également un conduit propre à canaliser librement un mouvement d'air (généralement ascendant) dont la libération aurait des conséquences néfastes sur la traînée aérodynamique du véhicule, celui-ci est équipé d'un dispositif 10 d'étanchéité destiné à être monté dans la cavité 9, entre les éléments 3 et 4, en l'espèce le pied 3 et la porte 4. Le dispositif 10, qui n'est pas directement visible sur la figure 1, y est représenté en pointillés. Le dispositif 10 d'étanchéité comprend, en premier lieu, un support 11 muni de moyens 12 de fixation au pied 3. Le support 11 se présente de préférence, comme illustré, sous forme d'une plaquette réalisée dans une matière plastique rigide, par exemple un polymère du type résine ABS, un PBT, ou analogue. Les moyens 12 de fixation au pied peuvent être des vis ou des rivets ; en l'espèce, les moyens 12 de fixation se présentent sous forme de pions venus de matière, formés en saillie sur une face 13 arrière du support 11, et munis chacun d'une tête 14 champignon apte à être introduite dans un trou 15 ménagé dans le pied, pour y assurer la fixation du support 11 par simple encliquetage, au bénéfice de la rapidité et de la simplicité de montage. Le dispositif 10 comprend, en deuxième lieu, un joint 16 mobile d'étanchéité, délimité par un bord 17 ayant une forme complémentaire des parois 6, 7. Ce joint 16 est monté articulé (en l'espèce en rotation) sur le support 11 entre : une position de fermeture, illustrée sur les figures 2 et 3, dans laquelle le joint 16 s'étend transversalement au travers de la césure 8, son bord 17 étant en contact avec les parois 6, 7 du pied 3 et de la porte 4 dont il épouse sensiblement la forme, le joint 16 obturant ainsi le passage formé par la césure 8, une position d'ouverture, illustrée sur les figures 4 et 5 dans laquelle le joint 16 est incliné par rapport à sa position initiale (représentée en pointillés sur la figure 4), son bord 17 étant au moins partiellement écarté des parois 6, 7, de sorte que le joint 16 libère le passage formé par la césure 8. Le joint 16 est de préférence réalisé dans un élastomère (par exemple en caoutchouc naturel ou synthétique, notamment une mousse de polyuréthane). Le dispositif 10 comprend, en troisième lieu, des moyens 18 de rappel élastique qui sollicitent le joint 16 vers sa position de fermeture. Ces moyens 18 de rappel élastique peuvent se présenter, comme dans l'exemple illustré, sous forme d'un ressort de torsion, de préférence métallique (par exemple en acier). Ce ressort 18 comprend un fil 19 torsadé central, qui assure la fonction de résistance du ressort 18 à la torsion, et, prolongeant le fil 19 torsadé à chaque extrémité, un premier bras 20 prenant appui sur le support 11, et plus précisément contre une face 21 interne de celui-ci, et un deuxième bras 23 prenant appui sur le joint 16, et plus précisément contre une face 23 inférieure de celui-ci. En position de fermeture, qui est la position de repos du ressort 18, les bras 20, 22 sont sensiblement perpendiculaires, comme illustré sur la figure 2 ; en position d'ouverture, les bras 20, 22 forment entre eux un angle obtus, comme illustré sur la figure 4. En variante, les bras 20, 22 peuvent être reçus dans des gorges ménagées dans les faces respectives du support 11 et du joint 16, ou encore être noyés dans la masse de ceux-ci, la fabrication du dispositif 10 pouvant dans ce cas être réalisée au moins partiellement par surmoulage. Le ressort 18 est dimensionné (ou taré) pour se tordre, et par conséquent permettre le pivotement du joint 16 à partir de sa position de fermeture vers sa position d'ouverture - à partir d'un certain poids s'exerçant sur le joint 16 (se traduisant par l'application d'un certain couple de torsion sur le ressort 18), ce poids correspondant en l'espèce à une certaine hauteur d'une colonne d'eau présente dans la césure 8 au-dessus du joint 16. A titre d'exemple, le ressort 18 peut être taré pour se tordre sous un poids de l'ordre de 1 N s'exerçant sur le joint 16, ce qui correspond à une masse d'eau d'environ 100 g (ou, en d'autres termes, à une colonne d'eau d'une hauteur d'environ 10 cm pour une césure 8 d'une section de 10 cm2 environ). Ainsi, au-delà du seuil de poids prédéterminé, le joint 16 pivote vers sa position d'ouverture, ce qui libère le passage dans la césure 8 pour l'eau de pluie 24 en provenance de la gouttière 9, laquelle eau de pluie peut ainsi librement s'écouler et être évacuée par une extrémité inférieure de la césure 8, comme indiqué par la flèche sur la figure 4. En revanche, le seuil de poids est prédéterminé pour que la pression d'une colonne d'air ascendant ne soit jamais supérieure au seuil, de sorte qu'en l'absence d'eau pesant sur le joint 16, le ressort 18 maintient celui-ci dans sa position de fermeture de sorte que, obturant la césure 8, le joint 16 obture le passage et empêche ainsi l'air de s'écouler, comme le montrent les flèches de la figure 2. Ainsi bloqué, l'air pénétrant par une extrémité de la césure 8 ne peut librement s'écouler jusqu'à l'extrémité opposée et s'en échapper, ce qui limite, voire supprime, les courants d'air susceptibles d'altérer la traînée aérodynamique du véhicule 1. Le joint 16 forme ainsi un clapet qui s'ouvre à sens unique (vers le bas) sous la pression d'une colonne d'eau dépassant le seuil prédéterminé, et qui se referme soit lorsque cette pression est inexistante (c'est-à-dire par temps sec), soit lorsqu'une pression s'exerce dans le sens opposé au sens d'ouverture du joint (c'est-à-dire vers le haut). De la sorte, tout en autorisant l'évacuation de l'eau, on empêche (à tout le moins, on limite) la propagation des courants d'air, au bénéfice de la traînée aérodynamique du véhicule. Il en résulte des gains en termes de consommation et de rejets carboniques. NOMENCLATURE 1 Véhicule 2 Caisse 3 Pied 4 Porte Charnières 6 Paroi pied 7 Paroi porte 8 Cavité (césure) 9 Gouttière Dispositif d'étanchéité 11 Support 12 Pions 13 Face arrière du support 14 Tête champignon Trou dans le pied 16 Joint 17 Bord du joint 18 Ressort 19 Fil torsadé Bras de support 21 Face interne du support 22 Bras de joint 23 Face inférieure du joint 24 Eau de pluie X Axe longitudinal Y Axe transversal Z Axe vertical REVENDICATIONS1. Dispositif (10) d'étanchéité destiné à être monté dans une cavité (8) définie entre deux éléments structurels (3, 4) d'un véhicule (1) automobile, cette cavité (8) définissant un passage pour l'écoulement d'un fluide, caractérisé en ce qu'il comprend : Un support (11) muni de moyens (12) de fixation au montant ; Un joint (16) d'étanchéité monté articulé sur ledit support (11) entre une position de fermeture dans laquelle le joint (16) obture le passage, et une position d'ouverture dans laquelle le joint (16) libère le passage ; Des moyens (18) de rappel élastique qui sollicitent le joint (16) vers sa position d'obturation. 2. Dispositif (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens (18) de rappel se présentent sous forme d'un ressort de torsion. 3. Dispositif (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le ressort (18) comprend un premier bras (20) prenant appui sur le support (11), et un deuxième bras (22) solidaire du joint (16). 4. Dispositif (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens (18) de rappel sont dimensionnés pour permettre un passage du joint (16) d'étanchéité de sa position de fermeture à sa position d'ouverture lorsqu'une charge appliquée au joint (16) dépasse un seuil prédéterminé. 5. Dispositif (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens (12) de fixation du support se présentent sous forme de pions encliquetables dans l'un des éléments structurels (3). 6. Dispositif (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le joint (16) d'étanchéité est monté en rotation sur le support (11). 7. Dispositif (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support (11) est réalisé dans une matière plastique rigide. 8. Dispositif (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le joint (16) est réalisé dans un élastomère. 9. Véhicule (1) automobile comprenant deux éléments (3, 4) structurels définissant une cavité (8) définissant un passage pour l'écoulement d'un fluide, et un dispositif (10) d'étanchéité selon l'une des revendications précédentes, monté dans ladite cavité (8). 10. Véhicule (1) selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'un des éléments structurels est un montant (3) de caisse, et l'autre une porte (4) montée articulée sur ce montant.10