Brevet FR2983816A1 — publié le 20130614

CAISSE DE VEHICULE MUNIE D'UN RENFORT DE DOUBLURE D'AILE EN Y. L'invention a trait au domaine de l'automobile. Elle concerne plus particulièrement une caisse de véhicule automobile. Les caisses de véhicules automobiles se doivent d'assurer une protection efficace des passagers en cas de choc, typiquement en cas de choc frontal. Un exemple de choc frontal est une collision frontale entre deux véhicules circulant en sens opposés, les deux véhicules étant en recouvrement partiel, c'est-à-dire que les véhicules sont décalés latéralement l'un par rapport à l'autre. Ce type de choc est si fréquent qu'il a fait l'objet d'une modélisation par les Nations unies, sous la référence UN ECE 94 (choc frontal du véhicule à vitesse fixe contre une barrière déformable décalée, avec un recouvrement partiel de 40% de la face avant du véhicule). La caisse doit être conçue pour adopter un comportement différencié en deux temps : dans un premier temps, la caisse doit pouvoir se déformer pour absorber l'énergie du choc ; dans un deuxième temps, la caisse doit présenter une rigidité suffisante pour pouvoir résister aux déformations de sorte à maintenir l'intégrité de l'habitacle et ainsi protéger les occupants contre les intrusions de composants. Il est connu d'accroître cette rigidité (couramment dénommée « raideur de fin de choc ») au moyen de renforts disposés à la jonction entre les ailes et l'habitacle, et plus précisément à la jonction entre une doublure d'aile et un encadrement de porte avant, cf. par exemple le document FR 2 943 302 ou son équivalent européen EP 2 230 158. Ce type de renfort est dimensionné pour pouvoir transmettre des efforts à l'encadrement et à la porte avant, en cas de choc frontal. En pratique, le renfort est placé dans l'alignement d'une frise de porte, qui délimite inférieurement la fenêtre de porte avant. A cet effet, la frise de porte peut être munie d'un renfort de frise sous forme d'un tube ou d'un profilé métallique. Cette architecture a fait ses preuves, mais il apparaît nécessaire de la perfectionner pour en accroître les performances, notamment pour l'adapter à certaines lignes de caisse, dans lesquelles le montant de pare-brise est avancé et/ou la ligne de frise abaissée. En effet, dans cette configuration les lignes de transmission d'efforts sont modifiées. Un premier objectif est par conséquent de rigidifier la caisse d'un véhicule d'une manière adaptée à une ligne de caisse dans laquelle la ligne de frise est abaissée et/ou le montant de pare-brise est avancé. Un deuxième objectif est d'optimiser la répartition des efforts dans la caisse lors d'un choc frontal. Un troisième objectif est d'optimiser la masse de la caisse. A cet effet, il est proposé, en premier lieu, une caisse de véhicule automobile comportant une doublure d'aile avant et un encadrement de porte avant définissant un pied avant et un montant de pare-brise, ainsi qu'un renfort de doublure d'aile fixé sur la doublure d'aile et sur l'encadrement, ce renfort présentant un profil en Y, et comprenant une jambe fixée sur la doublure d'aile, et deux bras s'étendant vers l'arrière de la caisse à partir de la jambe, à savoir un bras supérieur fixé sur l'encadrement dans l'axe du montant de pare-brise, et un bras inférieur fixé sur le pied avant. Ce renfort permet de canaliser efficacement les efforts transmis lors d'un choc frontal vers deux voies distinctes : une voie supérieure dans la direction du montant de pare-brise, et une voie inférieure dans une direction perpendiculaire ou oblique par rapport au pied avant. Il est proposé, en deuxième lieu, un véhicule automobile comprenant une telle caisse. Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaison : le renfort comprend deux profilés, à savoir un profilé supérieur ayant une section avant formant une partie supérieure de la jambe et une section arrière définissant le bras supérieur, et un profilé inférieur ayant une section avant formant une partie inférieure de la jambe et une section arrière définissant le bras inférieur, les profilés étant jointifs par leurs sections avant ; les sections avant des profilés sont fixées l'une à l'autre par soudage ; - les sections avant des profilés sont soudées le long de bords respectifs en chevauchement ; la jambe présente, en section transversale, un profil en n, et comprend des rebords longitudinaux d'appui contre la doublure d'aile ; le bras supérieur présente en section transversale un profil en U, pour venir s'appliquer contre le montant de pare-brise par l'intérieur de celui-ci ; le bras inférieur présente, à une extrémité arrière, une patte de fixation par laquelle le bras inférieur est fixé au pied avant ; le bras inférieur est fixé au pied avant au droit d'une extrémité avant d'un renfort diagonal de porte. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description d'un mode préféré de réalisation, faite ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique de côté de l'avant de la caisse d'un véhicule automobile ; la figure 2 est une vue en perspective, de l'intérieur, illustrant un détail de la caisse et montrant en particulier un renfort de doublure d'aile. Sur la figure 1 est partiellement représenté un véhicule 1 automobile. Le véhicule 1 comprend une caisse 2 dont une partie 3 avant est visible sur la figure 1. La caisse 2 comprend une doublure 4 d'aile avant, qui s'étend longitudinalement le long d'un compartiment moteur du véhicule 1, et un côté 5 de caisse délimitant un encadrement 6 de porte avant. L'encadrement 6 définit un pied 7 avant qui s'étend sensiblement verticalement à partir de la doublure 4 d'aile, un montant 8 de pare-brise qui s'étend vers le haut et vers l'arrière à partir d'une zone de jonction entre le pied 7 avant et la doublure 4 d'aile, ainsi qu'un longeron 9 de soubassement. Pour un véhicule de type berline, l'encadrement définit également un pied milieu. Pour un véhicule de type coupé, l'encadrement ne comprend pas nécessairement de pied milieu. Une porte 10 avant définissant un cadre 11 pour une vitre est montée dans l'encadrement 6, en étant montée articulée autour de charnières montées sur le pied 7 avant. Comme cela est illustré sur la figure 1, la porte 10 avant présente une frise 12 de porte, qui correspond à la ligne de caisse et définit un bord inférieur du cadre 11 de vitre. La frise 12 de porte est en l'espèce abaissée par rapport à une frise traditionnelle. On voit en effet qu'une extrémité avant de la frise 12 s'étend en contrebas d'un bord supérieur de l'aile avant du véhicule 1. La caisse 2 comprend en outre un renfort 13 de doublure d'aile, fixé à la fois sur la doublure 4 d'aile et sur l'encadrement 6 et destiné à conférer à la caisse 2, à la jonction entre la doublure 4 d'aile et l'encadrement 6, une raideur de fin de choc suffisante pour minimiser les déformations du côté 5 de caisse lors d'un choc frontal matérialisé sur la figure 1 par les flèches F. Comme on le voit sur la figure 2, le renfort 13 présente un profil en Y couché, et comprend : une jambe 14 qui s'étend longitudinalement et est fixée sur la doublure 4 d'aile, et - deux bras qui s'étendent obliquement vers l'arrière de la caisse 2 à partir de la jambe 14, à savoir un bras 15 supérieur fixé sur l'encadrement 6 dans l'axe du montant 8 de pare-brise, et un bras 16 inférieur fixé sur le pied 7 avant. Selon un mode particulier de réalisation, illustré sur la figure 2, le renfort 13 n'est pas réalisé de manière monobloc mais comprend deux profilés assemblés, à savoir : un profilé 17 supérieur ayant une section 18 avant formant une partie supérieure de la jambe 14 et une section 19 arrière définissant le bras 15 supérieur, et - un profilé 20 inférieur ayant une section 21 avant formant une partie inférieure de la jambe 14 et une section 22 arrière définissant le bras 16 inférieur. Comme on le voit sur la figure 2, où l'on a représenté le renfort 13 de doublure d'aile par l'intérieur, les profilés 17, 20 sont jointifs par leurs sections 18, 21 avant. Les profilés 17, 20 sont de préférence réalisés dans une tôle métallique, telle qu'une tôle d'acier (ou d'aluminium). Les sections 18, 21 avant des profilés 17, 20 sont par exemple fixées l'une à l'autre par soudage. Dans l'exemple de réalisation illustré, les sections 18, 21 avant 35 des profilés 17, 20 présentent des bords 23 longitudinaux en chevauchement, le long desquels les sections 18, 21 avant sont soudées, par exemple en une multitude de points 24 de soudure, notamment par la technique du soudage à l'arc. Comme cela est visible sur la figure 2, la jambe 14 peut présenter, en section transversale, un profil en n, et comprend des rebords 25 longitudinaux d'appui latéral contre la doublure 4 d'aile. Ce mode de réalisation est avantageux car il confère à la jambe 14 une bonne raideur en flambage (c'est-à-dire une bonne résistance aux efforts longitudinaux de compression qui s'appliquent typiquement en cas de choc frontal). Le bras 15 supérieur présente avantageusement en section transversale un profil en U, pour venir s'appliquer contre le montant 8 de pare-brise par l'intérieur de celui-ci, comme cela est représenté sur la figure 2. La fixation du bras 15 supérieur sur le montant 8 de pare-brise peut être réalisée par soudage. Le bras 16 inférieur présente quant à lui, à une extrémité arrière, une patte 26 de fixation par laquelle le bras 16 est fixé au pied 7 avant, dans une zone médiane de celui-ci. Selon un mode particulier, la fixation du bras 16 (c'est-à-dire de la patte 26) est réalisée au droit d'une extrémité 27 avant d'un renfort 28 diagonal de porte. Ce renfort 28 diagonal se présente par exemple sous forme d'une poutre métallique à section tubulaire, en U ou en n. En cas de choc frontal, la jambe 14 est soumise à un effort longitudinal de compression. Compte tenu de sa raideur en flambage, la jambe 14 transmet l'effort aux bras 15, 16 qui assurent une division de l'effort en deux voies, à savoir : une voie A supérieure, guidée par le bras 15 supérieur dans l'axe du montant 8 de pare-brise, une voie B inférieure, guidée par le bras 16 inférieur dans l'axe du renfort 28 diagonal de porte. Il résulte de l'architecture qui vient d'être décrite les avantages suivants. Premièrement, grâce à sa forme en Y, le renfort 13 de doublure d'aile permet de canaliser et d'équilibrer les efforts transmis en cas de choc frontal vers le montant 8 de pare-brise et vers le pied 7 avant (c'est-à-dire vers la porte 10). Deuxièmement, cette structure en Y, naturellement ajourée, permet de limiter la masse du renfort 13, au bénéfice de la légèreté de la caisse 2. REVENDICATIONS1. Caisse (2) de véhicule automobile comportant une doublure (4) d'aile avant et un encadrement (6) de porte avant définissant un pied (7) avant et un montant (8) de pare-brise, ainsi qu'un renfort (13) de doublure d'aile fixé sur la doublure (4) d'aile et sur l'encadrement (6), caractérisée en ce que ledit renfort (13) de doublure d'aile présente un profil en Y, et comprend une jambe (14) fixée sur la doublure (4) d'aile, et deux bras (15, 16) s'étendant vers l'arrière de la caisse (2) à partir de la jambe (14), à savoir un bras (15) supérieur fixé sur l'encadrement (6) dans l'axe du montant (8) de pare-brise, et un bras (16) inférieur fixé sur le pied (7) avant. 2. Caisse (2) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le renfort (13) comprend deux profilés, à savoir un profilé (17) supérieur ayant une section (18) avant formant une partie supérieure de la jambe (14) et une section (19) arrière définissant le bras (15) supérieur, et un profilé (20) inférieur ayant une section (21) avant formant une partie inférieure de la jambe (14) et une section (22) arrière définissant le bras (16) inférieur, les profilés (17, 20) étant jointifs par leurs sections (18, 21) avant. 3. Caisse (2) selon la revendication 2, caractérisée en ce que les sections (18, 21) avant des profilés (17, 20) sont fixées l'une à l'autre par soudage. 4. Caisse (2) selon la revendication 3, caractérisé en ce que les sections (18, 21) avant des profilés (17, 20) sont soudées le long de bords (23) respectifs en chevauchement. 5. Caisse (2) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la jambe (14) présente, en section transversale, un profil en n, et comprend des rebords (25) longitudinaux d'appui contre la doublure (4) d'aile 6. Caisse (2) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le bras (15) supérieur présente en section un profil en U, pour venir s'appliquer contre le montant (8) de pare-brise par l'intérieur de celui-ci. 7. Caisse (2) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le bras (16) inférieur présente, à une extrémitéarrière, une patte (26) de fixation par laquelle le bras (16) inférieur est fixé au pied (7) avant. 8. Caisse (2) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le bras (16) inférieur est fixé au pied (7) avant au droit d'une extrémité (27) avant d'un renfort (28) diagonal de porte. 9. Véhicule (1) automobile comprenant une caisse (2) selon l'une des revendications précédentes.