Brevet FR2985689A1 — publié le 20130719

Avant de véhicule comprenant un caisson de boîte à eau doté d'un dispositif d'abaissement du niveau d'eau La présente invention concerne un avant de véhicule comprenant un 5 boîtier de récupération d'eau souvent appelé caisson de boîte à eau ou simplement boîte à eau. L'habitacle intérieur des véhicules est alimenté en air par l'intermédiaire d'un boitier situé sous la grille d'auvent située à la base du pare-brise du véhicule qui récupère de l'air ambiant lorsque le véhicule P) roule et le renvoie vers l'intérieur au travers d'un canal conduisant au système de climatisation. L'eau de pluie ou de nettoyage du véhicule est drainée vers ce même boitier, souvent appelée boîte à eau, et évacuée vers l'extérieur à l'aide de conduits. Dans certaines conditions, il y a une trop forte accumulation d'eau au fond de ce boitier et formation d'un tourbillon 15 au-dessus du (ou des) conduit d'évacuation. Le niveau d'eau monte alors dans ce boitier avec le risque de pénétrer dans le canal d'extraction d'air. La présence du tourbillon avec un noyau d'air en son coeur limite le diamètre d'évacuation de l'eau. Supprimer ou diminuer le tourbillon permettrait de diminuer le niveau d'eau et augmenter la capacité de vidange du boitier. 20 Sur certains véhicules, l'espace pour ce boitier est de plus en plus restreint et l'évacuation se fait où il y a de la place. Aujourd'hui, les problèmes de remontée d'eau sont colmatés par l'ajout d'écope et l'ingestion de gouttes d'eau par des déflecteurs ou chicanes placés astucieusement à proximité de l'entrée d'air. 25 Ces solutions ne sont pas entièrement satisfaisantes car elles représentent un coût supplémentaire en pièces. Celles-ci sont d'ailleurs souvent ajoutées tardivement dans une phase avancée du développement véhicule où une modification importante de la géométrie du boitier n'est plus possible et seul l'ajout de solutions de colmatage est acceptable. 30 Le document FR 2938213 fait connaître un boîtier qui présente des moyens mécaniques destinés à empêcher ou freiner les ondulations qui peuvent se former à la surface de l'eau et empêcher, dans une certaine mesure, le passage d'eau dans le canal d'extraction d'air. Mais rien n'est prévu pour régler le problème du tourbillon au niveau de l'évacuation d'eau 35 à la partie inférieure du boîtier. Le but de l'invention est de régler ce problème par une solution robuste limitant le niveau d'eau et qui puisse être mise en place systématiquement en phase amont de conception. Un autre but est de permettre, par la limitation du niveau d'eau obtenue grâce à l'invention, d'abaisser la hauteur limite d'entrée d'air et gagner en espace. L'invention atteint son but grâce à une partie avant de véhicule automobile, comprenant un pare-brise et un caisson de boîte à eau disposé à la base du pare-brise, le caisson étant disposé sensiblement transversalement et comportant une surface supérieure avec une entrée d'air et d'eau de ruissellement, une surface latérale avec un canal d'extraction d'air, et un fond de caisson sensiblement horizontal, caractérisée en ce que le fond sensiblement horizontal comporte un orifice d'évacuation d'eau éloigné transversalement de l'entrée de manière à définir un trajet d'eau entre l'entrée et l'orifice d'évacuation, et en ce qu'il est prévu sur le fond du caisson au moins une grille disposée en travers du trajet de l'eau entre l'entrée et l'orifice d'évacuation. Avantageusement, la grille est disposée perpendiculairement au fond du caisson, et parallèlement à la direction longitudinale du véhicule. Elle s'étend avantageusement sur toute la largeur du caisson. En revanche sa hauteur peut être inférieure à la hauteur du caisson et même inférieure ou sensiblement également à la hauteur d'embouchure du canal d'extraction d' air. Les grilles sont constituées d'un réseau de mailles définissant une certaine perméabilité. Selon les expériences de la Demanderesse, des diminutions de niveau d'eau dans la boîte à eau sont comprises entre 60 et 80% suivant le type de grille utilisée. En effet, l'efficacité des grilles est directement liée au maillage (perméabilité) de celles-ci. Les grilles de faible perméabilité montrent une efficacité plus importante que les grilles de plus forte perméabilité. On peut donc choisir le type de perméabilité de la grille en fonction du résultat désiré. Ces grilles ont pour effet de modifier la structure de l'écoulement, en cassant la structure quasi-bidimensionnelle fortement tourbillonnaire installée autour de l'orifice d'évacuation et en créant de la turbulence 35 tridimensionnelle de plus petite échelle ayant pour effet d'homogénéiser l'écoulement. Il est à noter également que le dispositif ne supprime pas complètement le tourbillon de vidange mais réduit considérablement son intensité et ses dimensions transversales. Le Demanderesse a aussi étudié l'influence de la position de la grille sur les résultats obtenus et déterminé qu'il existe une distance optimale. En effet, il a été constaté que plus la grille est proche de l'évacuation, plus elle est utile, jusqu'à une certaine limite La position la plus appropriée pour homogénéiser l'écoulement amont consiste à disposer l'orifice d'évacuation à une distance sensiblement égale des parois latérales du caisson et d'une paroi d'extrémité du caisson et de positionner la grille en amont de l'orifice à une position comprise entre la moitié de cette distance et le double de cette distance ; elle est de préférence sensiblement égale à cette distance, de sorte que l'orifice d'évacuation est au centre d'une figure de forme sensiblement carrée formée par les parois et la grille. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante d'un exemple de réalisation. Il sera fait référence aux dessins annexés sur lesquels : La figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale de la partie avant d'un véhicule équipé d'une boîte à eau conforme à l'invention. La figure 2 est une vue schématique en perspective de la boîte à eau de la figure 1. La figure 3 est un graphique illustrant le niveau d'eau obtenu dans la boîte à eau pour diverses perméabilités de grille. La figure 4 est un graphique illustrant le niveau d'eau obtenu dans la 25 boîte à eau pour diverses positions de grille par rapport à une extrémité de la boîte à eau. Les figures 1 et 2 montrent la partie avant 1 d'un véhicule automobile, avec son pare-brise incliné 2 se poursuivant à l'avant par le capot avant 3 recouvrant généralement le moteur. Un auvent ou boîte à eau 30 est inséré entre le pare-brise 2 et le capot 3 et est constitué d'un caisson transversal 10 représenté sur la figure 2 sous une forme simplifiée parallélépipédique, mais dont la forme réelle peut tenir compte de la géométrie des éléments au sein desquels il doit s'intégrer. Par transversal, on entend que le caisson 10 est dans l'ensemble un caisson allongé dans la 35 direction transversale Y du trièdre de référence X, Y, Z relatif au véhicule et représenté sur la figure 2. Ce caisson 10 comprend au moins une surface supérieure sensiblement horizontale dans laquelle est formée au moins une ouverture 12 munie d'une grille d'auvent, cette ouverture 12 étant destinée à recevoir de l'air en provenance de l'extérieur du véhicule, pour le réacheminer vers un système de climatisation 13 via un canal latéral d'extraction 14 qui est pris sensiblement à mi-hauteur sur une paroi latérale 15 du caisson 10. Les flèches A sur les figures 1 et 2 indiquent de manière schématique le flux d'air depuis l'entrée du caisson jusqu'à la sortie du caisson. Par temps de pluie, de l'eau s'écoule par ruissellement sur le pare- brise 2 jusqu'à l'ouverture 12, voire remonte du capot 3 et cette eau pénètre dans le caisson 10. De là, l'eau suit théoriquement le parcours indiqué par les flèches W, c'est-à-dire tombe sur le fond horizontal allongé 16 du caisson 10, fond 16 dans lequel est prévue au moins une ouverture d'évacuation 17 située par exemple à l'extrémité du caisson 10 opposée à l'ouverture 12. Selon la disposition préférée, l'orifice 17 est situé à sensiblement la même distance des trois parois verticales environnantes du caisson 10, dans la région de l'extrémité. Dans le caisson 10, le canal d'extraction 14 est prévu à une hauteur 20 suffisante pour qu'en principe l'eau qui s'écoule dans le caisson ne vienne pas pénétrer dans le canal d'extraction 14. Selon l'invention, on a interposé sur le chemin d'écoulement de l'eau W, en aval de l'entrée 12 et en amont de l'évacuation 17, une grille 20 disposée sensiblement verticalement sur le fond 16 du caisson, dans la 25 direction parallèle au plan XZ. La grille 20 est constituée par un réseau d'éléments allongés rigides croisés les uns avec les autres de manière à définir des mailles, par exemple des mailles carrées, rectangulaires, en losanges ou selon d'autres motifs, dont la grandeur définit une certaine perméabilité de la grille. 30 On a étudié l'influence de la perméabilité de la grille utilisée sur le niveau d'eau dans le caisson 10. La figure 3 est un graphique illustrant ces résultats avec en abscisse le temps en secondes et en ordonnée le niveau d'eau en millimètres, établi pour quatre grilles a, b, c, d de perméabilité décroissante : la taille des mailles des différentes grilles est respectivement 35 7mm x 5mm pour la grille a, 3mm x 3mm pour la grille b, 2mm x 2mm pour la grille c et 0,5mm x 0,5mm pour la grille d. Les courbes obtenues a, b, c, et d, ainsi qu'une courbe R de référence établie en l'absence de grille, montrent clairement que l'interposition de la grille 20 fait baisser le niveau d'eau, et cela d'autant que la perméabilité est faible. La grille (d) qui donne 5 les meilleurs résultats présente une perte de charge d'environ 1080 Pa et celle (a) qui donne les moins bons résultats présente une perte de charge de 200 Pa pour des vitesses de 12m/s et une température de 20°C. L'échelle de perte de charge est donc étendue. Une grille très ouverte fera baisser le niveau d'eau par rapport à une configuration sans grille mais une grille « 10 plus fermée » à plus forte perte de charge sera plus efficace. La figure 4 illustre les résultats d'une autre étude sur l'influence du positionnement de la grille par rapport à l'origine du caisson, c'est-à-dire de la distance D représentée en figure 2. On a représenté le niveau d'eau (en mm) en fonction du temps (en secondes), pour quatre distances D égales 15 respectivement à 490 mm, 770 mm, 1000 mm, 1060 mm. Cette figure montre qu'une position optimale existe pour l'emplacement de la grille située à environ 1000 mm de l'origine du caisson. On remarque effectivement que plus la grille 20 est proche de l'évacuation 17, plus elle est utile, jusqu'à une certaine limite Les essais ont été effectués à la 20 position optimale de l'évacuation 17 qui correspond en fait à la définition d'un carré avec les parois autour de l'évacuation 17. Cette position est la plus appropriée pour homogénéiser l'écoulement amont. La position optimale de la grille 20 correspond sensiblement à une distance L entre la grille et l'orifice d'évacuation 17 égale à la distance dudit orifice 17 aux 25 parois verticales du caisson environnantes. REVENDICATIONS1. Partie avant (1) de véhicule automobile, comprenant un pare- brise (2) et un caisson (10) de boîte à eau disposé à la base du pare-brise (2), le caisson (10) étant disposé sensiblement transversalement et comportant une surface supérieure (11) avec une entrée (12) d'air et d'eau de ruissellement, une surface latérale (15) avec un canal d'extraction d'air (14), et un fond (16) de caisson sensiblement horizontal, caractérisée en ce que le fond sensiblement horizontal (16) comporte un orifice (17) d'évacuation d'eau éloigné transversalement de l'entrée (12) de manière à définir un trajet d'eau entre l'entrée et l'orifice (17) d'évacuation, et en ce qu'il est prévu sur le fond (16) du caisson (10) au moins une grille (20) disposée en travers du trajet de l'eau entre l'entrée (12) et l'orifice (17) d'évacuation. 2. Partie avant (1) de véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisée en ce que la grille (20) est disposée perpendiculairement au fond (16) du caisson (10), parallèlement à la direction longitudinale du véhicule. 3. Partie avant (1) de véhicule automobile selon la revendication 2, caractérisée en ce que la grille (20) s'étend sur sensiblement toute la largeur du caisson (10). 4. Partie avant (1) de véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'orifice (17) d'évacuation est disposé à une distancesensiblement égale des parois latérales du caisson et d'une paroi d'extrémité du caisson (10). 5. Partie avant (1) de véhicule automobile selon la revendication 4, caractérisée en ce que la grille (20) est positionnée en amont de l'orifice (17) à une position comprise entre la moitié de cette distance et le double de cette distance de l'orifice (17) d'évacuation aux parois. 6. Partie avant (1) de véhicule automobile selon la revendication 5, caractérisée en ce que la grille (20) est positionnée en amont de l'orifice (17) à une position comprise telle que l'orifice (17) d'évacuation est au centre sensiblement d'un carré formé par les parois et la grille (20).15