Brevet FR2981303A1 — publié le 20130419

RESERVOIR DE STOCKAGE DE LIQUIDE D'UN VEHICULE [0001] L'invention est relative aux réservoirs de stockage de liquide d'un véhicule, notamment d'un véhicule automobile. Elle s'intéresse plus particulièrement aux réservoirs de stockage de liquide comprenant un ou des réactifs destinés à alimenter des dispositifs de dépollution des gaz d'échappement d'un véhicule. [0002] Il peut s'agir, notamment, d'un dispositif de réduction catalytique sélective (dite « SCR » en anglais pour « Selective Catalytic Reduction ») des oxydes d'azote, dispositif dont le principe de fonctionnement repose sur l'introduction dans les gaz d'échappement à dépolluer d'un agent réducteur ou d'un précurseur d'un tel agent réducteur. Il s'agit notamment d'une solution aqueuse d'urée précurseur d'ammoniac. [0003] Dans une application automobile, le réducteur ou son précurseur doivent être stockés. Ils peuvent notamment l'être sous forme liquide, dans un réservoir spécifique. Un tel mode de stockage suppose en conséquence l'implantation dans le véhicule d'un réservoir, dont la contenance va déterminer l'intervalle (kilométrique) moyen de remplissage. [0004] L'implantation d'un réservoir de stockage supplémentaire est souvent délicate dans un environnement automobile fortement contraint. [0005] Une implantation couramment envisagée pour un tel réservoir de stockage est située sous la caisse du véhicule, par exemple sous le plancher de coffre. Cette implantation est intéressante, car, en cas de bris du réservoir, quand le véhicule subit un choc arrière ou latéral, le réactif n'est pas susceptible de se répandre dans l'habitacle. Mais une telle implantation pose des difficultés. D'une part, pour assurer un remplissage régulier du réservoir, il est nécessaire de ménager une interface de remplissage, par exemple par un orifice sur le plancher de coffre, permettant d'y faire passer une goulotte de remplissage, avec le risque de dépassement de l'interface de remplissage dans le coffre, ou en équipant le réservoir d'une goulotte de remplissage jusqu'à la trappe carburant, mais il y a peu de place disponible pour faire cheminer une tubulure jusqu'à la zone latérale du véhicule, et il devient nécessaire d'agrandir la trappe carburant pour y loger un second remplissage, avec un risque de confusion pour le conducteur au moment du remplissage en carburant ou en agent réducteur. [0006] Il est également connu de partitionner le réservoir en plusieurs réservoirs distincts implantés à des endroits différents dans le véhicule. On tire ainsi partie au maximum des espaces encore libres dans le véhicule. Cependant, cette solution n'est pas non plus dénuée d'inconvénients, car elle doit être réétudiée pour chaque nouveau modèle de véhicule, et elle nécessite de multiplier les pièces, à savoir plusieurs réservoirs et, pour chacun d'eux les moyens associés, à savoir notamment les moyens de fixation et les systèmes de pompage. [0007] Il est par ailleurs connu du document EP 2 048 016 de disposer un tel réservoir de réactif en dehors de l'habitacle du véhicule, avec cependant une goulotte de remplissage du réservoir qui débouche dans l'habitacle. Cette configuration du réservoir permet de mieux distinguer, pour le conducteur du véhicule, entre d'une part le réservoir de carburant, dont l'alimentation se fait par l'extérieur du véhicule, et d'autre part le réservoir de réactif, dont l'alimentation se fait alors par l'intérieur de l'habitacle. On peut éviter d'équiper les alimentations des différents réservoirs en détrompeurs pour éviter les erreurs de remplissage. [0008] L'invention a alors pour but de remédier aux inconvénients des solutions antérieures, et, notamment, de concevoir de nouveaux types de réservoir de réactif dont l'implantation dans le véhicule soit plus aisée tout en évitant ou en limitant au maximum le risque d'intrusion dans l'habitacle du liquide contenu dans le réservoir, notamment en cas de choc subi par le véhicule. Accessoirement, l'invention vise de tels réservoirs qui soient aussi plus faciles d'utilisation pour le conducteur du véhicule, et/ou qui évitent ou limitent les risques d'alimentation par un autre liquide - du type carburant - que le liquide prévu. [0009] L'invention a tout d'abord pour objet un réservoir de stockage d'un liquide d'un véhicule, qui comporte deux portions de réservoir, notamment inférieure et supérieure, de dimensions différentes et communicantes via une zone de jonction qui est localement affaiblie mécaniquement. En cas de choc, cette zone de jonction est destinée à être sollicitée mécaniquement, de façon à céder par cisaillement, la partie inférieure se cassant et répandant le liquide contenu dans le réservoir par gravité. [0010] On comprend dans le présent texte par les indications spatiales du type « supérieur », « inférieur », « hauteur », « latéral », « bas », « haut » etc ...des indications sur le positionnement du réservoir quand il est monté dans un véhicule lui- même disposé sur un plan horizontal, de façon à simplifier la description du réservoir en question. [0011] De préférence, la zone de jonction est affaiblie mécaniquement par amincissement localisé de la paroi du réservoir, notamment selon une ligne continue ou discontinue. Elle cédera ainsi nettement, en cas de choc, en se découpant selon cette ligne d'affaiblissement. Elle peut aussi être, de fait, une zone plus fragile que le reste du réservoir parce qu'elle correspond à une modification de section du réservoir, qui peut imposer une « pliure » du matériau constitutif du réservoir. Cette ligne d'affaiblissement peut ainsi se trouver dans un angle saillant de la paroi du réservoir, là où il présente un rétrécissement de section délimitant la portion dite supérieure de la portion dite inférieure. [0012] Selon un mode de réalisation, la zone de jonction est une zone de rétrécissement de la section du réservoir. Et celle-ci présente de préférence un méplat orienté sensiblement perpendiculairement à ou de façon inclinée par rapport à la hauteur dudit réservoir. [0013] Avantageusement, l'une des portions de réservoir, notamment la portion supérieure, est munie d'une ouverture de remplissage équipée d'un moyen d'obturation amovible. [0014] Cette configuration géométrique du réservoir est parfaitement appropriée pour l'insérer, en partie, dans le plancher du véhicule, une partie, la partie supérieure en reprenant la convention précédente, émergeant au-dessus du plancher, alors que la partie inférieure se situe sous celui-ci, en ménageant une ouverture dans le plancher. [0015] Pour ce faire, l'invention a donc également pour objet un ensemble comportant le réservoir selon l'une des revendications précédentes et un plancher de véhicule, le plancher comportant une ouverture, de façon à ce que le réservoir soit disposé dans ladite ouverture, la portion supérieure du réservoir se trouvant au-dessus du niveau du plancher et la portion inférieure de réservoir en dessous du niveau du plancher, la zone de jonction se trouvant au voisinage de et en appui sur ledit plancher. [0016] L'invention permet ainsi de loger le réservoir en partie dans l'habitacle, notamment au niveau du coffre arrière, et en partie sous caisse, en répartissant le volume au mieux en portion supérieure/portion inférieure selon l'environnement du véhicule en question. Le fait d'avoir, dans la zone de jonction qui sépare ces deux portions et qui se trouve au niveau du plancher, une faiblesse mécanique voulue fait que, en cas de choc du véhicule, notamment par impact arrière ou latéral, on va avoir un effet de cisaillement au niveau de cette zone de jonction, la portion supérieure du réservoir gardant une partie au moins de son intégrité, la portion inférieure se trouvant « découpée », cassée. De fait, le liquide contenu dans le réservoir va s'écouler par gravité sous la caisse, en dessous du niveau du plancher, et il n'y a pas de risque qu'il se répande dans l'habitacle, ce que l'on veut éviter. On gagne ainsi en liberté de positionnement et de forme du réservoir pour exploiter au mieux l'environnement du véhicule, et, notamment, exploiter l'espace libre dans le coffre quand l'espace sous caisse est insuffisant pour loger un réservoir unique de contenance suffisante, sans entraîner de dégradation de l'habitacle ou de problème pour les passagers si le liquide présente une certaine toxicité, ou est salissant, corrosif ou malodorant. On peut ainsi envisager de placer plus de 50% du volume du réservoir, voire plus de 60 ou 70% dudit volume, dans l'habitacle. [0017] Pour donner un ordre de grandeur non limitatif, on considère qu'un réservoir de précurseur d'agent réducteur du type solution d'urée doit présenter un volume de l'ordre de 15 à 20 litres pour offrir une autonomie suffisante au dispositif de dépollution qui l'utilise. [0018] Une implantation du réservoir partagée entre l'habitacle et l'extérieur véhicule peut aussi permettre de réduire les risques de chute trop importante de la température du liquide contenu dans le réservoir, et donc de réduire les risques de gel de ce dernier. [0019] Avantageusement, on prévoit que le plancher présente une surface d'appui autour de l'ouverture pour supporter le réservoir au niveau d'un méplat présent dans la zone de jonction entre la portion inférieure et la portion supérieure du réservoir. On peut alors « poser » le réservoir par au-dessus, celui-ci venant naturellement se caler sur l'ouverture du plancher en s'appuyant sur sa périphérie, par simple gravité. On comprend au sens de l'invention par aplat venant s'appuyer sur la surface d'appui le fait qu'on privilégie un support non discret, mais réparti sur une surface d'appui périphérique à l'ouverture dans le plancher, de préférence sur tout le pourtour de l'ouverture pratiquée dans le plancher, avec, par conséquence, une complémentarité entre la forme d'un méplat et celle de la surface d'appui, notamment une même horizontalité, ou une même inclinaison par rapport à l'horizontale. En outre, on ne limite pas ici le terme « méplat » à une surface nécessairement parfaitement plane, il suffit qu'elle puisse épouser au mieux la forme du pourtour de l'ouverture du plancher. On pourrait ainsi parler d'un ressaut. [0020] On peut prévoir de renforcer mécaniquement la surface d'appui du plancher, pour que le plancher puisse supporter sans dommage le poids du réservoir. On peut par exemple prévoir au niveau de cette surface d'appui des nervures de renforcement, rapportées ou intégrées au plancher, ou tout autre moyen mécanique intégré ou rapporté, comme une surépaisseur locale du plancher. [0021] De préférence, on choisit judicieusement le dimensionnement relatif des deux portions de réservoir et de l'ouverture du plancher, pour permettre l'insertion du réservoir à travers l'ouverture du plancher, notamment à partir d'une position au-dessus dudit plancher, jusqu'à sa zone de jonction, et l'obturation de ladite ouverture par ledit réservoir après insertion. [0022] On peut aussi équiper le plancher et le réservoir de moyens de fixation coopérant entre eux et assurant la solidarisation du réservoir au plancher, notamment des moyens de visserie, de rivetage, de clipsage, et/ou utilisant des sangles de fixation. Ainsi, après le calage du réservoir dans l'ouverture du plancher, on vient les solidariser de façon positive, soit de façon définitive, soit de façon amovible. De façon équivalente, les moyens de fixation peuvent être directement présents sur le plancher, ou via des éléments associés de la caisse. [0023] L'invention a également pour objet tout véhicule, notamment véhicule automobile, qui comprend l'ensemble plancher et réservoir décrit plus haut. De préférence, la portion supérieure du réservoir débouche dans l'habitacle, notamment dans le coffre, dudit véhicule. [0024] L'invention a également pour objet tout véhicule, notamment véhicule automobile, qui comprend un système de dépollution des gaz d'échappement intégrant le réservoir décrit plus haut, par exemple destiné à être rempli de solution d'urée servant de précurseur d'ammoniac. {-0-0-251 L'invention porte également sur un procédé de montage d'un ensemble tel que précédemment décrit, où le réservoir est mis en position, de sorte à obstruer l'ouverture du plancher, par l'intérieur de l'habitacle du véhicule. [0026] D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un exemple de réalisation, non limitatif, accompagné de dessins dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe par un plan vertical d'un réservoir monté dans un plancher d'un véhicule automobile selon l'invention, dans son usage normal, - la figure 2 est une vue de dessus du réservoir selon la figure 1 représentant les détails des moyens de fixation du réservoir au plancher du véhicule selon une première variante, - la figure 3 est une vue de dessus du réservoir selon la figure 1 représentant les détails des moyens de fixation du réservoir au plancher du véhicule selon une deuxième variante, - la figure 4 est une vue en coupe du réservoir selon la figure 3. [0027] Toutes ces figures sont volontairement très schématiques et ne sont pas 10 nécessairement à l'échelle pour en simplifier la lecture. Seuls les composants intéressant plus particulièrement l'invention sont en outre représentés. Les mêmes références désignent les mêmes composants d'une figure à l'autre. [0028] La figure 1 représente un réservoir 1 de stockage d'un liquide dans un véhicule automobile. Ici, il s'agit d'urée en phase aqueuse, servant d'agent précurseur 15 d'ammoniac destiné à être délivré à un dispositif SCR (non représenté et connu en soi) pour réduire les NOx des gaz d'échappement de la ligne d'échappement du moteur à combustion interne du véhicule en question. Ce réservoir comprend une portion dite supérieure 2 et une portion dite inférieure 3, qui délimitent deux volumes V2 et V3 et qui communiquent par une zone de jonction 4. 20 [0029] La portion supérieure 2 présente une paroi supérieure présentant un orifice d'alimentation muni d'un bouchon de remplissage amovible 7 et une zone centrale présentant un creux et par laquelle est insérée dans le réservoir un système 8 de jauge et de pompe connus en soi pour ce type de réservoir et qui ne sera donc pas détaillé ici. [0030] La portion supérieure 2 du réservoir 1 a une section rectangulaire avec des 25 parois latérales de forme sensiblement trapézoïdale, en étant légèrement évasées vers le haut. La portion inférieure 3 a également une section rectangulaire avec des parois latérales de forme sensiblement trapézoïdale, en étant légèrement évasées vers le haut. On a ainsi deux portions qui se rejoignent selon un plan horizontal, la différence de dimensionnement des sections des deux portions de réservoir 2 et 3 imposant, dans la 30 zone de jonction, un méplat 5 ici horizontal. Cette géométrie permet un montage aisé du réservoir dans le plancher P de l'habitacle du véhicule, par une ouverture 6 de contour rectangulaire pratiquée dans le plancher, au niveau de son coffre arrière : la taille de l'ouverture 6 dans le plancher est à la fois supérieure à celle de la section de la portion inférieure 3 du réservoir inférieur au voisinage de la zone de jonction, et inférieure à celle 35 de la section de la portion supérieure 2 du réservoir au voisinage de la zone de jonction. De préférence, elle présente la même forme géométrique que la section de la portion supérieure du réservoir, mais en plus petit : ainsi, on assure que tout le pourtour de l'ouverture va participer à l'effort de support du réservoir. [0031] Et comme la section maximale de la portion inférieure 3 du réservoir reste inférieure à celle de l'ouverture 6, l'opérateur peut venir insérer le réservoir 1 dans l'ouverture 6 par le dessus, le méplat 5 venant se caler sur le plancher dans une zone d'appui 9 entourant de préférence entièrement l'ouverture 6. Cette zone peut être renforcée, par exemple en la munissant d'une surépaisseur, de moyens raidisseurs appropriés. Cette zone supporte ainsi tout le poids du réservoir, qui vient se caler et se centrer, par le simple effet de la gravité, autour de l'ouverture du plancher. La portion supérieure 2 du réservoir se trouve dans l'habitacle, la portion inférieure 3 se trouvant sous caisse. En ajustant les volumes respectifs des deux portions, on peut ainsi exploiter au mieux les volumes disponibles sous caisse et dans le coffre. Pour donner un ordre de grandeur de dimensionnement, on peut prévoir une hauteur totale du réservoir d'environ 15 à 20 cm, une longueur de la section moyenne de la portion supérieure 2 d'environ 50 cm pour une largeur d'environ 25 cm, et une longueur de la section moyenne de la portion inférieure 3 d'environ 30 cm pour une largeur moyenne d'environ 10 à 15 cm. [0032] Il est à noter qu'une fois inséré, le réservoir 1 obstrue complètement l'ouverture 6 du plancher, ce qui est avantageux pour préserver l'isolation de l'habitacle. Le méplat 5 du réservoir peut être équipé d'un joint d'étanchéité pour éviter les remontées de poussière, boue ou bruits dans l'habitacle. [0033] L'exemple ici concerne un réservoir de section sensiblement rectangulaire, mais on peut décliner l'invention pour des réservoirs avec des sections carrées, circulaires, ovales etc... . On adapte en conséquence la forme de l'ouverture 6 du plancher, de façon à permettre l'insertion du réservoir et son calage sur une surface d'appui suffisante. Pour le dimensionnement de réservoir mentionné plus haut, il est préférable que la surface d'appui fasse tout le pourtour de l'ouverture 6 et sur une largeur d'environ 10 cm au moins. Les faces inférieures et supérieures du réservoir sont dans cet exemple planes et horizontales, on peut aussi avoir des faces bombées, concaves, convexes, pointues etc... On peut aussi modifier la forme de ses parois latérales. [0034] Après avoir posé le réservoir, il est préférable de le solidariser mécaniquement au véhicule, notamment au plancher, par tout moyen mécanique approprié. On a représenté en figure 2 un exemple de réalisation de ce moyen mécanique : il consiste à équiper la zone de jonction 4 du réservoir 1 d'oreilles 10, de préférence au moins 4, réparties sur le pourtour du réservoir et saillant vers l'extérieur dans un plan confondu avec celui du méplat 4 et dans son prolongement. Ces oreilles sont munies d'orifices circulaires 11, qui sont destinées à être centrés sur des orifices correspondants pratiqués dans le plancher (non représentés), de façon à pouvoir les assembler par un système de vis et de boulon ou tout autre système d'assemblage. On peut aussi remplacer les oreilles réparties discrètement autour du réservoir par une bande continue saillante, munie d'orifices répartis régulièrement. [0035] Optionnellement, il peut être prévu une enveloppe externe 20 pour le réservoir, notamment à des fins esthétiques pour la portion supérieure 2, qui se trouve ainsi camouflée quand on ouvre le coffre du véhicule. On prévoit naturellement une ouverture dans l'enveloppe en regard du bouchon 7. L'enveloppe protège aussi la portion inférieure 3 du réservoir, notamment des poussières, boue, humidité, et peut aussi avoir un rôle d'isolation thermique, en prévoyant éventuellement d'insérer entre la paroi du réservoir et celle de l'enveloppe un matériau isolant, vis-à-vis d'éléments chauffants sous caisse (ligne d'échappement moteur). [0036] Les figures 3 et 4 proposent un autre exemple de moyen pour solidariser le réservoir au plancher : ici, on fixe le réservoir par des sangles, par exemple au nombre de trois, deux disposées dans le sens de la largeur 12 et une disposée dans le sens de la longueur 13, qui viennent emprisonner la portion supérieure du réservoir, puis se prolongent par des « oreilles » 10' munies d'orifices 11' qui, en coïncidence avec des orifices dans le plancher, peuvent assurer l'assemblage réservoir/plancher comme dans l'exemple précédent par des vis et boulons 14,ou autres moyens équivalents. [0037] Il est prévu, en outre, d'affaiblir mécaniquement la zone de jonction 5, et plus particulièrement à l'extrémité interne du méplat 5 sur une ligne L qui suit le pourtour du réservoir au niveau du changement de section du réservoir. On peut prévoir soit d'amincir la paroi selon cette ligne, en continue, soit de l'amincir localement, selon des pointillés suivant cette ligne. L'amincissement peut d'ailleurs être obtenu de fait lors de la fabrication du réservoir : les parois sont généralement choisies à base de polymère(s), la technique de formage utilisée peut permettre d'obtenir un affaiblissement, notamment un amincissement du réservoir dans la zone de rétrécissement de section, dans la zone de pliure. En cas d'impact, par exemple par l'arrière, le plancher P va avoir tendance à se déplacer vers l'avant du véhicule, provoquant une intrusion du plancher dans le réservoir au niveau de sa zone de jonction, ce qui provoque un cisaillement du réservoir et la rupture de sa portion inférieure 3 : le liquide contenu dans le réservoir s'écoule alors vers le sol, sous la caisse, et on évite ainsi que du liquide ne se répande dans l'habitacle. [0038] Un tel réservoir selon l'invention peut également être pourvu d'un ou plusieurs des dispositifs suivants : un système de respiration du réservoir, un dispositif de vidange du réservoir (et sa protection le cas échéant), une interface de remplissage unique (et son bouchon de fermeture) compatible de divers moyens de remplissage et notamment par jerricane, un dispositif de dégazage fonctionnel pendant les phases de remplissage, des interfaces de fixation sur caisse, une interface de fixation d'un module de jauge et pompe SCR, un écran thermique, un système de protection acoustique, un dispositif de réchauffage, une enveloppe externe destinée à masquer, le cas échéant, le réservoir au conducteur ou à le protéger thermiquement d'éléments chauffants en sous-caisse (ligne d'échappement par exemple) ... On peut aussi prévoir des moyens d'étanchéité entre le réservoir et le plancher, au niveau de la zone de jonction du réservoir, par exemple un ou plusieurs joints présentant une certaine déformabilité. [0039] En conclusion, l'invention permet une implantation de réservoir de liquide d'un seul tenant, qui contourne l'obstacle du manque de place sous caisse, qui est facile à monter et qui n'engendre pas de risque d'écoulement dans l'habitacle tout en étant de conception simple, et qui limite les erreurs de remplissage par le conducteur. REVENDICATIONS1. Réservoir (1) de stockage d'un liquide d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte deux portions de réservoir (2,3), notamment inférieure et supérieure, de dimensions différentes et communicantes via une zone de jonction (4) qui est localement affaiblie mécaniquement. 2. Réservoir (1) de stockage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la zone de jonction (4) est affaiblie mécaniquement par amincissement localisé de la paroi du réservoir, notamment selon une ligne (L) continue ou discontinue. 3. Réservoir (1) de stockage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la zone de jonction (4) est une zone de rétrécissement de la section du réservoir. 4. Réservoir (1) de stockage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la zone de jonction (4) présente un méplat (5) orienté sensiblement perpendiculairement à ou de façon inclinée par rapport à la hauteur dudit réservoir. 5. Réservoir (1) de stockage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'une des portions de réservoir, notamment la portion supérieure (3), est munie d'une ouverture de remplissage équipée d'un moyen d'obturation amovible (7). 6. Ensemble comportant le réservoir (1) selon l'une des revendications précédentes et un plancher (P) de véhicule, caractérisé en ce que le plancher comporte une ouverture (6), et en ce que le réservoir est disposé dans ladite ouverture, la portion supérieure (2) du réservoir se trouvant au-dessus du niveau du plancher et la portion inférieure (3) de réservoir en dessous du niveau du plancher, la zone de jonction (4) se trouvant en appui sur le plancher. 7. Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le plancher (P) présente une surface d'appui (9) autour de l'ouverture (6) pour supporter le réservoir au niveau d'un méplat (5) présent dans la zone de jonction (4) entre la portion inférieure (3) et la portion supérieure (2) du réservoir. 8. Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la surface d'appui (9) du plancher (P) est renforcée mécaniquement, notamment par la présence de nervures de renforcement. 9. Ensemble selon l'une des revendications 7 à 8, caractérisé en ce que le dimensionnement relatif des deux portions (2,3) de réservoir et de l'ouverture (6) du plancher (P) permet l'insertion du réservoir à travers l'ouverture du plancher, notamment à partir d'une position au-dessus dudit plancher, jusqu'à sa zone de jonction (4), et l'obturation de ladite ouverture (6) par ledit réservoir après insertion. 10. Ensemble selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que le plancher (P) et le réservoir (1) sont équipés de moyens de fixation (10,11,10',11',12,13) coopérant entre eux et assurant la solidarisation du réservoir au plancher, notamment des moyens de visserie, de rivetage, de clipsage, et/ou utilisant des sangles (12,13) de fixation.15