Brevet FR3009705A1 — publié le 20150220

Doublure intérieure renforcée de hayon, notamment pour véhicule automobile La présente invention concerne un organe de renfort d'une pièce structurelle de véhicule automobile, notamment d'une doublure intérieure de hayon. Un hayon de véhicule automobile comporte habituellement une peau extérieure d'aspect et une doublure intérieure structurelle. En particulier, on connaît déjà, dans l'état de la technique, une doublure intérieure de hayon de véhicule automobile, réalisée en matière thermodurcissable chargée en fibres de verre. Toutefois, l'utilisation de matières thermodurcissables rend difficile la recyclabilité de la doublure. Une solution alternative connue consiste à réaliser une doublure intérieure de hayon de véhicule automobile en matière thermoplastique chargée en fibres, et renforcée au moyen d'au moins un organe de renfort, généralement en tôle d'acier. Une telle doublure intérieure présente de bonnes performances structurelles, tout en présentant une masse inférieure à celle d'une doublure intérieure métallique. L'invention a notamment pour but de fournir un organe de renfort pour une pièce structurelle de véhicule automobile, présentant une bonne recyclabilité, et étant allégé comparativement à un organe de renfort de l'état de la technique, tout en conservant des performances similaires. A cet effet, l'invention a notamment pour objet un organe de renfort pour une pièce structurelle de véhicule automobile, notamment pour une doublure intérieure de hayon, caractérisé en ce qu'il est réalisé en un matériau thermoplastique chargé en fibres continues, et en ce qu'il présente une forme creuse. Un tel organe de renfort est destiné à être lié à la pièce structurelle, en lieu et place d'un organe de renfort en tôle d'acier connu dans l'état de la technique. On notera qu'un tel organe de renfort est relativement simple à réaliser. En outre, il est simple de donner à cet organe de renfort toute forme adaptée, notamment pour coopérer avec la doublure tout en présentant des caractéristiques structurelles optimales. Un organe de renfort selon l'invention peut comporter en outre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou selon toutes combinaisons techniquement envisageables. - Ladite forme creuse présente une section fermée. - L'organe de renfort est destiné à être lié à une zone périphérique de la pièce structurelle, et comprend au moins une traverse prolongée latéralement par deux montants. - Les fibres continues sont disposées de manière uni-directionnelle. - Les fibres continues sont disposées de manière bi-directionnelle. L'invention concerne également une pièce structurelle véhicule automobile, notamment doublure intérieure de hayon, caractérisé en ce qu'elle est munie d'au moins un organe de renfort tel que défini précédemment. Avantageusement, une pièce structurelle selon l'invention comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou selon toutes combinaisons techniquement envisageables. - L'organe de renfort est assemblé à ladite pièce structurelle par collage. - Ladite pièce structurelle est surmoulée sur l'organe de renfort. - L'organe de renfort comprend au moins un insert, par exemple métallique. L'invention concerne enfin un procédé de fabrication d'un organe de renfort tel que défini précédemment caractérisé en ce qu'il comporte une étape de mise en forme de l'organe de renfort par thermocompression d'une plaque composite comprenant une matrice en matériau thermoplastique et des renforts de fibres continues. Avantageusement, l'étape de thermocompression comporte le chauffage de la plaque composite, par exemple par infrarouge ou par air chaud, puis la mise en forme de la plaque chauffée, dans un outillage de thermocompression, afin de lui donner une forme finale creuse. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux figures annexées, parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue en perspective d'une doublure intérieure de hayon de véhicule automobile, munie d'un élément de renfort selon un premier exemple de mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe transversale de l'élément de renfort de la figure 1, selon les flèches ll - Il ; et - la figure 3 est une vue similaire à la figure 1 d'une doublure intérieure de hayon comportant un organe de renfort selon un deuxième exemple de mode de réalisation de l'invention. On a représenté, sur la figure 1, une doublure intérieure 10 pour un hayon de véhicule automobile. Une telle doublure intérieure 10 forme de manière classique une partie structurelle du hayon, destinée à être associée à une peau extérieure d'aspect de ce hayon. En tant que partie structurelle, la doublure intérieure 10 porte des éléments destinés à être soumis à des efforts, tels que des éléments 12 de fixation d'une charnière du hayon. La doublure intérieure 10 est avantageusement réalisée en matériau composite, comprenant une matrice en matériau thermoplastique et des renforts formés par des fibres de verre, par exemple par moulage par injection. Par ailleurs, afin de présenter des caractéristiques structurelles optimales, la doublure intérieure 10 est munie d'au moins un organe de renfort 14. L'organe de renfort 14 est réalisé dans un matériau composite, comprenant une matrice en matériau thermoplastique et des renforts formés par des fibres continues. Chaque fibre continue s'étend de manière continue sensiblement le long de l'intégralité de l'organe de renfort 14. L'organe de renfort 14 présente une forme creuse, c'est-à-dire qu'il présente au moins une cavité, notamment délimitée par au moins deux parois de l'organe de renfort. Ainsi, l'organe de renfort 14 présente une forme tridimensionnelle, d'une part complémentaire à la forme de la doublure intérieure 10, et d'autre part adaptée pour présenter des caractéristiques structurelles optimales. Avantageusement, comme cela est notamment représenté sur la figure 2, ladite forme creuse présente une section fermée. Un tel organe de renfort 14 à section fermée présente notamment de meilleures performances structurelles qu'un organe de renfort à section ouverte. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, l'organe de renfort présente une forme générale de cadre, comprenant une traverse supérieure 14A, une traverse inférieure 14B, et deux montants latéraux 14C reliant chacun une extrémité latérale respective de la traverse supérieure 14A avec une extrémité latérale respective de la traverse inférieure 14B. Chacune de ces traverses supérieure 14A et inférieure 14B, et des montants latéraux 14C est de préférence creux. En variante, seulement au moins l'un de ces traverses supérieure 14A et inférieure 14B, et des montants latéraux 14C est creux. L'organe de renfort 14 en forme de cadre reprend les principaux efforts mécaniques appliqués sur la doublure intérieure 10. Plus particulièrement, l'organe de renfort 14 étant chargé en fibres continues, il présente une meilleure résistance mécanique que la doublure structurelle 10, qui est chargée en fibres courtes. Ainsi, contrairement à certaines doublures intérieures de l'état de la technique, la rigidité de la doublure intérieure 10 selon l'invention peut être relativement limitée. A cet effet, la doublure intérieure 10 comporte relativement peu, ou pas, de nervures de rigidification. Conformément au premier mode de réalisation décrit, l'organe de renfort 14, en forme générale de cadre, est lié à une zone périphérique de la doublure intérieure 10. L'assemblage de l'organe de renfort 14 avec la doublure intérieure 10 peut être réalisé de diverses façons adaptées. Par exemple, l'organe de renfort 14 est assemblé à cette doublure intérieure 10 par collage. Un tel collage est notamment particulièrement adapté lorsque le matériau formant l'organe de renfort 14 est chimiquement incompatible avec le matériau formant la doublure intérieure 10. Conformément à un autre exemple, l'assemblage peut être réalisé par surmoulage de la doublure 10 sur l'organe de renfort 14. Avantageusement, l'organe de renfort 14 comprend au moins un insert, par exemple un insert métallique, destiné à transmettre les efforts aux pièces environnantes. On a représenté, sur la figure 3, une doublure intérieure structurelle 10 selon un deuxième exemple de mode de réalisation de l'invention. Sur cette figure, les éléments analogues à ceux des figures précédentes sont désignés par des références identiques. Conformément à ce deuxième mode de réalisation, l'organe de renfort 14 présente une forme générale de cadre partiel, comprenant une traverse supérieure 14A prolongée latéralement par deux montants latéraux 14C. Dans tous les cas, un organe de renfort 14 selon l'invention peut être réalisé au cours d'un procédé de fabrication relativement simple à mettre en oeuvre. Un tel procédé de fabrication comporte une étape de mise en forme d'une plaque composite (également appelée « flanc »), comprenant une matrice en matériau thermoplastique et des renforts de fibres continues. On notera que les fibres continues peuvent être unidirectionnelles (c'est-à-dire toutes disposées longitudinalement selon une même direction), ou en variante bidirectionnelles (c'est-à-dire que certaines fibres sont disposées longitudinalement selon une première direction, et d'autres fibres selon une seconde direction distincte de la première). Dans le cas où l'on souhaite réaliser une forme complexe pour l'organe de renfort 14, impliquant par exemple des courbures, il est possible de scinder l'organe de renfort 14 en plusieurs parties, liées ensuite entre elles par un procédé classique (par exemple par collage, soudage, etc.) ou lors d'étapes de thermocompression ou de surmoulage ultérieures. Le procédé de fabrication comporte ensuite une étape de thermocompression de la plaque composite, de manière à lui donner une forme finale creuse d'organe de renfort 14, tel que décrit précédemment. Cette étape de thermocompression comporte par exemple le chauffage de chaque plaque composite, notamment par infrarouge ou par air chaud, puis la mise en forme de chaque plaque composite chauffée, dans un outillage de thermocompression, pour lui donner la forme finale creuse souhaitée. On notera que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation précédemment décrits, mais pourrait présenter diverses variantes sans sortir du cadre des revendications. En particulier, un tel organe de renfort tel que décrit précédemment pourrait équiper toute pièce structurelle d'un véhicule automobile. REVENDICATIONS1. Organe de renfort (14) pour une pièce structurelle de véhicule automobile, notamment pour une doublure intérieure (10) de hayon, caractérisé en ce qu'il est réalisé en un matériau thermoplastique chargé en fibres continues, et en ce qu'il présente une forme creuse. 2. Organe de renfort (14) selon la revendication 1, dans lequel ladite forme creuse présente une section fermée. 3. Organe de renfort (14) selon la revendication 1 ou 2, destiné à être lié à une zone périphérique de la pièce structurelle (10), et comprenant au moins une traverse (14A) prolongée latéralement par deux montants (14C). 4. Organe de renfort (14) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel les fibres continues sont disposées de manière uni-directionnelle. 5. Organe de renfort (14) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les fibres continues sont disposées de manière bi-directionnelle. 6. Pièce structurelle (10) de véhicule automobile, notamment doublure intérieure de hayon, caractérisé en ce qu'elle est munie d'au moins un organe de renfort (14) selon l'une quelconque des revendication 1 à 5. 7. Pièce structurelle (10) selon la revendication 6, dans laquelle l'organe de renfort (14) est assemblé à ladite pièce structurelle (10) par collage. 8. Pièce structurelle (10) selon la revendication 6, dans laquelle ladite pièce structurelle (10) est surmoulée sur l'organe de renfort (14). 9. Pièce structurelle (10) selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, dans lequel l'organe de renfort (14) comprenant au moins un insert, par exemple métallique. 10. Procédé de fabrication d'un organe de renfort (14) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de mise en forme de l'organe de renfort (14) par thermocompression d'une plaque composite comprenant une matrice en matériau thermoplastique et des renforts de fibres continues. 11. Procédé de fabrication selon la revendication 10, dans lequel l'étape de thermocompression comporte le chauffage de la plaque composite, par exemple par infrarouge ou par air chaud, puis la mise en forme de la plaque chauffée, dans un outillage de thermocompression, afin de lui donner une forme finale creuse.