Brevet FR3022511A1 — publié le 20151225

Dispositif destiné à améliorer la protection acoustique de la caisse délimitant l'habitacle d'un véhicule automobile pool La présente invention est relative à un dispositif destiné à améliorer la protection acoustique de la caisse délimitant l'habitacle d'un véhicule automobile, notamment vis-à-vis des bruits d'origines diverses créés par le roulement du véhicule sur le sol et qui, sans précaution particulière, se transmettent à travers le plancher de cet habitacle, en créant pour les usagers assis dans celui-ci, une gêne inacceptable. [0002] De plus, la réduction de la masse des véhicules automobiles est une orientation importante vers laquelle se dirigent les constructeurs de véhicule pour permettre une réduction de la consommation de carburant des véhicules. Les concepteurs cherchent donc à réduire cette masse au niveau de tous les composants du véhicule et en particulier du dispositif d'insonorisation qui, jusqu'à présent, propose d'utiliser des tapis d'insonorisation montés sur le plancher du véhicule dans l'habitacle et qui, habituellement, sont constitués de feutre ou mousse associé à des masses lourdes. [0003] De nombreux dispositifs d'insonorisation sont déjà bien connus dans la technique, consistant notamment à monter sous le plancher de la caisse, en regard du sol, un écran s'étendant sensiblement parallèlement au plancher et fixé à celui-ci par des moyens appropriés pour laisser libre un espace entre l'un et l'autre. [0004] Dans cet espace, peuvent être disposés des éléments de recouvrement de la surface inférieure du plancher, constitués d'un matériau absorbant le son, créant un amortissement substantiel des vibrations sonores reçues, ces éléments étant maintenus en position par l'écran inférieur. Un exemple de réalisation d'un dispositif de ce type est par exemple décrit dans le brevet EP 068 409. [0005] Toutefois, la nécessité de conformer l'écran pour lui permettre de satisfaire à sa fonction essentielle d'amortissement des bruits acoustiques, rend son profil mal adapté à la fixation des éléments de recouvrement sous la surface du plancher dont la forme et les dimensions sont souvent sensiblement différentes de celles de l'écran et le plus souvent l'écran utilisé reste lourd. [0006] Le document FR 2 896 743 propose un dispositif de protection acoustique pour plancher de véhicule, comprenant essentiellement une couche d'insonorisation 302 2 5 1 1 2 disposée contre la face inférieure du plancher, un organe presseur disposé sous la couche d'insonorisation et un écran acoustique disposé sous l'organe presseur et assurant le maintien de la couche d'insonorisation contre le plancher par l'intermédiaire de l'organe presseur. Ce dernier est constitué d'un élément de tôle 5 conformé avec des éléments de surface plane supérieurs et inférieurs de manière à assurer l'appui de la couche d'insonorisation par l'écran acoustique. Ce dernier est également constitué d'une tôle métallique ou plastique avec une paroi généralement étendue et plane avec des bossages formant des zones de fixation avec le plancher. Le plancher est équipé de moyens de fixation aptes à coopérer avec ces zones de 10 fixation de l'écran, assurant ainsi la mise en appui de la couche d'insonorisation via l'organe presseur. L'écran forme un volume libre avec le plancher, ce volume étant destiné à assurer une fonction d'insonorisation. Les zones de fixation de l'écran sont à distance du plancher. Elles sont en contact avec l'organe presseur qui est lui-même en contact avec la couche d'insonorisation. Les zones de fixation sont par 15 conséquent reliées au plancher uniquement par les moyens de fixation en forme de tiges soudées au plancher. La capacité de l'écran à absorber les vibrations du plancher est par conséquent assez réduite. L'écran sert à maintenir la couche d'insonorisation en appui en formant une couche protectrice de la face inférieure du plancher, et, dans une moindre mesure, à isoler acoustiquement le plancher, l'effort 20 principal d'insonorisation étant assuré par la couche en matériau absorbant en appui sur le plancher. Cette construction d'insonorisation de plancher est intéressante mais présente toutefois l'inconvénient de requérir une certaine masse de matériau absorbant contre le plancher. Ce type de matériau peut s'avérer assez pénalisant d'un point de vue poids, notamment lorsqu'il s'agit de matériau viscoélastique. 25 [0007] Le document WO 2004/101320 divulgue un dispositif d'isolation acoustique pour un plancher de véhicule. Le dispositif est conçu pour être léger. Il comprend une couche optionnelle continue de matériau absorbant disposée sous le plancher en contact avec sa surface inférieure, une couche d'insonorisation à chambres disposée à distance de la couche optionnelle continue ou à distance de la surface inférieure du 30 plancher en l'absence de la couche optionnelle. Le dispositif comprend également un panneau disposé contre la couche d'insonorisation à chambres, de manière à former une couche extérieure de protection du dispositif. La construction du dispositif d'isolation de cet enseignement est intéressante mais présente plusieurs 3022 511 3 inconvénients. En effet, la couche d'insonorisation à chambres ainsi que la couche optionnelle en matériau absorbant peuvent s'avérer lourdes en fonction des matériaux retenus. De plus, le maintien d'une distance entre le panneau de protection et le plancher est susceptible d'imposer certaines contraintes d'un point de vue 5 montage et encombrement du dispositif. [000s] On connaît également par EP 1 902 904 un composant d'insonorisation pour structure délimitant un espace d'air entre un élément extérieur et un organe structurel rigide, ce composant comportant une couche pratiquement hermétique et entre l'organe structurel rigide et la couche pratiquement hermétique un complexe 10 d'insonorisation constitué d'au moins deux couches ayant des résistances au passage de l'air différentes, l'espace d'air restant entre le complexe et un organe choisi parmi l'élément extérieur et l'organe structurel rigide ayant une épaisseur supérieure à 2 cm. On obtient un effet d'absorption acoustique lié au complexe d'insonorisation et à la présence de la couche d'air et une isolation lié aux couches 15 hermétiques et ce, avec un poids réduit. Toutefois en ce qui concerne l'insonorisation de l'habitacle, la mise en place du composant s'effectue à l'intérieur du véhicule, ce qui génère là un problème d'encombrement dans l'habitacle. [0009] La présente invention tend à proposer un dispositif d'insonorisation qui ne présente pas les inconvénients cités, en particulier un dispositif qui n'alourdit pas le 20 véhicule sur lequel il est monté tout en offrant les prestations d'insonorisation exigées pour le confort des passagers. [0010] L'invention concerne donc un dispositif destiné à améliorer la protection acoustique de la caisse délimitant l'habitacle d'un véhicule automobile, ce dispositif étant logé sous le plancher de charge du véhicule, caractérisé en ce qu'il est 25 constitué d'au moins un écran acoustique pouvant être fixé de manière étanche sous le véhicule et de manière à définir une couche d'air entre ledit écran et le plancher du véhicule. pou ] De manière avantageuse, la fixation étanche d'un écran acoustique sous le plancher du véhicule permet donc de créer une couche d'air insonorisant l'habitacle 30 du véhicule de manière suffisante pour éviter l'utilisation des tapis d'insonorisation habituellement utilisés constitués de feutre ou mousse associé à des masses lourdes. La mise en place du dispositif selon l'invention permet donc d'éviter l'entrée de bruits 3022511 4 vers l'habitacle tout en étant plus léger que les systèmes précédemment utilisés ce qui s'inscrit dans une démarche globale d'allègement des véhicules. De plus, en utilisant un écran acoustique, on renforce les propriétés d'insonorisation dudit dispositif et ce, de manière simple et efficace. 5 [0012] De préférence, l'écran est pourvu d'un joint d'étanchéité sur sa périphérie, ledit joint étant comprimable lors de la fixation de l'écran sur le plancher. [0013] L'écran acoustique se présente sous la forme d'un boîtier ouvert, constitué d'un fond destiné à s'étendre dans un plan parallèle au plancher du véhicule et pourvu de parois latérales. Deux des parois latérales s'étendent longitudinalement 10 selon l'axe longitudinal x du véhicule et les deux autres parois s'étendent selon l'axe transversal y du véhicule. Ces parois latérales s'étendent depuis la périphérie du fond selon une même direction principale correspondant sensiblement à la direction z du véhicule. La hauteur des parois latérales de l'écran acoustique définit la hauteur de la couche d'air entre le plancher et le fond de l'écran acoustique. Cette hauteur est en 15 outre dépendante également de la hauteur du soubassement par rapport à la route. De préférence, le dispositif selon l'invention définit une couche d'air entre l'écran acoustique et le plancher du véhicule de hauteur supérieure ou égale à 2 cm. [0014] De préférence, l'extrémité libre des parois latérales est pourvue d'un rebord s'étendant sensiblement parallèlement au fond, ce rebord formant l'interface de 20 fixation dudit écran sous la caisse du véhicule. Ce rebord s'étend sur toute la périphérie de l'écran et est pourvu d'un joint d'étanchéité. Ainsi, de manière avantageuse, on fixe ledit écran sous la structure du véhicule à l'aide moyens de fixation connus en soi et on rend étanche cette fixation à l'aide du joint d'étanchéité qui est comprimé lors de la fixation de l'écran acoustique sur la structure du véhicule, 25 de préférence avec un joint avec 50% de compression. De préférence, le joint est réalisé en un matériau tel que du polyurethane, par exemple une mousse à cellules fermées avec 50% de compression ou tout autre matériau de type élastomère permettant de créer cette étanchéité sous forme d'un joint tubulaire, d'un joint à lèvre, etc .... 30 [0015] Un écran acoustique selon l'invention est du type composé d'au moins deux couches de matériaux différents, un film isolant étanche à l'air tel qu'un film en polypropylène présentant sur une face une couche en un matériau absorbant ayant 3022511 5 un coefficient d'absorption acoustique de 0.8 au-delà de 2500Hz. Le matériau absorbant peut être par exemple un matériau à base de fibres de verre. [0016] L'écran ainsi constitué est utilisé de sorte que la couche absorbante est dirigée vers le volume d'air défini entre l'écran et le plancher du véhicule, son rôle 5 étant d'amortir et de dissiper l'énergie acoustique présente dans la cavité située entre les deux parois, c'est-à-dire l'écran et le plancher. [0017] Selon une forme de réalisation préférée, l'écran acoustique comporte une troisième couche de matériau, ménagée sur la face opposée du film étanche et constituée d'un matériau absorbant ayant un coefficient d'absorption de 0.8 au-delà 10 de 1250Hz. Le matériau absorbant peut être par exemple un matériau à base de fibres de verre. [0018] L'écran acoustique présente donc en regard de l'extérieur du véhicule une couche absorbante permettant de diminuer les excitations sous la caisse liées aux pneumatiques et au GMP (groupe moto propulseur). De plus, cette couche 15 absorbante permet de protéger le film étanche des agressions extérieures. [0019] Un dispositif d'insonorisation selon l'invention peut être utilisé avec un plancher de tout type, c'est-à-dire pouvant être en acier, en matériau composite (matière synthétique renforcée, par exemple : ), en aluminium et tout autre type de matériau convenant à la réalisation d'un plancher de véhicule. 20 [0020] De plus, de manière très avantageuse, l'écran acoustique du dispositif selon l'invention est positionné sous le véhicule de telle sorte qu'il joue également le rôle d'écran aéraulique et protège notamment le plancher des agressions extérieures lies notamment au gravillonnage. [0021] Ainsi, un dispositif selon l'invention invention permet avantageusement un 25 gain masse en supprimant l'emploi des masses lourdes sur les insonorisants habituels de plancher. De plus, il permet à l'aide d'un seul écran de réaliser une intégration de fonctions telles qu'aéraulique, anti-gravillonnage, acoustique et même thermique. [0022] L'invention concerne également un véhicule pourvu d'au moins un dispositif 30 destiné à améliorer la protection acoustique de la caisse délimitant l'habitacle d'un véhicule automobile selon l'invention. De manière classique, un véhicule est pourvu 3022511 6 d'un plancher présentant une partie tunnel dans laquelle est logé le système d'échappement. On met alors en place sous le plancher, un dispositif d'insonorisation selon l'invention de chaque côté du tunnel. Selon une forme de réalisation de l'invention, on peut prévoir également de mettre en place un dispositif d'insonorisation 5 sous toute la surface du plancher du véhicule, le dispositif étant alors avantageusement constitué de trois écrans acoustiques assemblés dont l'un est spécifique au niveau du tunnel. [0023] Dans cette forme de réalisation particulière, l'écran acoustique pour le tunnel présente une forme complémentaire à celle du tunnel pour se loger dedans tout en 10 ménageant une couche d'air entre l'écran et le fond du tunnel, tout en permettant le logement du système d'échappement. [0024] On décrira maintenant l'invention plus en détails en référence au dessin dans lequel : la figure 1 représente une vue en plan du dessous d'un véhicule muni d'un dispositif 15 selon l'invention la figure 2 représente une vue en coupe côté droit depuis l'arrière du véhicule de la figure 1 ; la figure 3 représente une vue en coupe du détail A de la figure 2 ; la figure 4 représente une vue en coupe du dessous d'un véhicule selon une autre 20 forme de réalisation de l'invention. [0025] Dans l'exemple représenté à la figure 1, le véhicule 1 est pourvu de deux dispositifs selon l'invention destiné à améliorer la protection acoustique de la caisse délimitant l'habitacle d'un véhicule automobile. [0026] Le plancher 2 présente un tunnel central 3 dans lequel se loge le système 25 d'échappement 4. De part et d'autre de ce tunnel 3, sont implantés deux écrans acoustiques 5. Ces écrans 5 sont ainsi logés sous le plancher de charge 2 du véhicule. Chaque écran 5 présente une forme générale de boîtier ouvert composé d'un fond 5a et de quatre parois latérales 5b. [0027] Le fond 5a d'un écran s'étend sensiblement parallèlement au plancher 2 30 tandis que deux parois latérales 5b s'étendent longitudinalement selon l'axe 3022511 7 longitudinal x du véhicule et que deux parois d'extrémité s'étendent selon l'axe transversale y du véhicule. Ces parois latérales 5b s'étendent depuis la périphérie du fond 5a selon une même direction principale correspondant sensiblement à la direction z du véhicule. 5 [0028] La hauteur des parois latérales de l'écran acoustique 5 définit la hauteur de la couche d'air 6 ménagée entre le plancher 2 et le fond 5a de l'écran 5. [0029] L'extrémité des parois latérales 5b est de préférence pourvue d'un rebord 5c s'étendant sensiblement parallèlement au fond 5a et formant l'interface de fixation dudit écran 5 sous la caisse du véhicule. Ce rebord 5c s'étend sur toute la périphérie 10 de l'écran 5 et est pourvu d'un joint d'étanchéité 7. [0030] Ce joint d'étanchéité 7 est compressible avec 50% de compression lors de la fixation de l'écran 5 sous la caisse. La mise en place de l'écran 5 sous la plancher 2 forme une cavité délimitant une couche d'air qui est ainsi enfermée et maintenue entre la face extérieure du plancher 2 et l'écran acoustique 5 de manière quasi 15 étanche. On peut toutefois prévoir que l'écran 5 présente des orifices à certains endroits pour permettre l'évacuation d'eau qui aurait pu entrer lors du roulage ou due à la condensation. [0031] Comme on peut le voir à la figure 3, la fixation de l'écran 5 par le rebord 5c s'effectue sur un longeron 8 de la structure du véhicule, mais il peut également 20 intervenir sur un autre élément de la structure du véhicule ou sur le plancher 2 lui- même. [0032] De préférence, l'écran acoustique 5 est composé de couches de matériaux différents, un film isolant étanche à l'air présentant sur une face une couche en un matériau absorbant ayant un coefficient d'absorption de 0.8 au-delà de 2500Hz et 25 sur sa face opposée une couche de matériau absorbant ayant un coefficient d'absorption de 0.8 au-delà de 1250Hz. Le film isolant a pour rôle de créer une barrière étanche entre l'extérieur et la cavité ménagée entre l'écran 5 et le plancher 2. [0033] L'écran 5 ainsi constitué est utilisé de sorte que la couche absorbante ayant un coefficient d'absorption de 0.8 au-delà de 2500Hz est dirigée vers le volume d'air 6 30 défini entre l'écran 5 et le plancher 2 du véhicule, un tel matériau sert notamment à limiter les surtensions des modes de cavité entre l'écran et le plancher. 3022511 8 [0034] L'écran acoustique 5 présente donc en regard de l'extérieur la couche absorbante ayant un coefficient d'absorption de 0.8 au-delà de 1250Hz dont le rôle est de diminuer les excitations sous caisse. [0035] Le dispositif selon l'invention peut également être utilisé au niveau du tunnel 5 T du plancher 2. Ainsi, l'écran 50 aura la forme d'un boîtier ouvert pourvu d'un fond 50a et de quatre parois latérales 50b, mais dans ce cas, le fond 50a est engagé dans le tunnel T et s'étend parallèlement au fond dudit tunnel T en définissant avec celui-ci une couche d'air 60 tandis que les parois latérales 50b s'étendent le long des parois du tunnel T en définissant également une couche d'air, l'extrémité desdites parois 10 étant pourvue d'un rebord 50c contre lequel le rebord 5c d'un écran acoustique 5 adjacent et pourvu d'un joint d'étanchéité 7 peut venir se fixer de manière étanche comme on peut le voir sur la figure 4. L'échappement E se loge dans le tunnel sous l'écran acoustique 50. [0036] Ainsi, un dispositif d'insonorisation destiné à améliorer la protection 15 acoustique de la caisse délimitant l'habitacle d'un véhicule automobile est ménagé globalement sous le plancher du véhicule et est constitué de l'assemblage d'un écran acoustique 50 pour le tunnel T et de deux écrans acoustiques 5 ménagés respectivement sous les côtés gauche et droit du plancher de part et d'autre du tunnel T. 20 REVENDICATIONS1. Dispositif destiné à améliorer la protection acoustique de la caisse délimitant l'habitacle d'un véhicule automobile, ce dispositif étant logé sous le plancher de charge (2) du véhicule, caractérisé en ce qu'il est constitué d'au moins un écran acoustique (5) pouvant être fixé de manière étanche sous le véhicule et de manière à définir une couche d'air (6) entre ledit écran (5) et le plancher (2) du véhicule. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écran (5) est pourvu d'un joint d'étanchéité (7) sur sa périphérie, ledit joint (7) étant comprimable lors de la fixation de l'écran sur le plancher (2). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le joint (7) est réalisé en un matériau du type mousse à cellules fermées avec 50% de compression. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la couche d'air (6) définie entre un écran (5) et le plancher (2) présente une épaisseur 15 supérieure ou égale à 2 cm 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un écran acoustique (5) se présente sous la forme d'un boîtier ouvert, constitué d'un fond (5a) destiné à s'étendre dans un plan parallèle au plancher (2) du véhicule et pourvu de parois latérales (5b) dont les extrémités sont pourvues d'un rebord (5c) s'étendant 20 sensiblement parallèlement au fond (5a), ce rebord (5c) formant l'interface de fixation dudit écran (5) sous la caisse d'un véhicule. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le rebord s'étend sur toute la périphérie de l'écran (5) et est pourvu du joint d'étanchéité (7). 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'un écran 25 acoustique est du type composé d'au moins deux couches de matériaux différents, un film isolant étanche à l'air et une couche en un matériau absorbant acoustique ayant un coefficient d'absorption acoustique de 0.8 au-delà de 2500Hz, ladite couche absorbante étant dirigée vers le volume d'air défini entre l'écran et le plancher du véhicule. 3022511 10 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'écran acoustique (5) comporte une troisième couche de matériau, ménagée sur la face opposée du film étanche et constituée d'un matériau absorbant ayant un coefficient d'absorption acoustique de 0.8 au-delà de 1250Hz. 5 9. Véhicule pourvu d'un plancher (2) présentant une partie tunnel (T) dans laquelle est logé le système d'échappement, caractérisé en ce qu'il comporte de part et d'autre du tunnel un dispositif destiné à améliorer la protection acoustique de la caisse délimitant l'habitacle d'un véhicule automobile selon l'une des revendications 1 à 8. 10 10. Véhicule pourvu d'un plancher (2) présentant une partie tunnel (T) dans laquelle est logé le système d'échappement (E) caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'insonorisation selon l'une des revendications 1 à 8, sous toute la surface du plancher du véhicule, le dispositif étant alors constitué de trois écrans acoustiques assemblés, deux (5) ménagés de part et d'autre du tunnel se présentant sous la forme d'un boîtier ouvert, constitué d'un fond (5a) destiné à s'étendre dans un plan parallèle au plancher (2) du véhicule et pourvu de parois latérales (5b) dont les extrémités sont pourvues d'un rebord (5c) s'étendant sensiblement parallèlement au fond (5a), ce rebord (5c) formant l'interface de fixation dudit écran (5) sous la caisse d'un véhicule et le troisième présentant une forme complémentaire à celle du tunnel pour se loger dedans tout en ménageant une couche d'air entre l'écran (50) et le fond du tunnel, et en permettant le logement du système d'échappement (E).