Brevet FR3035852A1 — publié le 20161111

PLANCHER DE VEHICULE L'invention se situe dans le domaine de l'atténuation des phénomènes vibratoires et acoustiques des planchers de véhicules, par exemple de véhicules automobiles. L'invention concerne un plancher de véhicule ainsi qu'un véhicule équipé d'un tel plancher. Le roulage d'un véhicule sur la chaussée engendre une réponse vibratoire au niveau de son plancher. Ces vibrations, dont l'origine vient essentiellement du groupe motopropulseur et des trains roulants, peuvent être ressenties par les occupants du véhicule, mais sont surtout à l'origine de bruits générés au sein de l'habitacle qui peuvent incommoder le conducteur et les passagers. Plusieurs solutions ont déjà été proposées pour atténuer ce phénomène vibratoire. Parmi ces solutions, on peut citer à titre d'exemple le fait de placer un panneau anti-vibratoire sous le plancher du véhicule comme décrit dans le document FR2980144, ou le fait de modifier la structure et la composition du plancher comme dans Le document US4255482 qui propose un plancher multicouches dont une couche est composé d'un matériau élastique. Ces solutions présentent le désavantage soit de nécessiter des éléments rapportés ce qui augmente le poids du véhicule et ajoute des étapes au procédé d'assemblage du véhicule, soit de rendre plus complexe la structure du plancher. Il y a donc un besoin de solutions simples permettant d'améliorer le comportement vibro-acoustique des planchers de véhicule sans pour autant générer un gain masse ou des étapes supplémentaires au niveau du procédé d'assemblage du véhicule. L'invention a pour objectif de répondre à au moins un des inconvénients de l'art antérieur. L'invention a pour objectif d'apporter une solution simple permettant de diminuer la réponse vibratoire d'un plancher de véhicule qui ne nécessite pas d'augmenter la masse globale du véhicule et/ou qui ne modifie pas son procédé d'assemblage. A cet effet l'invention a pour objet un plancher de véhicule automobile comprenant au moins trois nervures de renfort au moins une nervure de renfort étant disposée de manière non-parallèle aux deux autres nervures de renfort, le plancher étant remarquable en ce que lesdites nervures de renfort sont agencées pour que la nervure de renfort qui est disposée de manière non-parallèle aux deux autres nervures de renfort les croise de sorte à former un motif de renforcement. Selon des modes particuliers de réalisation, l'invention peut comprendre l'une ou l'autre des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons possibles : 3035852 2 Les nervures de renfort se croisant sont venues de matière avec le plancher, de préférence les nervures de renfort sont formées sur le plancher par un procédé d'emboutissage ou de moulage. Au moins un motif de renforcement est venu de matière avec le plancher, de 5 préférence au moins un motif de renforcement est obtenu par un procédé d'emboutissage ou de moulage. Au moins une nervure de renfort d'un motif de renforcement est disposée selon une direction transversale à l'axe longitudinal du véhicule. Au moins une nervure de renfort d'un motif de renforcement est disposée selon une 10 direction parallèle à l'axe longitudinal du véhicule. Au moins un motif de renforcement comprend au moins deux nervures de renfort se croisant orthogonalement. Au moins un motif de renforcement comprend au moins deux nervures de renfort parallèles entre elles et croisées avec au moins une troisième nervure de renfort. De 15 préférence, les nervures de renfort parallèles entre elles sont disposées transversalement à la direction longitudinale du véhicule. Au moins un motif de renforcement comprend au moins deux nervures de renfort parallèles entre elles et croisées avec au moins une troisième nervure de renfort. De préférence, les nervures de renfort parallèles entre elles sont disposées 20 parallèlement à la direction longitudinale du véhicule. Le plancher comprend au moins deux nervures de renfort parallèles disposées selon une direction transversale à l'axe longitudinal du véhicule lesdites nervures de renfort étant croisées avec au moins deux nervures de renfort disposées selon une direction parallèle à l'axe longitudinal du véhicule. 25 Les nervures de renfort sont agencées pour former au moins un motif de renforcement en forme de « H » et/ou de quadrillage. Au moins deux nervures de renfort sont disposées selon une même direction et se succèdent linéairement, lesdites nervures de renfort se croisant chacune avec au moins deux autres nervures de renfort de sorte à former au moins deux motifs de 30 renforcement espacés l'un de l'autre, de préférence les nervures de renfort se succèdent linéairement selon une direction transversale à l'axe longitudinal du véhicule. Le plancher comprend au moins deux motifs de renforcement espacés l'un de l'autre, de préférence les deux motifs de renforcement ne présentent pas de nervure de renfort qui leur soit commune. 3035852 3 Au moins un élément de renfort additionnel est destiné à être fixé sur ledit plancher et ledit plancher est configuré pour que l'élément de renfort additionnel soit disposé latéralement à au moins un motif de renforcement. Au moins un élément de renfort additionnel est destiné à être fixé sur ledit plancher et 5 ledit plancher comprend au moins deux motifs de renforcement et est configuré pour que l'élément de renfort additionnel soit disposé entre les deux motifs de renforcement. Au moins un élément de renfort additionnel est destiné à être fixé sur ledit plancher, par exemple une traverse ou un élément de renfort longitudinal, et le plancher est 10 configuré pour présenter au moins une zone sans nervures de renfort destinée à recevoir le ou les éléments de renfort additionnel. Au moins un motif de renforcement comprend au moins deux nervures de renfort parallèles entre elles, de préférence disposées selon une direction transversale à l'axe longitudinal du véhicule, ou qui se croisent, et au moins une nervure de renfort a 15 une largeur supérieure à la largeur de la nervure de renfort qui lui est parallèle ou de la nervure de renfort qui la croise, de préférence une largeur d'au moins 1.5 fois la largeur de la nervure de renfort qui lui est parallèle ou de la nervure de renfort qui la croise, de préférence d'au moins 2 fois la largeur de la nervure de renfort qui lui est parallèle ou de la nervure de renfort qui la croise. 20 Au moins un motif de renforcement comprend au moins deux nervures de renfort parallèles entre elles, de préférence disposées selon une direction transversale à l'axe longitudinal du véhicule, ou qui se croisent, et au moins une nervure de renfort a une largeur supérieure à la largeur de la nervure de renfort qui lui est parallèle ou qui la croise, la nervure de renfort présentant la largeur la plus large étant disposée en 25 partie centrale du motif de renforcement dont elle fait partie. Le plancher est un plancher arrière de véhicule automobile comprenant une zone d'assise arrière destinée à recevoir des sièges et au moins un motif de renforcement est situé au niveau de ladite zone d'assise arrière. Le plancher est un plancher avant de véhicule automobile comprenant une zone 30 d'assise avant destinée à recevoir des sièges et au moins un motif de renforcement est situé au niveau de ladite zone d'assise avant. Le plancher est un plancher en métal ou en matériau composite. Préférentiellement le plancher est un plancher métallique par exemple en aluminium ou en acier. De préférence encore le plancher est en acier. Lorsque le plancher est en matériau 35 composite, ledit matériau composite comprend une matrice en résine thermoplastique ou en résine thermodurcissable et un renfort en fibres, de préférence 3035852 4 le renfort en fibres comprend des fibres de verre et/ou la matrice est sélectionnée dans le groupe comprenant les résines polypropylène, polyamide, polyphtalamide, polyetherethercétone, polysulfure de phénylène, polyamide-imide, polyetherimide, polyacrylam ide, polyépoxyde, polyester insaturés, vinylester ou polyester-vinylester. 5 L'invention a également pour objet un véhicule automobile remarquable en ce qu'il comprend au moins un plancher tel que défini ci-dessus selon toutes ses variantes possibles. Comme on l'aura compris à la lecture de la définition qui vient d'en être donnée, l'invention consiste selon un premier aspect à augmenter la raideur du plancher par rapport aux planchers de l'art antérieur par la coopération de nervures de renfort se croisant de sorte à 10 ce qu'au moins deux nervures de renfort soient coupées par une autre. Les nervures de renfort croisées forment des motifs de renforcement en forme de « H » et/ou de quadrillage. Le nombre de nervures de renfort formant les motifs de renforcements et/ou le nombre de motifs de renforcements présentés par le plancher est choisi par l'homme du métier pour permettre d'augmenter suffisamment la raideur du plancher d'au moins 1.5 fois, de 15 préférence d'au moins 2 fois, de préférence d'au moins 2.5 fois par rapport au même plancher ne présentant pas ces motifs de renforcement mais un nervurage traditionnel unidirectionnel. Le nombre de nervures de renfort formant les motifs de renforcements et/ou le nombre de motifs de renforcements présentés par le plancher est choisi par l'homme du métier pour permettre d'augmenter suffisamment la raideur du plancher de sorte à ce que 20 l'amplitude maximale des oscillations du plancher lors du roulage du véhicule soit en dehors de la plage de fréquence d'excitation habituelle du plancher, à savoir en dehors de la plage de fréquence comprise entre 0 et 200 Hz. Selon un second aspect les motifs de renforcements sont formés par des nervures de renfort obtenues par emboutissage ou moulage du plancher ce qui permet de ne pas augmenter la 25 masse globale du véhicule et/ou de ne pas modifier le procédé d'assemblage dudit véhicule. Selon un troisième aspect, les motifs de renforcement sont préférentiellement situés sur des zones de plancher destinés à recevoir des éléments de renfort additionnels rapportés par fixation sur ledit plancher. Ces éléments de renfort rapportés sont par exemple des traverses ou des éléments de renfort longitudinaux sous forme de poutres ou de corps creux. Dans un 30 tel cas les motifs de renforcements sont disposés entre ou latéralement à ces éléments de renforts rapportés. Les éléments de renfort rapportés vont coopérer avec les motifs de renforcement pour augmenter la raideur du plancher. On notera que les planchers présentant des nervures de renfort sont connus de l'art antérieur. Ainsi la figure 1 présente un plancher arrière 1 de véhicule automobile connu 35 montrant une partie arrière 3 formant la zone d'assise arrière destinée à recevoir les sièges 3035852 5 ou banquettes arrières, et une partie avant 5. Le plancher 1 présente une pluralité de nervures de renfort longitudinales (7,9) parallèles entre elles et disposées au niveau de la partie avant 5 ou de la partie arrière 3 du plancher. Lorsque le plancher est en acier, les nervures de renfort sont réalisées par emboutissage. Malheureusement, la rigidification 5 obtenue par un tel nervurage du plancher est insuffisante si bien qu'un pic d'amplitude oscillatoire (Amax) est observé entre 125 et 150 Hz lorsque le plancher est sollicité en flexion durant le roulage, comme illustré par la courbe A de la figure 3. Il est également connu du document CN104002874, un plancher avant comprenant des nervures de renfort disposées en avant de sièges et disposées transversalement au véhicule 10 et d'autres disposées longitudinalement mais sans se croiser. Le plancher présente également des nervures coudées. Il est enfin connu de fixer des éléments de renfort additionnels sur les planchers de véhicule. Ces éléments rapportés se présentent par exemple sous forme de traverses telles que des traverses d'assises destinées notamment à la protection des véhicules en cas de choc 15 latéral. Ainsi, le document DE1023843 décrit une entretoise de traverse d'assise métallique constituée d'une double barre centrale en forme de T s'étendant perpendiculairement à la direction longitudinale du véhicule, et présentant des moyens de fixation des sièges de véhicule. L'invention sera bien comprise et d'autres aspects et avantages apparaîtront clairement au 20 vu de la description qui suit, donnée à titre d'exemple en référence aux planches de dessins annexées sur lesquelles : La figure 1 présente un plancher selon l'art antérieur. La figure 2 présente un plancher selon l'invention. La figue 3 présente une courbe d'évolution de la raideur du plancher en fonction de la 25 fréquence. La figure 1 ayant été commentée plus haut on se réfèrera à présent à la figure 2 montrant un plancher 11 selon l'invention. L'invention est décrite ici en relation avec un plancher arrière de véhicule, mais sera adaptée sans peine par l'homme du métier à un plancher avant de véhicule ou à tout autre plancher de véhicule. 30 De même l'invention est décrite ici selon son mode de réalisation préféré dans lequel les nervures de renfort se croisant sont disposées selon des directions transversales et parallèles à l'axe longitudinal du véhicule. Néanmoins l'homme du métier adaptera sans peine l'invention à des planchers montrant des nervures de renfort selon d'autres directions, se croisant orthogonalement ou pas. 3035852 6 Le plancher arrière 11 de véhicule automobile selon l'invention comprend une partie arrière 13 destinée à recevoir les sièges et une partie avant 15. La partie avant 15 présente une série de nervures de renfort 17 parallèles entre elles s'étendant selon l'axe longitudinal du véhicule. La partie arrière 13 du véhicule comprend une pluralité de nervures de renfort 19 5 parallèles entre elles s'étendant selon l'axe longitudinal du véhicule auxquelles se superpose une pluralité de nervures de renfort (21, 23) parallèles entre elles s'étendant selon l'axe transversal du véhicule. Les nervures de renfort longitudinales 19 et transversales (21, 23) sont disposées de manière à se croiser si bien que l'ensemble forme des motifs de renforcement 25 en forme de quadrillage. L'invention consiste à combiner sur une même 10 zone de plancher des nervures de renfort (19, 21, 23) disposées selon la direction longitudinale et selon la direction transversale et destinés à coopérer entre elles en vue d'augmenter la raideur du plancher 11. Selon l'invention, les nervures de renfort (19, 21, 23) sont venues de matière avec le plancher et sont formées par emboutissage ou par modelage selon le type de plancher. 15 Ainsi, au moins un motif de renforcement 25 est venu de matière avec le plancher 11. En effet, l'invention s'adresse à tous types de planchers à savoir aux planchers de type métallique comme aux planchers réalisés en matériau composite. Sur les planchers métalliques, par exemple en aluminium ou en acier, les nervures de renfort formant les motifs de renforcement sont obtenues par emboutissage. Sur les planchers en matériau 20 composite les nervures de renfort sont par exemple obtenues par moulage. Lorsque le plancher est en matériau composite, ledit matériau composite comprend une matrice en résine thermoplastique ou en résine thermodurcissable et un renfort en fibres. Le renfort en fibres peut être un renfort tissé ou non tissé. Le renfort comprend des fibres ou un mélange de fibres sélectionnées parmi les fibres de verre, de carbone, de céramique, de graphite, 25 naturelles telles que des fibres de lin, de chanvre ou de bambou, de polymères organiques tels que des fibres de polyester. De préférence les fibres sont des fibres de verre et/ou de carbone. La matrice est préférentiellement sélectionnée dans le groupe comprenant les résines polypropylène (PP), polyamide (PA), polyphtalamide (PPA), polyetherethercétone (PEEK), polysulfure de phénylène (PPS), polyamide-imide (PAI), polyetherimide (PEI), 30 polyacrylamide (PAA), polyépoxyde, polyester insaturés, vinylester ou polyester-vinylester. Le choix de la matrice et du renfort en fibres sera choisi sans peine par l'homme du métier en fonction des contraintes mécaniques auxquelles le plancher sera soumis. Les techniques de mise en forme par moulage sont connues de l'homme du métier et ne nécessitent pas d'être décrites plus avant dans le présent mémoire. 3035852 7 Selon une mise en oeuvre préférée de l'invention, au moins deux nervures de renfort (21a, 21b, 21c) sont disposées selon une même direction et se succèdent linéairement, à la manière de pointillés. Lesdites nervures de renfort (21a, 21b, 21c) se croisent chacune avec au moins une nervure de renfort (19) de sorte à former au moins deux motifs de 5 renforcement 25 disposés espacés l'un de l'autre. De préférence, au moins deux nervures de renfort (21a, 21b, 21c) se succédant linéairement sont orientées selon la direction transversale à l'axe longitudinal du véhicule. Ainsi, le plancher 11 présente au moins deux motifs de renforcement 25 disposés espacés l'un de l'autre, de sorte à former un passage 27 entre eux constitué par une zone de plancher sans relief saillant. Ce passage 27 peut être 10 utilisé à différentes fins comme par exemple pour le passage d'un faisceau de câbles. De préférence, le passage 27 est utilisé pour recevoir en fixation des éléments de renfort additionnels tels que des traverses ou des éléments de renfort longitudinaux (non représentés). Ces éléments de renfort additionnels sont rapportés et fixés sur le plancher par soudage, vissage ou collage. Sur l'exemple de réalisation illustré à la figure 2, le plancher 15 d'assise arrière 13 comprend trois motifs de renforcements 25 alignés selon la direction transversale du véhicule et disposés espacés les uns par rapport aux autres de sorte à former deux passages 27 ou emplacements sans relief saillants. Ces passages 27 ou emplacements sont destinés à recevoir chacun un élément de renfort longitudinal rapporté (non représenté). Cette configuration est particulièrement avantageuse puisqu'elle permet de 20 compartimenter les zones de plancher. Tout se passe comme si les motifs de renforcement 25 étaient placés sur des zones de plancher de surface réduite par rapport au même plancher sans les éléments de renforts rapportés, accentuant l'effet d'augmentation de la raideur du plancher qu'ils génèrent. La coopération entre les motifs de renforcement 25 du plancher et les éléments additionnels de renforcement permet donc d'augmenter, par 25 synergie, la raideur du plancher. Dans notre exemple, les éléments de renfort additionnels rapportés sont disposés entre les motifs de renforcement 25 du plancher. Néanmoins, d'une manière plus générale les éléments de renfort additionnels sont disposés latéralement à au moins un motif de renfort 25. Selon des modes de réalisation de l'invention non représentés, il est également possible 30 qu'ils se superposent à un ou plusieurs motifs de renforcement, ou encore qu'ils se superposent à au moins une nervure de renfort. C'est le cas par exemple lorsqu'au moins une nervure de renfort est commune à deux motifs de renforcement de sorte à les relier l'un à l'autre. Un élément de renforcement rapporté peut alors recouvrir en partie cette nervure de renfort, par exemple en la croisant. L'élément de renforcement présentera 35 avantageusement une encoche apte à recevoir la nervure de renfort et faisant office de moyen de positionnement de l'élément de renforcement. 3035852 8 Afin d'obtenir la raideur recherchée, l'homme du métier peut également, selon une mise en oeuvre préférée de l'invention, jouer sur le nombre et/ou sur la largeur des nervures de renfort. L'utilisation de nervures de renfort plus larges permet d'augmenter encore la raideur du plancher. Ainsi il est possible d'utiliser des nervures de renfort présentant des largeurs 5 différentes sur un même plancher et/ou au sein d'un même motif de renforcement. Ceci est illustré sur la figure 2 où les motifs de renforcement présentent des nervures de renfort transversales 23 ayant une largeur supérieure aux nervures de renfort transversales 21 et aux nervures de renfort longitudinales 19. Ainsi selon une variante préférée de l'invention, au moins une nervure de renfort a une largeur supérieure à la largeur de la nervure de renfort 10 qui lui est parallèle ou qui la croise, de préférence une largeur d'au moins 1.5 fois la largeur de la nervure de renfort qui lui est parallèle ou qui la croise, de préférence d'au moins 2 fois la largeur de ladite nervure de renfort. De préférence, ainsi qu'illustré à la figure 2, la ou les nervures de renfort 23 présentant la largeur la plus large sont disposées en partie centrale du motif de renforcement 25 dont elles font partie. 15 Des tests en flexion ont été réalisés sur un plancher en acier selon l'invention et sont reportées sur la figure 3. Les courbes A et B présentent l'évolution de l'amplitude vibratoire (d) d'un plancher (exprimée en mètres) en fonction de sa fréquence d'oscillation (exprimée en hertz). La courbe A correspond à un plancher selon l'art antérieur, tel que nous l'avons vu plus haut. La courbe B est celle d'un plancher présentant des motifs de renforcement selon 20 l'invention. En premier lieu on constate que le nouveau design de nervurage selon l'invention permet de multiplier la raideur du plancher par 2.5 environ. Par ailleurs, alors que le pic d'amplitude vibratoire des planchers selon l'art antérieur et situé dans la plage d'excitation usuelle du plancher (Amax), on constate que le pic d'amplitude vibratoire (Bmax) du plancher selon l'invention est sorti de la plage d'excitation usuelle (R) du plancher et est 25 positionné vers 225 Hz. La plage d'excitation usuelle (R) du plancher est comprise entre 0 et 200 Hz. L'invention s'adresse également aux véhicules présentant des planchers selon l'invention. REVENDICATIONS1. Plancher (11) de véhicule automobile comprenant au moins trois nervures de renfort (19, 21, 23), au moins une nervure de renfort (19) étant disposée de manière non-parallèle aux deux autres nervures de renfort (21, 23), le plancher (11) étant caractérisé en ce que lesdites nervures de renfort (19, 21, 23) sont agencées pour que la nervure de renfort (19) qui est disposée de manière non-parallèle aux deux autres nervures de renfort (21, 23) les croise de sorte à former au moins un motif de renforcement (25). 2. Plancher (11) selon la revendication 1 caractérisé en ce que les nervures de renfort (19, 21, 23) se croisant sont venues de matière avec le plancher (11), de préférence les nervures de renfort (19, 21, 23) sont formées sur le plancher (11) par un procédé d'emboutissage ou de moulage. 3. Plancher (11) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que - au moins une nervure de renfort (19) d'un motif de renforcement (25) est disposée selon une direction parallèle à l'axe longitudinal du véhicule, et/ou - au moins une nervure de renfort (21, 23) d'un motif de renforcement (25) est disposée selon une direction transversale à l'axe longitudinal du véhicule, et/ou - au moins un motif de renforcement (25) comprend au moins deux nervures de renfort (19, 21, 23) se croisant orthogonalement. 4. Plancher (11) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins un motif de renforcement (25) comprend au moins deux nervures de renfort (21, 23) parallèles entre elles croisées avec au moins une troisième nervure de renfort (19), de préférence les nervures de renfort parallèles (21, 23) entre elles sont disposées transversalement à la direction longitudinale du véhicule. 5. Plancher (11) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux nervures de renfort (21a, 21b, 21c) disposées selon une même direction et se succédant linéairement, lesdites nervures de renfort (21a, 21b, 21c) se croisant chacune avec au moins deux autres nervures de renfort (19) de sorte à former au moins deux motifs de renforcement (25) espacés l'un de l'autre, de préférence les nervures de renfort (21a, 21b, 21c) se succèdent linéairement selon une direction transversale à l'axe longitudinal du véhicule. 3035852 10 6. Plancher (11) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'au moins un élément de renfort additionnel est destiné à être fixé sur ledit plancher (11) et en ce que le plancher (11) comprend aux moins deux motifs de renforcement (25) et est configuré pour que l'élément de renfort additionnel soit disposé entre les deux motifs 5 de renforcement (25). 7. Plancher (11) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'un motif de renforcement (25) comprend au moins deux nervures de renfort (19, 21, 23) parallèles entre elles ou qui se croisent, et en ce qu'au moins une nervure de renfort 10 (23) a une largeur supérieure à la largeur de la nervure de renfort (21) qui lui est parallèle ou de la nervure de renfort (19) qui la croise, de préférence une largeur d'au moins 1.5 fois la largeur de la nervure de renfort (21) qui lui est parallèle ou de la nervure de renfort (19) qui la croise. 15 8. Plancher (11) selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que le plancher (11) est un plancher arrière de véhicule automobile comprenant une zone d'assise arrière (13) destinée à recevoir des sièges et en en ce qu'au moins un motif de renforcement (25) est situé au niveau de ladite zone d'assise arrière (13). 20 9. Plancher (11) selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce qu'il constitué en métal ou en matériau composite. 10. Véhicule caractérisé en ce qu'il comprend un plancher (11) selon les revendications 1 à9. 25