Brevet FR3041580A1 — publié le 20170331

STRUCTURE DE VEHICULE COMPORTANT UN DISPOSITIF DE RENFORT ET VEHICULE COMPORTANT UNE TELLE STRUCTURE La présente invention concerne une structure de véhicule comportant un dispositif de renfort et un véhicule comportant une telle structure. Elle concerne principalement une structure comportant un dispositif de renfort adapté pour amortir un choc se produisant suivant une direction principale de travail, ledit dispositif de renfort comportant un premier élément de renfort, de forme allongée, qui s'étend principalement selon la direction principale de travail. Un tel dispositif de renfort est en général destiné à former un renfort supérieur positionné au-dessus d'une roue avant du véhicule, qui se prolonge du pied avant de la structure du véhicule vers l'avant du véhicule. Pour que le véhicule présente un bon comportement aux protocoles de chocs consuméristes mondiaux les plus sévères, mais aussi en sécurité routière réelle, celui-ci doit pouvoir résister à un certain nombre de chocs, que ce soit des chocs latéraux, des chocs avant ou arrière, tout en préservant l'habitacle du véhicule de déformations trop importantes qui risqueraient de blesser les passagers se trouvant dans cet habitacle. Jusqu'à présent en Europe, le seul choc partiel avant consistait à impacter un véhicule à une vitesse de 64km/h contre une barrière immobile qui présente une largeur correspondant à 40% de la largeur du véhicule impacté. Cette barrière est positionnée du côté du conducteur. Pour résister à un tel impact, des brancards se prolongent parallèlement aux longerons, au moins le long de la partie avant du véhicule jusqu'à la traverse de pare-chocs avant. Ces brancards, du fait de la présence des roues du véhicule et des bras de suspension, sont recentrés autour du bloc motopropulseur ce qui, dans un choc à 40% de recouvrement, les positionnes idéalement. Mais, en cas de chocs à faible recouvrement avec 25% de recouvrement (chocs plus rares, mais plus graves) qui consiste à impacter un véhicule à une vitesse de 64km/h contre une barrière immobile qui présente une largeur correspondant à 25% de la largeur du véhicule impacté, les brancards ne peuvent pas remplir leur rôle pour amortir la force de l'impact. Ainsi, les brancards ne sont plus positionnés en face de la barrière, faisant que la barrière impact directement la roue qui en reculant sous la force de l'impact, déforme le tablier qui 3041580 2 sépare le passage de roue de l'habitacle du véhicule et la partie avant du plancher. Une telle déformation du tablier et de la partie avant du plancher dégrade le niveau de protection des jambes du conducteur ou du passager. Une des solutions utilisées, telle que divulguée dans le document EP-A1-2371678, consiste à créer des renforts 5 supérieurs, positionnés au-dessus de la roue, qui se prolonge, suivant l'axe longitudinal du véhicule, du pied avant de la structure vers l'avant du véhicule. Ces renforts supérieurs sont positionnés latéralement pour être en face de la barrière pour un impact à 25% de recouvrement. De tels renforts supérieurs, ne doivent pas se fléchir au-delà d'une valeur seuil, que ce soit vers le haut ou vers le bas, lors du 10 choc. En cas de dépassement d'un fléchissement seuil, apparait un phénomène de flambage qui entraine une subite perte de rigidité longitudinal de ces renforts supérieurs. De tels renforts supérieurs sont donc fortement dimensionnés, entrainant une augmentation du poids de cette partie du véhicule, ce qui est d'autant plus gênant que cette partie du véhicule est positionnée au-dessus de la roue, élevant la 15 position du centre de gravité du véhicule, ce qui entraîne une dégradation de la tenue de route de ce véhicule. Un des buts de l'invention est donc de remédier au moins partiellement aux inconvénients de l'art antérieur et de proposer une structure de véhicule qui comporte des renforts supérieurs adaptés pour amortir un choc avant à 25% de 20 recouvrement, tout en limitant la prise de poids de cette partie de la structure du véhicule. Elle propose à cet effet une structure de véhicule qui comporte un dispositif de renfort adapté pour amortir un choc se produisant suivant une direction principale de travail, ledit dispositif de renfort comportant un premier élément de renfort, de forme 25 allongée, qui s'étend principalement selon la direction principale de travail, caractérisée en ce qu'elle comporte un second élément de renfort, soutenu par le premier élément de renfort et présentant une forme adaptée pour guider la déformation du premier élément de renfort, lors dudit choc, selon une direction perpendiculaire à la direction principale de travail. Un tel dispositif de renfort est en 30 général destiné à former un renfort supérieur positionné au-dessus d'une roue avant du véhicule, qui se prolonge du pied avant de la structure du véhicule vers l'avant du véhicule, suivant ladite direction principale de travail. 3041580 3 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 : 5 - le second élément de renfort est positionné le long du premier élément de renfort. - le second élément de renfort est formé soit dans un matériau composite, ledit matériau composite comportant préférentiellement de fibres courtes, soit en mousse polypropylène, ladite mousse polypropylène présentant lo préférentiellement une densité de l'ordre de 80g/I. Le second élément de renfort en matériau composite comporte au moins deux chambres adjacentes séparées par une cloison, les deux chambres et la cloison étant adaptée pour pouvoir être compressés lors dudit choc. - le premier élément de renfort comporte un premier profilé en U. le premier 15 élément de renfort peut aussi comporter un second profilé en U, avec les ouvertures desdits premier profilé et second profilé qui sont positionnées en regard l'un de l'autre. Le second élément de renfort est alors positionné entre les deux profilés en U du premier élément de renfort. Pour ce faire, le second élément de renfort comporte deux bords libres avec le premier bord libre qui 20 est positionné dans le premier profilé et le second bord libre qui est positionné dans le second profilé. - au moins le premier profilé en U du premier élément de renfort est réalisé dans un alliage métallique et présente préférentiellement une épaisseur de l'ordre de 1 mm. 25 La présente invention concerne aussi un véhicule qui comporte une structure comportant au moins l'une quelconque des caractéristiques précédentes. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : 3041580 4 - Les figures 1 à 4 représentent des vues partielles, en perspective, de la partie avant d'un véhicule, comportant des renforts supérieurs selon quatre modes de réalisation de l'invention. La figure 1 représente une vue partielle, en perspective, de la partie avant de 5 la structure de la caisse d'un véhicule, comportant un dispositif de renfort 1 qui comporte un premier élément de renfort 11 et un second élément de renfort 12 selon un premier mode de réalisation de l'invention. Le dispositif de renfort 1 est adapté pour amortir un choc se produisant suivant une direction principale de travail correspondant au sens de déplacement normal du véhicule. Le dispositif de renfort 1 10 s'étend du pied avant de la structure du véhicule, en surplombant la roue avant, vers l'avant du véhicule, suivant la direction principale de travail. Le premier élément de renfort 11, de forme allongée, s'étend principalement selon cette direction principale de travail. Le premier élément de renfort 11 est formé par un profilé en U. Le premier élément de renfort 11 comporte une partie de plus faible résistance 112 créée par un 15 rétrécissement local de l'écartement du profil en U, pour créer une zone privilégiée de déformation. Le second élément de renfort 12 est soutenu par le premier élément de renfort 11 et se compose de quatre modules 121 réparties le long du premier élément de renfort 11. Les modules 121 du second élément de renfort 12 sont maintenus en position le long du premier élément de renfort 11 par des encoches, 20 formées à l'extrémité libre de chacune des deux branches du U du premier élément de renfort 11, marquant l'emplacement de chaque module 121. Chacun de ces quatre modules 121 comporte des cloisons internes 122 qui encadrent le passage du premier élément de renfort 11. Les modules 121 comportent une enveloppe extérieure 123 dont le dimensionnement est adapté à la forme de la cavité dans 25 laquelle est positionné le dispositif de renfort 1. L'enveloppe extérieure 123 de chaque module 121 présente une épaisseur de matière supérieure aux cloisons internes 122. Chaque module 121 du second élément de renfort 12 est réalisé dans une matière composite, généralement une matière composite constituée de fibres courtes, qui permet aux différentes cloisons 122 de se rompre progressivement lors 30 du choc pour guider, sans bloquer, la déformation du premier élément de renfort 11 lors du choc. Ainsi guidé, le premier élément de renfort 11, qui est réalisé dans un alliage métallique, peut présenter une faible épaisseur, de l'ordre de 1mm. La partie de plus faible résistance 112 du premier élément de renfort 11 et les quatre modules 3041580 5 121, sont donc adaptés pour orienter et guider la déformation du premier élément de renfort 11. Tout cela permet d'amincir les parties métalliques du dispositif de renfort 1 et donc de réduire le poids total du dispositif de renfort 1. La figure 2 représente une vue partielle, en perspective, de la partie avant de 5 la structure de la caisse d'un véhicule, comportant un dispositif de renfort 2 qui comporte un premier élément de renfort 21 et un second élément de renfort 22 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Comme pour le premier mode de réalisation, le dispositif de renfort 2 est adapté pour amortir un choc se produisant suivant une direction principale de travail correspondant au sens de déplacement 10 normal du véhicule. Le dispositif de renfort 2 s'étend du pied avant de la structure du véhicule, en surplombant la roue avant, vers l'avant du véhicule, suivant la direction principale de travail. Le premier élément de renfort 21, de forme allongée, s'étend principalement selon cette direction principale de travail. Le premier élément de renfort 21 est formé par un premier profilé 211 et par un second profilé 212, tous 15 deux en U, le premier profilé 211 est positionné au-dessus du second profilé 212, avec l'ouverture du premier profilé 211 qui est positionnée en regard de l'ouverture du second profilé 212. Chacun des deux profilés 211 et 212 comportent une partie de plus faible résistance 213 créée, comme pour le premier mode de réalisation, par un rétrécissement local de l'écartement de chacun des deux profilés 211 et 212 en 20 U. Les deux parties de plus faible résistance 213 des deux profilés 211 et 212 sont alignées selon le même axe vertical, perpendiculairement à la direction principale de travail. Le second élément de renfort 22 est soutenu par le premier élément de renfort 21 et se compose de trois modules 221 réparties le long du premier élément de renfort 21. Ces trois modules 221 comportent une extrémité libre supérieure 222 25 adaptée pour être positionnée dans l'ouverture en U du premier profilé 211 et extrémité libre inférieure 223 adaptée pour être positionnée dans l'ouverture en U du second profilé 212. Les modules 221 comportent des cloisons internes 224 qui sont dimensionnées pour permettre une déformation de chaque module 221 en cas de choc. Chaque module 221 du second élément de renfort 22 est réalisé dans une 30 matière composite, généralement une matière composite constituée de fibres courtes, qui permet aux différentes cloisons 224 de se rompre progressivement lors du choc. De telles ruptures progressives permettent de guider, sans bloquer, la déformation du premier élément de renfort 21 lors du choc. Ainsi guidé, le premier 3041580 6 élément de renfort 21, qui est réalisé dans un alliage métallique, peut présenter une faible épaisseur, de l'ordre de 1mm. La partie de plus faible résistance 213 du premier élément de renfort 21 et les quatre modules 221, sont donc adaptés pour orienter et guider la déformation du premier élément de renfort 21. Tout cela permet 5 d'amincir les parties métalliques du dispositif de renfort 2 et donc de réduire le poids total du dispositif de renfort 2. La figure 3 représente une vue partielle, en perspective, de la partie avant de la structure de la caisse d'un véhicule, comportant un dispositif de renfort 3 qui comporte un premier élément de renfort 31 et un second élément de renfort 32 selon lo un troisième mode de réalisation de l'invention. Ce troisième mode de réalisation est très semblable au deuxième mode de réalisation, avec comme principale différence, le second élément de renfort 32, qui est constitué d'une seule pièce s'étendant sur l'essentielle de la longueur du premier élément de renfort 31. Nous retrouvons un cloisonnement interne 321 pour diminuer la résistance interne du second élément de 15 renfort 32 et ainsi ne pas bloquer toute déformation verticale du premier élément de renfort 31. Comme précédemment, le premier élément de renfort 31 est réalisé dans un alliage métallique et peut présenter une faible épaisseur, de l'ordre de 1mm. Le second élément de renfort 32 est réalisé dans une matière composite, généralement dans une matière composite constituée de fibres courtes, qui permet aux différentes 20 cloisons 321 de se rompre progressivement lors du choc. Tout cela permet d'amincir les parties métalliques du dispositif de renfort 3 et donc de réduire le poids total du dispositif de renfort 3. La figure 4 représente une vue partielle, en perspective, de la partie avant de la structure de la caisse d'un véhicule, comportant un dispositif de renfort 4 qui 25 comporte un premier élément de renfort 41 et un second élément de renfort 42 selon un quatrième mode de réalisation de l'invention. Ce troisième mode de réalisation est très semblable au deuxième mode de réalisation, avec comme principale différence le second élément de renfort 42 qui est constitué de cinq modules monobloc 421, réalisés dans une matière élastique telle que de la mousse polypropylène, avec une 30 densité de l'ordre de 80g/I. Comme précédemment, le premier élément de renfort 41 est réalisé dans un alliage métallique et peut présenter une faible épaisseur, de l'ordre de 1mm. Le second élément de renfort 42, du fait de son élasticité, suit 3041580 7 progressivement la déformation du premier élément de renfort 41 lors du choc. Tout cela permet d'amincir les parties métalliques du dispositif de renfort 4 et donc de réduire le poids total du dispositif de renfort 4. L'invention telle que décrite dans ces quatre modes de réalisation peut être 5 modifiée sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Par exemple, le nombre de modules constituant chaque exemple de réalisation du second élément de renfort, n'est donné qu'à titre d'exemple et peut être modifié. REVENDICATIONS1. Structure de véhicule comportant un dispositif de renfort (1, 2, 3, 4) adapté pour amortir un choc se produisant suivant une direction principale de travail, ledit dispositif de renfort (1, 2, 3, 4) comportant un premier élément de renfort (11, 21, 31, 41), de forme allongée, qui s'étend principalement selon la direction principale de travail, caractérisée en ce qu'elle comporte un second élément de renfort (12, 22, 32, 42), soutenu par le premier élément de renfort (11, 21, 31, 41) et présentant une forme adaptée pour guider la déformation du premier élément de renfort (11, 21, 31, 41), lors dudit choc, selon une direction Io perpendiculaire à la direction principale de travail. 2. Structure de véhicule selon la revendication 1, caractérisée en ce que le second élément de renfort (12, 22, 32, 42) est positionné le long du premier élément de renfort (11, 21, 31, 41). 3. Structure de véhicule selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce 15 que le second élément de renfort (12, 22, 32, 42) est formé dans un matériau composite, ledit matériau composite comportant préférentiellement de fibres courtes ou en mousse polypropylène, ladite mousse polypropylène présentant préférentiellement une densité de l'ordre de 80g/I. 4. Structure de véhicule selon la revendication 3, caractérisée en ce que 20 le second élément de renfort (12, 22, 32) en matériau composite comporte au moins deux chambres adjacentes séparées par une cloison (122, 224, 321), les deux chambres et la cloison (122, 224, 321) étant adaptée pour pouvoir être compressés lors dudit choc. 5. Structure de véhicule selon l'une quelconque des revendications 25 précédentes, caractérisée en ce que le premier élément de renfort (11, 21, 31, 41) comporte un premier profilé en U. 6. Structure de véhicule selon la revendication 5, caractérisée en ce que le premier élément de renfort (21, 31, 41) comporte un second profilé en U, les ouvertures desdits premier profilé et second profilé étant en regard l'un de l'autre. 3041580 9 7. Structure de véhicule selon la revendication 6, caractérisée en ce que le second élément de renfort (22, 32, 42) est positionné entre les deux profilés en U du premier élément de renfort (21, 31, 41). 8. Structure de véhicule selon la revendication 7, caractérisée en ce que 5 le second élément de renfort (22, 32, 42) comporte deux bords libres, le premier bord libre étant positionné dans le premier profilé, le second bord libre étant positionné dans le second profilé. 9. Structure de véhicule selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisée en ce qu'au moins le premier profilé en U du premier élément de renfort (11, 21, 31, 41) est réalisé dans un alliage métallique et présente préférentiellement une épaisseur dudit un alliage métallique de l'ordre de 1 mm. 10. Véhicule comportant une structure selon l'une quelconque des revendications précédentes