Brevet FR3036731A1 — publié le 20161202

La présente invention concerne un dispositif d'atténuation des bruits de bouche et des bruits rayonnés, comprenant un conduit d'acheminement de gaz relié à un moteur à combustion interne. Il est connu que les moteurs à combustion interne présentent une 5 composante acoustique basse fréquence allant de 30Hz à 1kHz. Cette composante acoustique est générée par l'ouverture et la fermeture périodique des soupapes, ainsi que par les résonances des différentes cavités du moteur (chambres de combustion, conduits,...). La composante acoustique basse fréquence se propage et rayonne à l'entrée du circuit d'alimentation en air du moteur. En se propageant à l'intérieur des 10 conduits d'alimentation en air du moteur, la composante acoustique basse fréquence excite la résonance des conduits, ce qui génère de fortes émissions acoustiques. En outre, dans le cas des moteurs turbocompressés, il existe une composante acoustique haute fréquence allant de 1kHz à 15kHz. Cette composante acoustique est générée par le turbocompresseur et peut aussi se propager et 15 rayonner à travers les conduits d'alimentation en air. Traditionnellement, on désigne par bruit de bouche la composante acoustique qui se propage dans les conduits d'alimentation en air, et on désigne par bruit rayonné la composante acoustique rayonné par les conduits d'alimentation en air. 20 Actuellement, pour atténuer les bruits émanant des conduits d'admission d'air, il est connu d'utiliser un silencieux. Un silencieux présente usuellement un tube central dans lequel circule de l'air en provenance du turbocompresseur, et dont la paroi est perforée de plusieurs orifices qui mettent en communication l'intérieur du tube avec une chambre périphérique, délimitée par une cloche qui entoure le tube 25 central. Lorsqu'il est stimulé par des ondes sonores, le faible volume d'air contenu dans chaque orifice agit sensiblement comme une petite masse, qui serait suspendue à un ressort constitué par le volume d'air plus important contenu dans la chambre périphérique. On obtient ainsi une atténuation du bruit dans une bande spectrale située au voisinage de la fréquence caractéristique de ce système « masse-ressort ». 30 Cependant, le silencieux ne permet pas de couvrir toute la plage de fréquence. En effet, le silencieux ne présente pas un niveau d'atténuation suffisant dans le domaine des basses fréquences. Une autre solution consiste à utiliser un résonateur. Le résonateur comprend un tube central présentant une dérivation fermée à angle droit. Ce type de 35 résonateur est très sélectif et ne fonctionne que sur une bande de fréquence très mince. 3036731 2 En conséquence, un but de la présente invention est de proposer un dispositif d'atténuation des bruits de bouche et des bruits rayonnés, permettant de couvrir une vaste gamme de fréquences, sans toutefois nécessiter un volume important. Selon une définition générale, l'invention concerne un dispositif d'atténuation des bruits de bouche et des bruits rayonnés, qui comprend un conduit d'acheminement de gaz destiné à être relié à un moteur à combustion. Le conduit présente une paroi périphérique sur au moins une portion de laquelle est disposé au moins un élément poreux à l'air, des moyens d'atténuation sonore qui comprennent au moins un tube disposé dans le conduit d'acheminement. Au moins une chambre périphérique est délimitée à l'intérieur du conduit entre le tube et la paroi périphérique du conduit. Le tube comprend au moins une portion présentant un orifice qui permet à l'intérieur du tube de communiquer avec la chambre périphérique. La synergie de l'élément poreux disposé sur la paroi périphérique avec le tube présentant au moins un orifice permet au dispositif selon l'invention d'atténuer les bruits de bouche et les bruits rayonnés, sur une gamme fréquentielle accrue. De plus, la combinaison de l'élément poreux disposé sur la paroi périphérique avec le tube présentant au moins un orifice permet au dispositif selon l'invention d'être peu volumineux. En effet, l'élément poreux permet d'atténuer les ondes sonores sur certaines fréquences, ce qui permet d'éviter une longue succession d'orifices sur le tube pour couvrir une large gamme fréquentielle. Ainsi, l'invention propose un dispositif d'atténuation des bruits de bouche et des bruits rayonnés, permettant de couvrir une vaste gamme de 25 fréquences, sans toutefois nécessiter un volume important. En outre, par rapport aux conduits d'alimentation d'air de l'art antérieur, le dispositif selon l'invention permet avantageusement de diminuer l'ingestion d'air chaud par le moteur. Le conduit peut présenter au moins une cloison interne sensiblement 30 transversale positionnée autour du tube et permettant de délimiter au moins deux compartiments de la chambre périphérique. Dans une forme de réalisation, au moins une portion du tube entourée par l'un des compartiments peut présenter une pluralité d'orifices de sorte que ladite portion de tube et le compartiment correspondant forment un silencieux à 35 absorption. 3036731 3 Dans une autre forme de réalisation, au moins une portion du tube entourée par l'un des compartiments peut présenter un orifice de sorte que ladite portion de tube et le compartiment correspondant forment un résonateur. Dans une autre forme de réalisation, au moins une portion du tube 5 entourée par l'un des compartiments peut présenter deux orifices diamétralement opposés de sorte que ladite portion de tube et le compartiment correspondant forment une chambre d'expansion du gaz circulant dans le tube. Selon une disposition particulière, le dispositif peut présenter au moins trois portions successives formant des silencieux à absorption, au moins une portion 10 formant une chambre d'expansion et au moins une portion formant un résonateur. Ainsi, le dispositif selon l'invention permet avantageusement de cumuler les effets des silencieux à absorption, du résonateur et de l'élément poreux à l'air. L'élément poreux à l'air peut présenter au moins une bande de matériau poreux à l'air. 15 Selon un mode de réalisation, le dispositif peut comprendre au moins deux éléments poreux à l'air diamétralement opposés sur la paroi périphérique du conduit. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention se dégageront de la description qui va suivre, en regard des dessins annexés qui 20 représentent un mode de réalisation de l'invention. - La figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif selon l'invention ; - La figure 2 est une vue en perspective, en coupe partielle, d'un dispositif selon l'invention ; - La figure 3 est une vue, en coupe, schématique d'un dispositif selon l'invention ; - La figure 4 est un graphique représentant le niveau de bruit de bouche et la plage de fréquence du bruit de bouche émis par un conduit d'admission d'air ne présentant aucun organe d'atténuation du bruit ; - La figure 5 est un graphique représentant le niveau de bruit de bouche et la plage de fréquence du bruit de bouche émis par un conduit d'admission d'air présentant plusieurs silencieux ; - La figure 6 est un graphique représentant le niveau de bruit de bouche et la plage de fréquence du bruit de bouche émis par un dispositif selon l'invention ; 3036731 4 La figure 7 est un graphique représentant le niveau de bruit rayonné et la plage de fréquence du bruit rayonné émis par un conduit d'admission d'air présentant un élément poreux ; La figure 8 est un graphique représentant le niveau de bruit rayonné 5 et la plage de fréquence du bruit rayonné émis par un dispositif selon l'invention. En référence aux figures 1 et 2, le dispositif 1 comprend un conduit 2 d'admission d'air configuré pour être relié à un moteur à combustion interne d'un véhicule (non représenté). Le conduit 2 présente deux extrémités 21-22 et une paroi 10 périphérique 23. De plus, selon l'exemple ici présenté, le conduit 2 présente une saillie 24 sensiblement parallélépipédique. Selon le mode de réalisation ici présenté, le conduit 2 est réalisé à partir de deux coquilles moulées par injection puis assemblées par leurs bords selon un procédé de soudure. 15 Comme on peut l'observer sur les figures 1 et 4, une bande d'un élément poreux à l'air 4 est disposée contre une portion de la paroi 23. Selon l'exemple ici présenté, l'élément poreux à l'air peut être un matériau fibreux imprégné d'acrylique. En référence aux figures 2 et 3, le conduit 2 comprend un tube 3. 20 L'espace entre l'extérieur du tube 3 et la paroi périphérique 23 définit une chambre 5. Des cloisons 24 internes transversales divisent la chambre 5 en plusieurs compartiments 51. On notera par ailleurs que différentes portions du tube 3, entourées chacune par un compartiment 51 différent, présentent plusieurs orifices 30 de 25 géométries différentes. Selon le mode de réalisation représenté sur les figures 2 et 3, le tube 3 présentent trois portions disposant de plusieurs orifices 30a pour former chacune, avec le compartiment 51 correspondant, un silencieux par absorption 31. D'une manière particulièrement avantageuse, les trois silencieux par absorption 31 peuvent 30 être calibrés chacun pour atténuer une gamme de fréquence distincte. Selon le mode de réalisation ici présenté, une autre portion du tube 3 entourée par un compartiment 51 peut présenter deux orifices 30b diamétralement opposés de sorte à former une chambre d'expansion des gaz circulant dans le tube 3. On notera par ailleurs qu'une autre portion du tube 3 entourée par un 35 compartiment 51 peut présenter une dérivation à angle droit comprenant un orifice 30c, pour former un résonateur 35. 3036731 5 A l'usage, la combinaison avantageuse des trois silencieux 31, de la chambre d'expansion 34, du résonateur 35 et de l'élément poreux à l'air 4, permet au dispositif 1 d'atténuer les bruits de bouche et les bruits rayonnés sur une large gamme de fréquence. 5 En effet, comme on peut le voir sur le graphique représenté sur la figure 4, un conduit d'admission d'air sans dispositif d'atténuation sonore émet un haut niveau de bruit de bouche sur une vaste gamme de fréquence. Par comparaison avec le graphique représenté sur la figure 5, un conduit d'admission d'air présentant plusieurs silencieux permet d'atténuer les émissions 10 sonores à haute fréquence mais a peu d'effet sur les basses fréquences. En revanche, comme on peut le remarquer sur le graphique représenté sur la figure 6, le dispositif 1 selon l'invention permet d'atténuer sensiblement l'ensemble des fréquences sonores des bruits de bouches émis. De plus, comme on peut l'observer sur la figure 7, un tuyau d'admission 15 d'air présentant uniquement un élément poreux, ne permet pas l'absorption des bruits rayonnés sur une large gamme fréquentielle. Ainsi, dans l'exemple ici donné, le tuyau d'admission d'air ne permet pas d'absorber les émissions sonores autour des 500Hz. Par contre, il est remarquable sur le graphique présenté sur la figure 8 que le dispositif 1 selon l'invention permet d'absorber substantiellement l'ensemble des 20 fréquences sonores des bruits rayonnés émis. Ainsi, l'invention propose un dispositif 1 d'atténuation des bruits de bouche et des bruits rayonnés permettant de couvrir une vaste gamme de fréquences, sans toutefois nécessiter un volume important. Bien entendu l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution 25 représentées ci-dessus, mais elle embrasse au contraire toutes les formes de réalisation. REVENDICATIONS1. Dispositif (1) d'atténuation des bruits de bouche et des bruits rayonnés, caractérisé en ce qu'il comprend un conduit (2) d'acheminement de gaz 5 destiné à être relié à un moteur à combustion, le conduit (2) présentant une paroi périphérique (23) sur au moins une portion de laquelle est disposé au moins un élément poreux à l'air (4), des moyens d'atténuation sonore comprenant au moins un tube (3) disposé dans le conduit d'acheminement, au moins une chambre périphérique (5) étant délimitée à l'intérieur du conduit (2) entre le tube (3) et la paroi 10 périphérique (23) du conduit (2), le tube (3) comprenant au moins une portion présentant un orifice (30) qui permet à l'intérieur du tube (3) de communiquer avec la chambre périphérique (5). 2. Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit 15 (2) présente au moins une cloison (24) interne sensiblement transversale positionnée autour du tube (3) et permettant de délimiter au moins deux compartiments (51) de la chambre périphérique (5). 3. Dispositif (1) selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'au 20 moins une portion du tube (3) entourée par l'un des compartiments (51) présente une pluralité d'orifices (30a) de sorte que ladite portion de tube (3) et le compartiment (51) correspondant forment un silencieux à absorption (31). 4. Dispositif (1) selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'au 25 moins une portion du tube (3) entourée par l'un des compartiments (51) présente un orifice (30c) de sorte que ladite portion de tube (3) et le compartiment (51) correspondant forment un résonateur (35). 5. Dispositif (1) selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'au 30 moins une portion du tube (3) entourée par l'un des compartiments (51) présente deux orifices (30) diamétralement opposés de sorte que ladite portion de tube (3) et le compartiment (51) correspondant forment une chambre d'expansion (34) du gaz circulant dans le tube (3). 35 6. Dispositif (1) selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le dispositif (1) présente au moins trois portions successives formant des silencieux à 3036731 7 absorption (31), au moins une portion formant une chambre d'expansion (34) et au moins une portion formant un résonateur (35). 7. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'élément poreux à l'air (4) présente au moins une bande de matériau poreux à l'air. 8. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le dispositif (1) comprend au moins deux éléments poreux (4) à l'air diamétralement opposés sur la paroi périphérique du conduit (2).