Brevet FR3040968A1 — publié le 20170317

STRUCTURE POUR FACE AVANT DE VEHICULE AUTOMOBILE L'invention a pour objet une structure pour face avant de véhicule automobile. Une structure pour face avant de véhicule automobile comprend généralement une traverse supérieure solidaire d'une traverse inférieure par l'intermédiaire de deux jambes disposées verticalement dans le véhicule automobile. De manière connue, une telle structure pour face avant s'étend dans le véhicule automobile d'un bouclier jusqu'à un tablier du véhicule et permet o de solidariser un compartiment moteur, de supporter un groupe motoventilateur tout en constituant une séparation de l'habitacle du véhicule. Traditionnellement, la structure pour face avant est constituée en acier, qui assure en particulier une résistance et une raideur élevées. 15 Toutefois, afin d'alléger le véhicule automobile, on a recourt à une structure hybride, dans laquelle, par exemple, la traverse supérieure est en métal tandis que la traverse inférieure est en plastique. Néanmoins, la structure hybride reste d'un poids élevé, et présente également un taux d'utilisation matière relativement faible, du fait de pertes 20 non négligeables générées au cours de son procédé de fabrication. Le but de l'invention est de remédier au moins partiellement à ces inconvénients. A cet effet, l'invention a pour objet une structure pour face avant de véhicule automobile, comprenant au moins une première portion et une 25 deuxième portion, chacune des première et deuxième portions étant constituée en matériau composite. La configuration en plusieurs tenants de la structure selon la présente invention assure une nette augmentation du taux d'utilisation matière, ainsi 3040968 2 qu'un allègement de la structure. Selon une autre caractéristique de l'invention, les deux portions sont directement solidaires l'une de l'autre. Selon une autre caractéristique de l'invention, le matériau composite 5 constituant la première portion est de composition identique au matériau composite constituant la deuxième portion. Selon une autre caractéristique de l'invention, la structure comprend trois portions en matériau composite. Selon une autre caractéristique de l'invention, la structure est une io traverse destinée à être disposée horizontalement dans le véhicule automobile. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'une structure pour face avant de véhicule automobile, comprenant une étape de surmoulage d'au moins un premier élément en matériau composite 15 préimprégné, et d'au moins un deuxième élément en matériau composite préimprégné. Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé de fabrication comprend une étape de positionnement du premier élément et du deuxième élément, de sorte à ce que le premier élément et le deuxième élément se 20 recouvrent partiellement, l'étape de positionnement étant préalable à l'étape de surmoulage. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'étape de surmoulage comprend une étape de chauffage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore 25 à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 illustre une vue de dessus d'une structure pour face avant de véhicule automobile ; 3040968 3 - la figure 2 illustre une vue de dessus d'éléments de la structure de la figure 1, avant assemblage ; et - la figure 3 illustre un chronogramme des étapes d'un procédé de fabrication de la structure de la figure 1. 5 Structure pour face avant de véhicule automobile L'invention a pour objet une structure 1 pour face avant de véhicule automobile. Sur le mode de réalisation illustré, la structure 1 est une traverse pour face avant, destinée à être disposée horizontalement dans le véhicule o automobile. De préférence, il s'agit d'une traverse supérieure pour face avant du véhicule. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation, et la structure peut être une traverse inférieure, ou encore un ensemble pour 15 face avant comportant la traverse supérieure, la traverse inférieure, et des jambes de solidarisation des traverses, les jambes s'étendant sensiblement orthogonalement aux traverses tandis que les deux traverses s'étendent parallèlement l'une à l'autre. La structure pour face avant comprend au moins une première portion et 20 une deuxième portion, chacune des première et deuxième portions étant constituées en matériau composite. Par matériau composite, on entend un ensemble d'au moins deux composants non miscibles, tels que par exemple une combinaison d'un tissu fibré, comme par exemple des fibres de verre ou de carbone, et d'une 25 matrice en résine thermoplastique. Sur le mode de réalisation illustré, la traverse 1 comprend une première, une deuxième et une troisième portions constituées en matériau composite, et référencées respectivement 2, 3 et 4. 3040968 4 Comme visible sur la figure 1, la traverse 1 présente une forme générale de U inversé. La première portion 2 et la troisième portion 4 forment deux branches d'extrémité de la traverse 1, tandis que la deuxième portion 3 forme une 5 branche centrale de la traverse 1. Comme visible sur la figure 1, la première portion 2 et la deuxième portion 3 sont directement solidaires. De même, la deuxième portion 3 et la troisième portion 4 sont directement solidaires. io La première portion 2 et la troisième portion 4 sont solidarisées l'une à l'autre par l'intermédiaire de la deuxième portion 3. Comme visible sur la figure 1, la première portion 2 comprend deux extrémités, référencées 5 et 6, la deuxième portion 3 comprend deux extrémités, référencées 7 et 8, et la troisième portion 4 comprend deux 15 extrémités, référencées 9 et 10. Comme visible sur la figure 1, la première portion 2 et la deuxième portion 3 se recouvrent partiellement, l'extrémité 5 de la première portion 2 étant solidaire par recouvrement de l'extrémité 7 de la deuxième portion 3. L'autre extrémité 6 de la première portion 2 est libre. 20 De même, la deuxième portion 3 et la troisième portion 4 se recouvrent partiellement, l'extrémité 8 de la deuxième portion 3 étant solidaire par recouvrement de l'extrémité 9 de la troisième portion 4. L'autre extrémité 10 de la troisième portion 4 est libre. Sur le mode de réalisation illustré, la première portion 2 et la troisième 25 portion 4 sont identiques. Bien entendu, l'invention ne se limite pas à des portions identiques, mais plusieurs formes sont possibles, selon la forme souhaitée de la structure 1. 3040968 5 De préférence, le matériau composite constituant la première portion 2 est de composition identique au matériau composite constituant la deuxième portion 3, et de composition identique au matériau composite constituant la troisième portion 4. 5 Procédé de fabrication L'invention a également pour objet un procédé de fabrication 30 de la structure 1 pour face avant de véhicule automobile. Le procédé de fabrication 30 est décrit dans son application à la traverse 1 illustrée à la figure 1. o Bien entendu, l'invention ne se limite pas à une traverse à trois portions, mais le procédé 30 permet d'obtenir toute structure 1 pour face avant de véhicule automobile comprenant au moins deux portions en matériau composite. Comme visible sur la figure 3, le procédé 30 comprend une étape de 15 surmoulage 31 d'un premier élément 12 en matériau composite préimprégné, d'un deuxième élément 13 en matériau composite préimprégné, et d'un troisième élément 14 en matériau composite préimprégné, de préférence dans un moule à injection. Les éléments sont illustrés à la figure 2. 20 L'élément 12 permet la fabrication de la première portion 2, l'élément 13 permet la fabrication de la deuxième portion 3, et l'élément 14 permet la fabrication de la troisième portion 4, comme il va être détaillé. De préférence, le même matériau composite préimprégné constitue les éléments 12, 13, et 14. 25 Avantageusement, le procédé 30 comprend une étape de positionnement 32 de chaque élément 12, 13, 14 de sorte à ce que le premier élément 12 et le deuxième élément 13 se recouvrent partiellement et à ce que le deuxième élément 13 et le troisième élément 14 se 3040968 6 recouvrent partiellement, comme il va être expliqué. L'étape de positionnement 32 est préalable à l'étape de surmoulage. Avantageusement, une fois positionnés les uns relativement aux autres, les éléments 12, 13 et 14 sont maintenus dans un cadre de maintien, non 5 illustré. Eventuellement, les éléments 12, 13 et 14 sont tendus en position dans le cadre de maintien, de sorte à éviter tout pli de la matière préimprégnée. Pour réaliser la traverse de la figure 1 à l'aide des éléments 12, 13 et 14, au cours de l'étape de positionnement 32, le premier élément 12 et le o deuxième élément 13 sont disposés de sorte à se recouvrir partiellement, une extrémité 15 du premier élément 12 étant solidaire d'une extrémité 17 du deuxième élément 13. De même, au cours de l'étape de positionnement 32, le deuxième élément 13 et le troisième élément 14 se recouvrent partiellement, une 15 extrémité 18 du deuxième élément 3 étant solidaire d'une extrémité 19 du troisième élément 14. Au cours de l'étape de surmoulage 31, on injecte dans le moule une matrice, par exemple de résine thermoplastique. Avantageusement, au cours du surmoulage, on peut créer des formes 20 qui servent d'interfaces de fixation (fixations véhicule, radiateurs, réservoir de liquide de refroidissement, phares, etc...) ou qui servent à renforcer la structure (nervures). De préférence, l'étape de surmoulage comprend une étape de chauffage. On note que l'étape de surmoulage permet à la fois d'insérer tous les 25 éléments 12, 13, 14 et de former la structure 1 elle-même. Ainsi, la structure 1 est fabriquée par une seule étape de surmoulage. On note également qu'au cours de l'étape de surmoulage 31, les portions 3040968 7 se solidarisent par consolidation, du fait de la compression inhérente au surmoulage. Avantages Comme déjà indiqué, la configuration en une pluralité de portions de la 5 structure 1 permet d'augmenter le taux d'utilisation matière, c'est-à-dire de réduire le taux de pertes (de 40% à 20%) généré par le procédé de fabrication, en particulier du fait de l'assemblage de portions en une structure finale. La configuration en une pluralité de portions permet également de choisir o une épaisseur donnée dans une zone donnée de la structure. Par exemple, les zones de la structure 1 dans lesquelles se recouvrent les extrémités 5 et 6, et 7 présentent une épaisseur supérieure aux zones hors recouvrement. La configuration en une pluralité de portions permet également de 15 d'optimiser la forme de la structure 1, en fonction du choix de la forme des éléments 12, 13, 14. De plus, comme déjà indiqué, les éléments 12, 13 et 14 présentent avantageusement la même composition, ce qui assure que des liaisons soient générées par consolidation dans les zones de recouvrement de la 20 structure 1. Avantageusement, la matrice de résine thermoplastique injectée au cours de l'étape de surmoulage 31 est identique à la matrice des éléments 12, 13, 14, ce qui assure une meilleure adhérence pendant l'étape de surmoulage. REVENDICATIONS1. Structure pour face avant de véhicule automobile, comprenant au moins une première portion (2) et une deuxième portion (3), chacune des première et deuxième portions (2, 3) étant constituée en matériau composite. 2. Structure selon la revendication 1, dans laquelle les deux portions (2, 3) sont directement solidaires l'une de l'autre. 3. Structure selon la revendication précédente, dans laquelle la première o portion (2) et la deuxième portion (3) se recouvrent partiellement. 4. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le matériau composite constituant la première portion (2) est de composition identique au matériau composite constituant la deuxième portion (3). 15 5. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant trois portions (2, 3, 4) en matériau composite. 6. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, la structure (1) étant une traverse destinée à être disposée horizontalement dans le véhicule automobile. 20 7. Procédé de fabrication d'une structure pour face avant de véhicule automobile, comprenant une étape de surmoulage (31) d'au moins un premier élément (12) en matériau composite préimprégné, et d'au moins un deuxième élément (13) en matériau composite préimprégné. 8. Procédé de fabrication selon la revendication précédente, comprenant 25 une étape de positionnement (32) du premier élément (12) et du deuxième élément (13), de sorte à ce que le premier élément (12) et le deuxième élément (13) se recouvrent partiellement, l'étape de positionnement (32) étant préalable à l'étape de surmoulage. 3040968 9 9. Procédé de fabrication selon l'une des revendications 7 ou 8, dans lequel l'étape de surmoulage (31) comprend une étape de chauffage.