Brevet FR3050705A1 — publié le 20171103

VEHICULE AVEC RENFORTS LATERAUX EN BAS DE PORTE L'invention se situe dans le domaine des équipements de sécurité passive de véhicule. En particulier, l'invention se situe dans le domaine de la protection des véhicules contre les chocs latéraux. L'invention concerne un système d'absorption d'énergie et un véhicule équipé d'un tel système. Les réglementations actuelles obligent les constructeurs de véhicules automobiles à respecter certaines contraintes au niveau de la sécurité et à faire réaliser des tests afin d'obtenir l'homologation nécessaire à toute commercialisation. Il existe également des tests facultatifs, réalisés par les organismes consuméristes (les différents « NCAP » mondiaux), tels que le test du poteau qui consiste à lancer un véhicule à une vitesse prédéfinie contre un poteau au niveau du siège conducteur selon différents protocoles. Conformément à un premier protocole, un choc latéral est réalisé en faisant entrer le véhicule en contact avec le poteau suivant une direction orthogonale à l'axe longitudinal du véhicule et selon une vitesse d'impact de 29 km/h. Dans un second protocole, dit sévérisé, le choc latéral est réalisé en faisant entrer le véhicule en contact avec le poteau suivant une direction formant un angle de 75° par rapport à l'axe longitudinal du véhicule, et selon une vitesse d'impact de 32 km/h. Le protocole sévérisé ayant été récemment mis en application en Europe, il y a donc un besoin d'amélioration du comportement de la structure des véhicules en cas de choc latéral, et en particulier de choc latéral contre un poteau. Il est connu de l'art antérieur de renforcer les structures de soubassement tel que par exemple les longerons extérieurs. Ainsi le document DE102012024836 propose un longeron de véhicule comprenant deux chambres internes formées par deux parties. La partie extérieure est classiquement en métal tandis que la partie intérieure au véhicule est en matériau composite et rempli de mousse. Le document DE102014206002 propose un longeron de véhicule comprenant une série de cloisons internes de renforcement formant des chambres. Il est également proposé de remplir une de ces chambres avec un élément en matériau composite montrant une structure en nid d'abeille. Le document DE102013214787 propose de renforcer le longeron par de la mousse et des renforts. Il est également proposé de remplir l'espace présenté entre le longeron et la peau extérieure de bas de caisse par pultrusion avec de la mousse. 3050705 2 Malheureusement, ces solutions ne peuvent apporter une amélioration du comportement du véhicule en cas de choc latéral, qu'une fois que le longeron extérieur entre dans sa phase de déformation. Or il pourrait être intéressant de trouver un système qui permette une absorption d'énergie dès avant que le longeron ne soit impacté par le choc. De plus 5 l'insertion d'éléments de renforts ou de mousse à l'intérieur du longeron peut impliquer une modification des synoptiques d'assemblage des pièces, en particulier du fait des problématiques de résistance des matériaux absorbants aux hautes températures rencontrées dans l'étape de cataphorèse. Il serait avantageux de proposer des solutions qui ne risquent pas d'impliquer des modifications de ces synoptiques d'assemblage car de telles modifications sont coûteuses à mettre en place du fait de l'automatisation des lignes de production. Le document DE19538844 propose de remplir la cavité formée par la paroi extérieure du longeron et la peau extérieure de bas de caisse d'une mousse afin d'amortir les chocs. Cette solution est intéressante mais pas encore tout à fait satisfaisante. Par exemple, elle est peu 15 compatible avec les styles de véhicules dans lesquels les portières vont couvrir intégralement le bas de caisse. De plus, il y a un intérêt à améliorer encore les performances d'absorption pouvant être obtenues par ce biais, car aucune des solutions proposées ne tient compte de la possibilité de renforcer les structures de pas de porte. 20 L'invention a pour objectif de répondre aux inconvénients de l'art antérieur en proposant un nouveau système d'absorption d'énergie en bas de caisse, et dont la mise en place ne modifie pas la synoptique d'assemblage des pièces dans sa partie robotisée. A cet effet l'invention a pour objet un véhicule automobile comprenant des longerons extérieurs et des portières latérales comprenant chacune un caisson, le véhicule étant 25 remarquable en ce qu'il comprend en outre au moins un dispositif d'absorption de choc disposé en partie inférieure du caisson d'au moins une portière et en ce que le ou les dispositifs sont agencés pour être placés au moins en partie en regard d'un desdits longerons extérieurs. Selon des modes particuliers de réalisation, l'invention peut comprendre l'une ou l'autre des 30 caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons possibles : - Le dispositif d'absorption de choc comprend ou est une cale, de préférence la cale est composée en mousse et/ou en matériau composite nervuré. 3050705 3 Le dispositif d'absorption de choc comprend ou est un système d'entretoises, de préférence ledit système comprend au moins une ou plusieurs entretoises reliées entre elles par au moins un tube et/ou au moins une barre les traversant. Le dispositif d'absorption de choc comprend ou est un renfort, de préférence sous 5 forme de profilé, en métal ou en matériau composite. Le véhicule comprend des portières s'étendant selon la direction verticale vers le bas jusqu'à recouvrir le bas de caisse sur sensiblement toute sa hauteur. Le véhicule comprend un bas de caisse débouchant en ce qu'il comprend une peau extérieure se plaçant en continuité de surface avec le bas de la portière et définissant une chambre, entre le longeron extérieur et ladite peau extérieure, qui s'étend selon la direction longitudinale du véhicule, le véhicule étant remarquable en ce qu'il comprend en outre au moins un dispositif d'absorption de choc disposé dans ladite chambre. Le dispositif d'absorption de choc de la portière est disposé et/ou dimensionné pour 15 s'étendre en hauteur jusqu'à se placer en regard du pas de porte. La portière est une portière avant de véhicule, de préférence il s'agit de la portière avant côté conducteur. Au moins un dispositif d'absorption de choc est collé ou soudé dans le bas du caisson de porte et/ou dans la chambre de bas de caisse. 20 Le véhicule comprend en outre de la mousse pulvérisée sur au moins une face du dispositif d'absorption de choc. 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 disposer au moins un dispositif d'absorption de choc dans la partie inférieure du caisson de porte d'au moins une portière latérale. Selon le style 25 du véhicule, c'est-à-dire selon le fait que les portières s'étendent selon la direction verticale vers le bas de manière à couvrir totalement ou partiellement le bas de caisse, ledit dispositif d'absorption sera disposé en regard d'un des longerons du véhicule de sorte à le recouvrir intégralement ou au moins en partie. En cas de choc latéral tel que par exemple un choc poteau, le choc va commencer à être absorbé avant que le longeron ne soit sollicité, 30 améliorant donc les performances du véhicule dans ce domaine. Selon un second aspect, et en particulier lorsque les portières du véhicule ne couvrent pas le bas de caisse en intégralité, l'invention propose de placer un dispositif d'absorption de chocs supplémentaire au niveau des chambres formées entre la face extérieure du longeron et la peau extérieure de bas de caisse. De la sorte le longeron est protégé en intégralité quel que soit le style du véhicule. 3050705 4 Enfin, selon un troisième aspect, les dispositifs d'absorption de choc disposés dans le caisson de porte sont disposés et/ou dimensionnés pour s'étendre en hauteur jusqu'à se placer en regard du pas de porte. L'invention sera bien comprise et d'autres aspects et avantages apparaîtront clairement au 5 vu de la description qui suit, donnée à titre d'exemple en références aux planches de dessins annexées sur lesquelles : les figures 1 et 8 présentent schématiquement des vues en coupe de profil de bas de portières latérales de véhicule automobile et leur disposition générale par rapport au longeron selon l'art antérieur. 10 les figures 2 et 3 présentent une première variante de l'invention dans le cadre de portières couvrant intégralement le bas de caisse. les figures 4 et 5 présentent une deuxième variante de l'invention dans le cadre de portières couvrant intégralement le bas de caisse. les figures 6 et 7 présentent une troisième variante de l'invention dans le cadre de 15 portières couvrant intégralement le bas de caisse. la figure 9 présente une quatrième variante de l'invention dans le cadre de portières couvrant partiellement le bas de caisse. la figure 10 présente une cinquième variante de l'invention dans le cadre de portières couvrant partiellement le bas de caisse. 20 Dans la description qui suit, le terme « comprendre » est synonyme de « inclure » et n'est pas limitatif en ce qu'il autorise la présence d'autres éléments dans le dispositif, l'agencement ou le véhicule auquel il se rapporte. Il est entendu que le terme « comprendre » inclut les termes « consister en ». De même, les termes « inférieur », « supérieur », « avant », « arrière », « longitudinal » et 25 « transversal » s'entendront par rapport à l'orientation générale du véhicule. « Inférieur » désignera une proximité au sol plus importante que « supérieur » selon l'axe vertical. Les éléments similaires sur les différentes figures seront désignés par les mêmes références. On se référera en premier lieu à la figure 1 présentant schématiquement une vue en coupe 30 et de profil d'un longeron extérieur 1 de véhicule automobile composé de deux parties soudées ou reliées entre elles. Le longeron 1 s'étend longitudinalement le long d'un des côtés du véhicule si bien qu'on peut définir sur le longeron un coté extérieur 3 et un côté intérieur 5. De manière classique le longeron 1 est relié à un plancher 7 de véhicule. Sur son côté intérieur 5, il peut être relié à une traverse d'assise 9. Le longeron 1 est protégé sur son 3050705 5 côté extérieur 3 par une peau 11 formant le bas de caisse. Dans l'exemple de configuration représenté, une portière 13 s'étend verticalement latéralement au longeron 1 jusqu'à recouvrir le longeron 1 sur sensiblement toute sa hauteur. La portière 13 est alors dite « recouvrante ». La figure 1 présente une configuration selon l'art antérieur. On comprend 5 qu'en cas de choc latéral l'absorption de l'énergie du choc se fait à partir de la sollicitation du longeron 1 au niveau de son côté extérieur 3 selon une tranche référencée AE1 sur la figure L'invention est remarquable en ce qu'elle va permettre de d'anticiper la sollicitation du longeron 1 et de débuter l'amortissement d'un choc plus tôt. La figure 2 illustre une première 10 variante de l'invention, selon laquelle un dispositif d'absorption de choc est disposé dans les portières 13 en partie basse, ou inférieure, du caisson de porte. Dans ce premier exemple, le dispositif d'absorption de chocs est une cale 15 en mousse par exemple en polyuréthane. Dans un tel cas la mousse est avantageusement choisie pour être dense et présente donc à cet effet une densité d'au moins 80 g/I. 15 La cale 15 peut également être confectionnée en matériau composite nervuré. Par exemple en matériau thermoplastique ou thermodurcissable. Le matériau choisi est préférentiellement composé d'une matrice polymère renforcée par exemple avec des fibres. L'homme du métier aura avantage à sélectionner la matrice polymère parmi un ou plusieurs matériaux choisis entre le polypropylène (PP), le polyphtalamide (PPA), le 20 polyétheréthercétone (PEEK), polysulfure de phénylène (PPS), le polyamide-imide (PAI), le polyétherimide (PEI), le polyarylamide (PAA), ou le polyamide (PA) tel que par exemple du polyamide 6 (PA 6 ou polycaprolactame) ou du polyamide 6.6 (PA 6.6 ou polyhexaméthylène adipamide), ou parmi les résines polyépoxydes, les résines polyester insaturés, les résines vinylester, les copolymères tels que les résines polyester-vinylester. 25 Les fibres de renforcement peuvent être organiques ou non organiques, et peuvent comprendre des fibres ou un mélange de fibres sélectionnées parmi les fibres de verre, de carbone, de céramique, de graphite, 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. 30 La fabrication du dispositif d'absorption peut se faire selon les techniques connues de BMC (Bulk Moulding Compound) ou de SMC (Sheet Moulding Compound) par exemple. La cale peut également être confectionnée en matériau composite nervuré rempli de mousse. 3050705 6 On comprend que l'absorption du choc va débuter avant que le longeron 1 ne soit sollicité, selon une tranche d'absorption d'énergie AE2 qui démarre au niveau de la portière du véhicule. La distance « d » d'absorption supplémentaire va augmenter le rendement d'absorption 5 d'énergie en début de choc, ce qui permet d'améliorer le comportement du véhicule en cas de choc latéral. Dans une perspective où il ne serait pas recherché d'amélioration particulière de ce comportement, l'invention permet d'implanter des éléments de l'habitacle plus près du longeron extérieur ou de réduire la masse des renforts de caisse par rapport à l'art antérieur. Sur la figure 3, on peut voir que la cale 15 est un objet manipulable aisément par un monteur. Un des avantages de l'invention est que le dispositif d'absorption est installé sans qu'il ne soit nécessaire de modifier la chaine de production des véhicules dans sa partie robotisée. La cale 15 peut en effet être introduite dans le caisson de porte de façon manuelle, au travers de l'ouverture intérieure de la portière. La cale 15 peut être simplement 15 posée en bas de caisson. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention elle est collée au fond du caisson. Les figures 4 et 5 illustrent un deuxième mode de réalisation de l'invention, selon lequel le dispositif d'absorption de choc 17 comprend un système d'entretoises 19 en matériau composite thermoplastique ou thermodurcissable, de préférence renforcées en fibres et tel 20 que défini plus haut. Avantageusement, les entretoises 19 sont reliées entre elles par au moins un tube 21 et/ou au moins une barre en matériau composite ou métallique qui les traversent et sur lesquels elles sont collées. L'homme du métier choisira préférentiellement un tube ou une barre métallique, par exemple en acier ou en aluminium, car ils présenteront plus d'aptitudes à la déformation (sans rupture) que les tubes ou barres en matériau 25 composite. De préférence le dispositif 17 ne comprend qu'un seul tube 21. L'absorption du choc offerte par le tube ou la barre 21 est complétée par les entretoises 19 régulièrement espacées sur sa longueur. Sur la figure 5, le dispositif comprend quatre entretoises, mais il est entendu que ce nombre peut varier. Avantageusement, le dispositif comprendra trois entretoises. Le fait de coller les entretoises 19 sur le tube ou barre 21 va permettre de 30 conserver leur espacement lors des manipulations du dispositif pour l'insérer dans le caisson de porte et donc d'assurer un positionnement optimal des entretoises 19. Les figures 6 et 7 illustrent un troisième mode de réalisation de l'invention selon lequel le dispositif d'absorption de choc se présente sous forme d'un profilé 23 en matériau composite ou métallique formant un renfort. Le profilé se présente par exemple avec une section en 3050705 7 forme d'oméga, dont les branches s'étendent horizontalement afin d'optimiser leur rendement en termes d'absorption de choc. Il va sans dire que les exemples de réalisation de dispositifs d'absorption selon l'invention ne sont pas limitatifs, et que d'autres dispositifs peuvent être envisagés pour autant qu'ils 5 puissent être insérés en partie basse du caisson de porte et qu'ils sont aptes à absorber des chocs. De préférence, et quel que soit le dispositif utilisé, celui est manipulable par un monteur et peut être collé ou soudé dans la partie inférieure du caisson de porte. On se référera à présent à la figure 8 montrant une autre configuration de véhicule auquel s'applique l'invention. Dans cette configuration, la portière 25 ne recouvre pas ou que 10 partiellement le longeron extérieur. C'est une configuration classique dans laquelle le coté de caisse est dit « débouchant » en ce que sa peau extérieure 27 se place en continuité de surface avec le bas de la portière 25. Il est ainsi défini une chambre 29 entre le longeron extérieur et la peau 27 de bas de caisse qui s'étend selon la direction longitudinale du véhicule. 15 Selon un quatrième exemple de réalisation de l'invention, illustré sur la figure 9, un dispositif d'absorption de choc est disposé dans la portière du véhicule et de préférence un dispositif d'absorption de choc supplémentaire est disposé dans la chambre 29 de bas de caisse. Dans cet exemple, le dispositif d'absorption de choc de la portière est une cale 15 et celui dans la chambre de bas de caisse est un profilé 23 en forme d'oméga irrégulier. Il est 20 compris que d'autres combinaisons de dispositifs sont envisageables par l'homme du métier. Avantageusement le dispositif disposé dans la chambre 29 de bas de caisse est collé ou soudé sur la face extérieure du côté extérieur 3 du longeron 1. On aura compris que l'objectif est de commencer l'absorption du choc avant que le longeron 1 ne soit sollicité. D'une manière générale, le dispositif d'absorption de choc disposé dans la portière du 25 véhicule est préférentiellement disposé et/ou dimensionné pour se placer en regard du pas de porte afin de lui offrir également une protection. Selon l'invention, il est possible de placer plusieurs dispositifs d'absorption dans la portière et/ou dans la chambre de bas de caisse, comme illustré à la figure 10. Dans ce cinquième exemple de réalisation, le profilé 23 disposé dans la chambre du bas de caisse est associé à 30 de la mousse pulvérisée 31. La mousse 31 va permettre de stabiliser le profilé 23 en prévenant tout risque de flexion vers le haut ou vers le bas, tout en assurant un complément d'absorption d'énergie. Par ailleurs elle offre un gain de qualité en matière acoustique en atténuant d'éventuelles vibrations. REVENDICATIONS1. Véhicule automobile comprenant des longerons (1) extérieurs et des portières latérales (13, 25) comprenant chacune un caisson, le véhicule étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un dispositif d'absorption de choc (15, 17, 23) disposé en partie inférieure du caisson de porte d'au moins une portière (13, 25) et en ce que le ou les dispositifs (15, 17, 23) sont agencés pour être placés au moins en partie en regard d'un desdits longerons extérieurs (1). 2. Véhicule selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif d'absorption de choc comprend une cale (15), de préférence la cale (15) est composée en mousse et/ou en matériau composite nervuré. 3. Véhicule selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que le dispositif d'absorption de choc comprend un système (17) d'entretoises, de préférence ledit système (17) comprend au moins une ou plusieurs entretoises (19) reliées entre elles par au moins un tube et/ou au moins une barre (21) les traversant. 4. Véhicule selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le dispositif d'absorption de choc comprend un renfort (23), de préférence sous forme de profilé, en métal ou en matériau composite. 5. Véhicule selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend des portières (13) s'étendant selon la direction verticale vers le bas jusqu'à recouvrir le bas de caisse (11) sur sensiblement toute sa hauteur. 6. Véhicule selon l'une des revendications 1 à 5, le véhicule comprenant un bas de caisse (27) débouchant en ce qu'il comprend une peau extérieure se plaçant en continuité de surface avec le bas de la portière (25) et définissant une chambre (29), entre le longeron extérieur et ladite peau extérieure, qui s'étend selon la direction longitudinale du véhicule, le véhicule étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un dispositif d'absorption de choc (23, 31) disposé dans ladite chambre (29). 7. Véhicule selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le dispositif d'absorption de choc (15, 17, 23) de la portière (13, 25) est disposé et/ou dimensionné pour s'étendre en hauteur jusqu'à se placer en regard du pas de porte. 3050705 9 8. Véhicule selon une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que la porte (13, 25) est une porte avant de véhicule, de préférence la porte avant côté conducteur. 5 9. Véhicule selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce qu'au moins un dispositif d'absorption de choc (15, 17, 23) est collé ou soudé dans le bas du caisson de porte et/ou dans la chambre de bas de caisse. 10. Véhicule selon l'une des revendications 1 à 9 caractérisé en ce qu'il comprend en 10 outre de la mousse (31) pulvérisée sur au moins une face du dispositif d'absorption de choc (15, 17, 23).