Brevet FR3067065A1 — publié le 20181207

La présente invention concerne un conduit d'admission d'air relié à un moteur à combustion interne et un procédé de fabrication d'un tel conduit. Il est connu que les moteurs à combustion interne présentent une composante acoustique basse fréquence allant de 30Hz à 1kHz. Cette composante 5 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 conduits d'alimentation en air du moteur, la composante acoustique basse fréquence 10 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 rayonner à travers les conduits d'alimentation en air. 15 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 rayonnée par les conduits d'alimentation en air, eux-mêmes. Actuellement, pour atténuer les bruits émanant des conduits d'admission 20 d'air, il est connu d'utiliser un silencieux. Un silencieux présente usuellement un tube central dans lequel circule de l'air, 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 central. Lorsqu'il est stimulé par des ondes sonores, le faible volume d'air contenu dans chaque orifice agit sensiblement 25 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 ». Cependant, le silencieux ne permet pas de couvrir toute la plage de 30 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 résonateur est très sélectif et ne fonctionne que sur une bande de fréquence très 35 mince. 3067065 2 En outre, les solutions connues utilisent une structure rigide et volumineuse dans laquelle sont disposés les différents artifices de filtration acoustique. Or les véhicules actuels présentent un volume disponible, sous le capot moteur, de plus en plus réduit. De plus, les compartiments moteurs des véhicules 5 automobiles doivent présenter un volume de sécurité vide de tout élément rigide. Ce volume correspond à une zone de déformation du capot moteur en cas de collision avec un piéton. Ce volume est limité en partie supérieure par la peau intérieure du capot et en partie inférieure par une surface parallèle à la peau intérieure du capot et qui lui est distante d'environ 60 millimètres. Seuls des éléments capables de s'écraser 10 en cas de collision avec un piéton peuvent empiéter dans ce volume de sécurité. Dans ce contexte, les structures rigides connues présentent un encombrement trop important par rapport au volume disponible sous le capot moteur. De plus, de part leur rigidité, ces structures ne peuvent pas être positionnées dans le volume de sécurité ce qui rend l'implantation du conduit difficile. Ainsi, il peut 15 être nécessaire d'allonger le parcours du conduit ou de réduire la section du conduit. Ces deux solutions augmentent les pertes de charge de la ligne d'admission d'air, ce qui est préjudiciable à la puissance et au rendement du moteur. En conséquence, la présente invention a pour objectif de fournir un conduit d'admission d'air qui permettent de filtrer les bruits de bouche et les bruits 20 rayonnés, permettant de couvrir une vaste gamme de fréquences, sans toutefois nécessiter un volume important, sans augmenter les pertes de charge de la ligne d'admission d'air, et pouvant être positionné dans le volume de sécurité sous le capot moteur. Selon une définition générale, l'invention concerne un conduit 25 d'admission d'air et d'atténuation des bruits de bouche et des bruits rayonnés, destiné à être relié à un moteur à combustion interne. Le conduit comprend au moins une nappe souple poreuse à l'air enroulée pour former un tube. La nappe présente une pluralité de plis définissant une pluralité de facettes en relief configurées pour augmenter la résistance du tube à une dépression intérieure. 30 La nappe souple poreuse formant un tube permet d'acheminer l'air tout en atténuant les bruits de bouche et les bruits rayonnés sur une vaste gamme de fréquences. Les facettes permettent au tube de résister à la dépression intérieure provoquée par l'aspiration d'air par le moteur. Les facettes sont une disposition technique particulièrement avantageuse de l'invention, car elles permettent au 35 conduit de comprendre essentiellement le tube en nappe souple poreuse. En d'autres termes, les facettes permettent de rigidifier la structure du tube en s'affranchissant 3067065 3 d'éléments rigides tels que des coques ou des anneaux. De plus, le tube formé par la nappe souple permet de conduire l'air en limitant les pertes de charge de la ligne d'admission d'air. En d'autres termes, par rapport aux artifices connus de l'art antérieur, le conduit selon l'invention permet de limiter les pertes de charge sur la ligne d'admission d'air. En outre, le tube selon l'invention est peu volumineux par rapport aux dispositifs de l'art antérieur et sa souplesse lui permet d'être positionné dans le volume de sécurité sous le capot moteur. Ainsi, le conduit d'admission d'air selon l'invention permet de filtrer les bruits de bouche et les bruits rayonnés, permet de couvrir une vaste gamme de fréquences, sans toutefois nécessiter un volume important, sans augmenter les pertes de charge de la ligne d'admission d'air, et peut être positionné dans le volume de sécurité sous le capot moteur. Chaque facette peut présenter sensiblement une géométrie en losange présentant deux sommets qui s'étendent selon une direction sensiblement parallèle à un axe longitudinal du tube, pour dissiper un effort de compression sur le tube provoqué par une dépression intérieure. Selon un mode de réalisation, chaque facette peut, par exemple, présenter une géométrie en losange présentant deux diagonales joignant chacune deux sommets opposés du losange, avec une première diagonale présentant une cote comprise entre 100 et 200 millimètres et une deuxième diagonale présentant une cote comprise entre 20 et 40 millimètres. La nappe peut comprendre un matériau présentant un grammage compris entre 400g/m 2 et 1000g/m 2, un indice de porosité compris entre 200I/m2/s et 600I/m2/s sous une perte de charge de 200 Pascals et une rigidité comprise entre 35N et 50N. La rigidité est ici caractérisée par une technique de flexion en trois points qui permet à l'aide d'un banc de traction de définir la force nécessaire pour plier un échantillon de 10x10cm à travers un outil défini. Le matériau peut être un matériau synthétique non tissé. Selon une disposition particulière, le matériau peut être un matériau synthétique non tissé, produit par aiguilletage puis calandrage à chaud, comprenant des fibres polyester et des fibres bi-composantes. Les fibres bi-composantes peuvent comporter une âme en polyester présentant un point de fusion de 230°C et une peau en copolyester présentant un point de fusion compris entre 110°C et 180°C. Les proportions de fibres copolyester peuvent varier de 25 à 50% de la composition en non tissé. La finesse des fibres polyester peut varier de 0,9 dtex à 17 dtex. La nappe présente deux bordures longitudinales fixées l'une à l'autre pour que la nappe forme un tube. 3067065 4 Les deux bordures longitudinales peuvent être soudées par ultra-sons. Les deux bordures longitudinales peuvent être collées. La nappe présente deux bordures transversales fixées chacune à un élément de jonction et d'étanchéité. 5 L'élément de jonction et d'étanchéité peut être un manchon permettant de raccorder le conduit d'admission d'air à un moteur ou à un circuit d'admission d'air. Le manchon peut, par exemple, être réalisé en matière plastique souple ou rigide, selon un procédé d'injection ou de soufflage. Selon une disposition particulière, l'élément de jonction et d'étanchéité 10 peut être un collier de serrage. L'élément de jonction et d'étanchéité peut être adapté pour être raccordé par collage ou par surmoulage à un moteur ou à un circuit d'admission d'air. La présente invention concerne aussi un procédé de fabrication d'un conduit selon l'invention. Le procédé comprend les étapes de : 15 fourniture d'une nappe souple poreuse à l'air présentant deux bordures longitudinales, marquage des plis sur la nappe, enroulement de la nappe pour assembler les deux bordures longitudinales. 20 Selon une disposition particulière, l'étape de marquage des plis sur la nappe peut comprendre les phases de : chauffage de la nappe jusqu'à sa température de déformation plastique, positionnement de la nappe dans une presse, 25 impression des plis sur la nappe par la presse. Selon une autre disposition particulière, l'étape de marquage des plis sur la nappe peut comprendre les phases de : chauffage de la nappe jusqu'à sa température de déformation plastique, 30 positionnement de la nappe entre des rouleaux de plissage rotatif, plissage de la nappe par les rouleaux. Selon une disposition particulière, l'étape d'enroulement de la nappe pour assembler les deux bordures longitudinales peut comprendre une phase de collage des bordures longitudinales de la nappe. 3067065 5 Selon une autre disposition particulière, l'étape d'enroulement de la nappe pour assembler les deux bordures longitudinales peut comprendre une phase de soudage par ultra-sons des bordures longitudinales de la nappe. Le procédé peut comprendre une étape de découpage de la nappe. 5 Selon une disposition particulière, l'étape de découpage peut être réalisée après l'étape de marquage des plis sur la nappe. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront clairement de la description détaillée ci-après de plusieurs modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux 10 dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un conduit d'admission d'air selon l'invention, - la figure 2 est une vue d'une nappe selon l'invention, déroulée, - la figure 3 est une représentation schématique de plusieurs étapes 15 d'un mode de réalisation de l'étape de marquage des plis selon l'invention, - la figure 4 est une représentation schématique d'un mode de réalisation de l'étape d'enroulement de la nappe, selon l'invention. En référence à la figure 1, l'invention concerne un conduit 1 d'admission 20 d'air et d'atténuation des bruits de bouche et des bruits rayonnés, destiné à être relié à un moteur à combustion interne. Le conduit 1 comprend une nappe 2 souple poreuse à l'air enroulée pour former un tube 3. La nappe 2 présente une pluralité de plis 5 définissant une pluralité de facettes 6 en relief configurées pour augmenter la résistance du tube 3 à une 25 dépression intérieure. Selon le mode de réalisation ici présenté, chaque facette 6 présente sensiblement une géométrie en losange présentant deux sommets 61 qui s'étendent selon une direction sensiblement parallèle à un axe longitudinal I du tube, pour dissiper un effort de compression sur le tube provoqué par une dépression intérieure. 30 Selon une disposition particulière, chaque facette peut, par exemple, présenter une géométrie en losange présentant deux diagonales joignant chacune deux sommets opposés du losange, avec une première diagonale présentant une cote comprise entre 100 et 200 millimètres et une deuxième diagonale présentant une cote comprise entre 20 et 40 millimètres. 35 Selon le mode de réalisation ici présenté, la nappe 2 comprend un matériau présentant un grammage compris entre 400 g/m2 et 1000 g/m2, un indice de 3067065 6 porosité compris entre 200I/m2/s et 600I/m2/s sous une perte de charge de 200 Pascals et une rigidité comprise entre 35 et 50 Newtons. La rigidité est ici caractérisée par une technique de flexion en trois points qui permet à l'aide d'un banc de traction de définir la force nécessaire pour plier un échantillon de 10x10cm à 5 travers un outil défini. Selon le mode de réalisation ici présenté, le matériau est un matériau synthétique non tissé Selon une disposition particulière, le matériau peut être un matériau synthétique non tissé, produit par aiguilletage puis calandrage à chaud, 10 comprenant des fibres polyester et des fibres bi-composantes. Les fibres bicomposantes peuvent comporter une âme en polyester présentant un point de fusion de 230°C et une peau en copolyester présentant un point de fusion compris entre 110°C et 180°C. Les proportions de fibres copolyester peuvent varier de 25 à 50% de la composition en non tissé. La finesse des fibres polyester peut varier de 0,9 dtex à 17 15 dtex. La nappe 2 présente deux bordures longitudinales 21 fixées l'une à l'autre pour que la nappe 2 forme le tube 3. Selon un mode de réalisation, les deux bordures longitudinales 21 peuvent être soudées par ultra-sons. Selon un autre mode de réalisation, les deux bordures longitudinales 21 peuvent être collées. 20 De plus, la nappe 2 présente deux bordures transversales 22 qui peuvent être fixées chacune à un élément de jonction et d'étanchéité (non représenté). L'élément de jonction et d'étanchéité peut être un manchon permettant de raccorder le conduit d'admission d'air à un moteur à combustion interne ou à un circuit d'admission d'air. Le manchon peut, par exemple, être réalisé en matière 25 plastique souple ou rigide, selon un procédé d'injection ou de soufflage. Selon une disposition particulière, l'élément de jonction et d'étanchéité peut être un collier de serrage. L'élément de jonction et d'étanchéité peut être adapté pour être raccordé par collage ou par surmoulage à un moteur ou à un circuit d'admission d'air. 30 En conditions d'utilisation, le conduit 1 est connecté au circuit d'admission d'air du moteur. Le matériau de la nappe 2 permet d'acheminer l'air vers le moteur tout en atténuant les bruits de bouche et les bruits rayonnés sur une vaste gamme de fréquences. D'une manière particulièrement avantageuse, les facettes 6 permettent 35 de rigidifier le tube 3 pour qu'il résiste aux efforts de compression provoqué par la dépression interne due à l'aspiration d'air par le moteur. En effet, la géométrie en 3067065 7 losange des facettes 6 et leur orientation permettent aux facettes 6 de dissiper et de répartir sur la circonférence du tube 3 les efforts de compression appliqués sur le tube 3. Ainsi, les facettes 6 permettent au conduit 1 de présenter une structure simple pouvant être affranchie d'éléments volumineux de rigidification tels que des coques 5 ou des anneaux rigides. De plus, le conduit 1 est réalisé avec un matériau souple autorisant le positionnement du conduit 1 dans le volume de sécurité sous le capot moteur d'un véhicule. En outre, la structure simple du conduit 1 permet de minimiser les pertes de charge de la ligne d'admission d'air lors du passage de l'air dans le conduit 1. 10 Ainsi, le conduit 1 d'admission d'air selon l'invention permet de filtrer les bruits de bouche et les bruits rayonnés, permet de couvrir une vaste gamme de fréquences, sans toutefois nécessiter un volume important, sans augmenter les pertes de charge de la ligne d'admission d'air, et peut être positionné dans le volume de sécurité sous le capot moteur. 15 La présente invention concerne aussi un procédé de fabrication d'un conduit 1 selon l'invention. Le procédé comprend les étapes de : - fourniture d'une nappe 2 souple poreuse à l'air, - marquage des plis 5 sur la nappe 2, 20 - enroulement de la nappe 2. Selon une disposition particulière représentée en figure 3, l'étape de marquage des plis sur la nappe peut comprendre les phases de : - chauffage de la nappe 2 jusqu'à sa température de déformation, plastique, par un dispositif de chauffage 11, 25 - positionnement de la nappe 2 entre des rouleaux III de plissage rotatif, - plissage de la nappe par les rouleaux III. Les rouleaux III comprennent un rouleau mâle Illa et un rouleau femelle 111b. Le rouleau mâle Illa présente des nervures VI correspondant aux plis 5 à 30 réaliser sur la nappe 2. Le rouleau femelle Illb présente des rainures VII correspondant aux plis 5 à réaliser dans la nappe 2. A l'usage, la nappe 2 est pincée entre les rouleaux III. Les plis 5 sont formés par écrasement de la nappe 2 entre les nervures VI et les rainures VII. Selon une autre disposition particulière, non représentée, l'étape de 35 marquage des plis sur la nappe 2 peut comprendre les phases de : 3067065 8 - chauffage de la nappe 2 jusqu'à sa température de déformation plastique, - positionnement de la nappe 2 dans une presse, - impression des plis sur la nappe 2 par la presse. 5 Le procédé de fabrication comprend une étape de découpage de la nappe 2 à une dimension souhaitée. L'étape de découpage peut être réalisée par une lame (non représentée) asservie pour découper automatiquement la nappe 2 à une dimension déterminée. D'une manière particulièrement avantageuse, l'étape de découpage peut être réalisée en flux continu suite à l'étape de marquage des plis sur 10 la nappe. Cette disposition permet de fabriquer des nappes 2 en continu, sur une même ligne de production. Selon une disposition particulière, représentée en figure 4, l'étape d'enroulement de la nappe peut comprendre une phase de soudage par ultra-sons des bordures longitudinales de la nappe par une sonotrode IV. La soudure par ultra- 15 sons, associée à une nappe 2 en matériau synthétique permet un gain de temps de production et permet au conduit 1 d'être entièrement recyclable car constitué uniquement d'un matériau synthétique, sans additifs ou éléments extérieurs. Selon une autre disposition particulière, non représentée, l'étape d'enroulement de la nappe 2 peut comprendre une phase de collage des bordures 20 longitudinales de la nappe 2. Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution décrites ci-dessus à titre d'exemples, elle embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation. REVENDICATIONS1. Conduit (1) d'admission d'air et d'atténuation des bruits de bouche et des bruits rayonnés, destiné à être relié à un moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une nappe (2) souple poreuse à l'air enroulée pour former un tube (3), la nappe (2) présentant une pluralité de plis (5) définissant une pluralité de facettes (6) en relief configurées pour augmenter la résistance du tube (3) à une dépression intérieure. 2. Conduit (1) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que chaque facette (6) présente sensiblement une géométrie en losange présentant deux sommets (61) qui s'étendent selon une direction sensiblement parallèle à un axe longitudinal (1) du tube (3), pour dissiper un effort de compression sur le tube (3) provoqué par une dépression intérieure. 3. Conduit (1) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la nappe (2) comprend un matériau présentant un grammage compris entre 400 g/m2 et 1000 g/m2, un indice de porosité compris entre 200I/m2/s et 600 1/m2/s sous une perte de charge de 200 Pascals et une rigidité comprise entre 35 N et 50 N. 4. Conduit (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le matériau est un matériau synthétique non tissé. 5. Conduit (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la nappe (2) présente deux bordures longitudinales (21) fixées l'une à l'autre pour que la nappe (2) forme un tube (3). 6. Conduit (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que les deux bordures longitudinales (21) sont soudées par ultra-sons. 7. Conduit (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que les deux bordures longitudinales (21) sont collées. 3067065 10 8. Conduit (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la nappe (2) présente deux bordures transversales (22) fixées chacune à un élément de jonction et d'étanchéité. 5 9. Conduit (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément de jonction et d'étanchéité est un manchon permettant de raccorder le conduit d'admission d'air à un moteur ou à un circuit d'admission d'air. 10. Procédé de fabrication d'un conduit (1) selon l'une quelconque des 10 revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de : fourniture d'une nappe (2) souple poreuse à l'air présentant deux bordures longitudinales (21), marquage des plis (5) sur la nappe (2), enroulement de la nappe (2) pour assembler les deux bordures, 15 longitudinales (21). 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'étape de marquage des plis (5) sur la nappe (2) comprend les phases de : chauffage de la nappe (2) jusqu'à sa température de déformation 20 plastique, positionnement de la nappe (2) dans une presse, impression des plis sur la nappe (2) par la presse. 12. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'étape de 25 marquage des plis (5) sur la nappe (2) comprend les phases de : chauffage de la nappe (2) jusqu'à sa température de déformation plastique, positionnement de la nappe (2) entre des rouleaux (III) de plissage rotatif, 30 plissage de la nappe (2) par les rouleaux (III). 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que l'étape d'enroulement de la nappe (2) pour assembler les deux bordures longitudinales (21) comprend une phase de collage des bordures longitudinales (21) de la nappe (2). 3067065 11 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que l'étape d'enroulement de la nappe (2) pour assembler les deux bordures longitudinales (21) comprend une phase de soudage par ultra-sons des bordures longitudinales (21) de la nappe (2). 5 15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 14, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de découpage de la nappe (2). 16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'étape de 10 découpage est réalisée après l'étape de marquage des plis (5) sur la nappe (2).