Brevet FR3093256A1 — publié le 20200828

Description Titre de l'invention : DISPOSITIF D'ÉMISSION/RÉCEPTION D'ONDES À TRANSFERT DE CALORIES DISSYMÉTRIQUE, POUR UNE PAROI DE CARROSSSERIE D'UN VÉHICULE Domaine technique de l'invention 100011 L'invention concerne les dispositifs d'émission/réception d'ondes qui sont destinés à équiper des parois de carrosserie de véhicule. Etat de la technique [0002] Certains véhicules, éventuellement de type automobile, comprennent une carrosserie ayant une paroi métallique à laquelle est solidarisée fixement un dispositif d'émission/réception d'ondes pour les communications par voie d'ondes. [0003] Certains de ces dispositifs d'émission/réception d'ondes comprennent un ensemble technique, chargé d'émettre/recevoir des ondes et comportant des première et seconde parties se prolongeant mutuellement, et au moins un joint d'étanchéité interne. [0004] La première partie de l'ensemble technique est destinée à être couplée à la face interne d'une paroi de carrosserie (définissant par exemple un toit ou un pavillon, au moins partiellement). Cette première partie comprend la plupart des composants électroniques de son ensemble technique. La seconde partie de l'ensemble technique est destinée à traverser cette paroi de carrosserie au niveau d'une ouverture dédiée, afin de saillir (ou se projeter) devant la face externe de cette paroi. Cette seconde partie comprend généralement une antenne d'émission/réception, éventuellement en forme d'aileron de requin ». [0005] Le joint d'étanchéité interne est plat et destiné à être intercalé entre la première partie de l'ensemble technique et la face interne de la paroi métallique. On comprendra que ce joint d'étanchéité interne est chargé d'assurer l'étanchéité vis-à-vis de l'extérieur du côté de la face interne de la paroi, et une étanchéité complémentaire du côté de la face externe de la paroi est généralement assurée par un joint d'étanchéité externe plat (traversé par la seconde partie saillante de l'ensemble technique. [0006] Par ailleurs, on notera que le dispositif d'émission/réception d'ondes peut aussi comprendre une coque de protection masquant et protégeant la seconde partie saillante de l'ensemble technique devant la face externe de la paroi, s'appuyant sur l'éventuel joint d'étanchéité externe et muni d'un joint à lèvre. [0007] Comme le sait l'homme de l'art, lorsque la paroi de carrosserie du véhicule est exposée de façon prolongée et statique en plein soleil, sa température peut avoisiner les 100°C. Par conséquent, comme le joint d'étanchéité interne est actuellement thermiquement conducteur (et donc assure un transfert bidirectionnel de calories entre la 2 première partie de l'ensemble technique et la paroi de carrosserie), la température de cette première partie peut avoisiner les 95°C, ce qui induit un vieillissement prématuré de ses composants électroniques. 11 serait certes possible d'utiliser des composants électroniques supportant des températures supérieures à 100°C, mais cela induirait une augmentation notable du coût et possiblement aussi du poids et de l'encombrement de l'ensemble technique (notamment à cause de l'ajout de dissipateurs thermiques). [0008] L'invention a donc notamment pour but d'améliorer la situation. Présentation de l'invention [0009] Elle propose notamment à cet effet un dispositif d'émission/réception d'ondes destiné à équiper une paroi d'une carrosserie d'un véhicule et comprenant, d'une part, un ensemble technique chargé d'émettre/recevoir des ondes et comportant une première partie destinée à être couplée à une face interne de cette paroi et une seconde partie destinée à traverser cette paroi afin de saillir devant une face externe de cette dernière, et, d'autre part, un joint d'étanchéité interne plat et destiné à être intercalé entre cette première partie et cette face interne. [0010] Ce dispositif d'émission/réception d'ondes se caractérise par le fait que son joint d'étanchéité interne présente une première résistance thermique dans un premier sens allant de la première partie vers la paroi qui est strictement inférieure à une seconde résistance thermique dans un second sens allant de la paroi vers la première partie, afin de favoriser un transfert de calories de la première partie vers la paroi et limiter un transfert de calories de la paroi vers la première partie. [0011] Ainsi, le joint d'étanchéité interne assure un transfert de calories dissymétrique en permettant beaucoup plus l'évacuation vers la paroi métallique des calories présentes dans la première partie de l'ensemble technique que le passage vers cette première partie des calories présentes dans la paroi. [0012] Le dispositif d'émission/réception d'ondes selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : [0013] - la première résistance thermique dans le premier sens peut être au moins deux fois plus petite que la seconde résistance thermique dans le second sens ; [0014] - son joint d'étanchéité interne peut comprendre au moins une première couche d'un polymère comportant des nanotubes ayant une direction générale approximativement perpendiculaire à la première partie et à la face interne ; [0015] + son joint d'étanchéité interne peut comprendre au moins deux secondes couches en métal et entre lesquelles est intercalée la (une) première couche ; [0016] son joint d'étanchéité interne peut comprendre un empilement de premières et secondes couches en alternance ; [0017] + le polymère peut être un polyéthylène ; 3 100181 - son joint d'étanchéité interne peut comprendre au moins deux trous traversants destinés à être placés en regard de trous traversants correspondants de la première partie et de la paroi et à être traversés par des tiges de vis destinées à solidariser fixement la première partie à la paroi et à assurer un couplage de la première partie à une masse de la paroi ; [0019] - il peut comprendre, d'une part, une coque de protection destinée à masquer et protéger la seconde partie devant la face externe, et, d'autre part, un joint d'étanchéité externe plat et destiné à être intercalé entre la face externe et un bord périphérique d'appui de cette coque de protection. [0020] L'invention propose également un véhicule comprenant une carrosserie comportant au moins une paroi et au moins un dispositif d'émission/réception d'ondes du type de celui présenté ci-avant et solidarisé fixement à cette paroi. [0021] Par exemple, la paroi de la carrosserie peut être un toit (ou pavillon). Brève description des figures [0022] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : [0023] [fig.1[ illustre schématiquement, dans une vue en coupe, un exemple de réalisation d'un dispositif d'émission/réception d'ondes selon 1' invention, solidarisé fixement à une portion d'une paroi de carrosserie, [0024] [fig.21 illustre schématiquement, dans une vue du dessus, le dispositif d'émission/réception d'ondes de la figure 1, sans sa coque de protection et son joint d'étanchéité externe, et avant sa solidarisation à la paroi de carrosserie, [0025] [fig.3[ illustre schématiquement, dans une vue en coupe, la partie du dispositif d'émission/réception d'ondes de la figure 2, [0026] [fig.4[ illustre schématiquement, dans une vue en coupe, un exemple de réalisation d'un joint d'étanchéité interne d'un dispositif d'émission/réception d'ondes selon l'invention, ici solidarisé à une portion d'une paroi de carrosserie, [0027] [fig.5] illustre schématiquement, dans une vue du dessus, un joint d'étanchéité externe et un joint à lèvre d'un dispositif d'émission/réception d'ondes selon l'invention posés sur la face externe d'une portion d'une paroi de carrosserie, et [0028] [fig.6] illustre schématiquement, dans une vue de côté, la coque de protection de la figure 1, équipée d'un joint à lèvre. Description détaillée de l'invention [0029] L'invention a notamment pour but de proposer un dispositif d'émission/réception d'ondes DE destiné à équiper une paroi métallique PC d'une carrosserie de véhicule et à transfert de calories dissymétrique. [0030] Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que le véhicule est de type automobile. Il s'agit par exemple d'une voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout type de véhicule comportant une carrosserie comprenant au moins une paroi métallique. Par conséquent, l'invention concerne les véhicules terrestres (et notamment les véhicules automobiles, les véhicules utilitaires, les motocyclettes, les engins de voirie, les camions, les cars ou bus), les engins de chantier, et les engins agricoles), certains bateaux, et certains aéronefs. [0031] On a schématiquement représenté sur la figure I un exemple de réalisation d'un dispositif d'émission/réception d'ondes DE selon l'invention, solidarisé fixement à une portion d'une paroi métallique PC d'une carrosserie de véhicule. Par exemple, cette paroi métallique PC peut être un toit ou un pavillon de véhicule qui délimite partiellement un habitacle pouvant accueillir au moins un passager. [0032] Comme cela apparaît mieux sur les figures 2 et 3, un dispositif d'émission/réception d'ondes DE, selon l'invention, comprend au moins un ensemble technique ET et un joint d'étanchéité interne .11. [0033] L'ensemble technique ET est agencé de manière à émettre/recevoir des ondes pour les communications par voie d'ondes. Il comporte des première PI et seconde P2 parties qui se prolongent mutuellement. [0034] La première partie PI comprend la plupart des composants électroniques de l'ensemble technique ET et est destinée à être couplée à la face interne FI de la paroi métallique PC qui est, ici, orientée vers l'intérieur de l'habitacle. Cette première partie PI peut, par exemple, se présenter sous la forme d'un boîtier qui est installé, ici, dans l'habitacle et masqué par un habillage ou une garniture. [0035] La seconde partie P2 est destinée à traverser la paroi PC par une ouverture dédiée afin de saillir devant la face externe FE de cette paroi PC. Cette seconde partie P2 comprend, par exemple, une antenne proéminente, éventuellement en forme dite « d'aileron de requin », comme illustré non limitativement sur la figure 3. [0036] Le joint d'étanchéité interne JI est plat et destiné à être intercalé entre la première partie Pl de l'ensemble technique ET et la face interne FI de la paroi PC. De plus, comme cela est matérialisé sur la figure 4, ce joint d'étanchéité interne II présente une première résistance thermique dans un premier sens sl allant de la première partie P1 de l'ensemble technique ET vers la paroi PC qui est strictement inférieure à une seconde résistance thermique dans un second sens s2 allant de la paroi PC vers cette première partie Pl, afin de favoriser le transfert de calories de cette première partie Pl vers la paroi PC et limiter le transfert de calories de la paroi PC vers cette première partie PI. Il est rappelé que la résistance thermique définit la capacité d'un matériau à transmettre la chaleur : plus la résistance thermique est faible, plus la quantité de chaleur transmise est importante. Ainsi la résistance thermique est inversement proportionnelle à la conductivité thermique. [0037] En d'autres termes, ce joint d'étanchéité interne JI assure un transfert de calories dis- symétrique en permettant beaucoup plus l'évacuation vers la paroi PC des calories présentes dans la première partie Pl de l'ensemble technique ET que le passage vers cette première partie Pl des calories présentes dans la paroi PC (à proximité de Pi). Par conséquent, lorsque la paroi PC est très chaude, ces calories sont peu transmises à la première partie Pl de l'ensemble technique ET, et inversement lorsque la température dc cette première partie Pl est supérieure à celle de la paroi PC un maximum de calories sont transmises à cette paroi PC, permettant ainsi de diminuer la température des composants électroniques contenus dans cette première partie Pi. Après une longue exposition au soleil de la paroi PC, pendant laquelle la conductivité thermique est minimale entre cette paroi PC et la première partie Pi, cette dernière (PI) s'échauffe essentiellement par convection ce qui limite sa température maximale. [0038] L'invention permet donc de « couper » le transfert de chaleur par conduction entre la paroi PC et la première partie PI de l'ensemble technique ET aux hautes températures et d'établir un transfert de calories inverse (Pl vers PC) dès que la température de la paroi PC diminue, notamment dès que le roulage du véhicule commence. Il est en effet rappelé que la température d'une paroi métallique d'un véhicule (comme par exemple le toit) descend extrêmement rapidement dès que le roulage commence, même lorsque l'exposition au soleil se poursuit. [0039] De préférence, la première résistance thermique dans le premier sens si peut être au moins deux fois plus petite que la seconde résistance thermique dans le second sens s2. Par exemple, on peut choisir une première résistance thermique trois ou quatre fois plus petite que la seconde résistance thermique. [0040] On notera, comme illustré non lirnitativement sur les figures 2 et 3, que le joint d'étanchéité interne JI peut avantageusement comprendre une première ouverture 01 permettant le passage de la seconde partie P2 de l'ensemble technique ET. [0041] A titre d'exemple de réalisation, pour assurer son transfert de calories dissymétrique le joint d'étanchéité interne JI peut comprendre au moins une première couche Cl d'un polymère comportant des nanotubes ayant une direction générale approximativement perpendiculaire à la première partie Pl de l'ensemble technique ET et à la face interne 6 FI de la paroi PC, comme illustré non limitativement sur la figure 4. [0042] La transformation du polymère initial en un polymère à nanotubes, et donc le passage d'une structure désordonnée à une structure ordonnée, se fait par étirement moléculaire. La direction générale des nanotubcs est alors sensiblement parallèle à la direction d'étirement. Le polymère à nanotubcs final conduit aussi bien la chaleur que la plupart des métaux, tout en demeurant un isolant électrique. Mais contrairement à un métal qui conduit la chaleur dans les deux sens de façon symétrique, le polymère à nanotubes conduit la chaleur principalement suivant un unique sens (ici le premier si). Par conséquent, ici, lorsque la paroi PC se refroidit lors du roulage, la chaleur emmagasinée par la première partie P1 de l'ensemble technique ET se dissipe très largement dans le métal de la paroi PC. [0043] On notera qu'en outre le polymère choisi assure une bonne étanchéité aux liquides et à l'air. [0044] Par exemple, on pourra utiliser un polymère tel qu'un polyéthylène. [0045] On notera également, comme illustré non limitativement sur la figure 4, que le joint d'étanchéité interne JI peut aussi comprendre au moins deux secondes couches C2 en métal et entre lesquelles est intercalée la (une) première couche Cl. [0046] Dans l'exemple illustré non limitativement sur la figure 4, le joint d'étanchéité interne JI comprend un empilement de premières Cl et secondes C2 couches en alternance. Plus précisément, dans cet exemple purement illustratif quatre premières couches CI sont intercalées ((le façon alternée) entre cinq secondes couches C2. Mais lorsque le joint d'étanchéité interne JI se présente sous la forme d'un empilement alterné, le nombre de premières couches Cl peut prendre n'importe quelle valeur supérieure ou égale à un, et le nombre de secondes couches C2 peut prendre n'importe quelle valeur supérieure ou égale à deux. [0047] On notera également que l'épaisseur du joint d'étanchéité interne JI peut, par exemple, être comprise entre 2 mm et 4 mm, qu'il soit monocouche (seulement Cl) ou multicouches (CI et C2). [0048] On notera également, comme illustré non limitativement sur les figures 2 et 3, que le joint d'étanchéité interne JI peut comprendre au moins deux premiers trous traversants TT1 destinés à être placés en regard de deuxièmes trous traversants TT2 correspondants de la première partie PI et de troisièmes trous traversants correspondants (non illustrés) de la paroi PC. Dans ce cas, ces premiers trous traversants TTI sont destinés, comme les deuxièmes TT2 et troisièmes trous traversants, à être traversés par des tiges de vis qui sont destinées à solidariser fixement la première partie PI de l'ensemble technique ET à la paroi PC et à assurer un couplage de cette première partie Pl à une masse de la paroi PC. Ce montage est avantageux car les matériaux à transfert de calories dissymétrique (et notamment le polymère à nanotubes) sont isolants élec- 7 triquement. Or, les vis assurent ici une jonction de masse entre une partie métallique de la première partie P1 et des écrous filetés métalliques qui sont en contact direct avec la face externe FE de la paroi PC. [0049] On notera également, comme illustré non limitativement sur les figures 1,5 et 6, que le dispositif d'émission/réception d'ondes DE peut aussi comprendre une coque de protection CP et un joint d'étanchéité externe JE. [0050] La coque de protection CP est destinée à masquer et protéger la seconde partie P2 de l'ensemble technique ET devant la face externe FE. Elle peut aussi, éventuellement, participer au style du véhicule, notamment par sa forme et/ou sa couleur. Cette coque de protection CP peut, par exemple, être réalisée en polypropylène. Par ailleurs, cette coque de protection CP peut, par exemple, être solidarisée fixement à la paroi PC et à la première partie P1 de l'ensemble technique ET par l'intermédiaire des vis précitées. Dans cc cas, les écrous filetés métalliques précités (en contact direct avec la face externe FE de la paroi PC) font partie de la coque de protection CP. Les têtes des vis sont alors situées du côté de la première partie P1 de l'ensemble technique ET, à l'opposé du joint d'étanchéité interne JI. [0051] On notera également, comme illustré non limitativement sur les figures Set 6, que cette coque de protection CP peut comprendre un bord périphérique situé au voisinage de la face externe FE de la paroi PC et muni d'un joint à lèvre JL. [0052] Le joint d'étanchéité externe JE est plat et destiné à être intercalé entre la face externe FE de la paroi PC et un bord périphérique d'appui de la coque de protection CP (non représenté). Il assure alors une étanchéité complémentaire du côté de la face externe FE de la paroi PC. [0053] Par exemple, et comme illustré non limitativement sur la figure 5, ce joint d'étanchéité externe JE peut comprendre des quatrièmes trous traversants TT4 installés en regard des troisièmes trous traversants de la paroi PC et traversés par les tiges des vis précitées. [0054] Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement sur la figure 5, le joint d'étanchéité externe JE peut avantageusement comprendre une seconde ouverture 02 permettant le passage de la seconde partie P2 de l'ensemble technique ET. 8 [Revendication I] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6] [Revendication 7]