Brevet FR3101136A1 — publié le 20210326

Dispositif d’aération comprenant un résonateur acoustique Le dispositif d’aération (1) comprend un conduit de circulation (2) d’un gaz s’étendant entre une entrée (4) et une sortie (6), le conduit (2) comprenant au moins une première zone (8) adjacente à l’entrée (4), dans laquelle le gaz circule à une première vitesse, et au moins une deuxième zone (10) adjacente à la sortie (6), dans laquelle le gaz circule à une deuxième vitesse supérieure à la première vitesse, le dispositif d’aération comprenant en outre au moins un résonateur acoustique (18) en communication fluidique avec le conduit (2). Le résonateur acoustique (18) débouche dans ladite deuxième zone (10) et étant apte à générer une fréquence d’atténuation agencée pour atténuer le son généré par le flux gazeux à ladite deuxième vitesse. Figure pour l'abrégé : 1 Dispositif d’aération comprenant un résonateur acoustique La présente invention concerne un dispositif d’aération pour véhicule du type comprenant un conduit de circulation d’un gaz s’étendant entre une entrée et une sortie, le conduit comprenant au moins une première zone adjacente à l’entrée, dans laquelle le gaz circule à une première vitesse, et au moins une deuxième zone adjacente à la sortie, dans laquelle le gaz circule à une deuxième vitesse supérieure à la première vitesse, le dispositif d’aération comprenant en outre au moins un résonateur acoustique en communication fluidique avec le conduit. L’invention concerne également un véhicule comprenant un tel dispositif d’aération. Un dispositif d’aération pour véhicule, ou aérateur, est prévu pour permettre d’orienter un flux gazeux, par exemple un flux d’air, dans l’habitacle du véhicule afin d’accommoder l’atmosphère interne du véhicule aux préférences, notamment en termes de température, d’un ou plusieurs passagers. Le dispositif d’aération est donc agencé pour guider le flux gazeux d’un système de ventilation jusqu’à une sortie d’un conduit débouchant dans l’habitacle. La circulation du flux gazeux dans le conduit jusqu’à la sortie est cependant susceptible de générer du bruit audible depuis l’habitacle et susceptible de gêner les occupants du véhicule. Pour pallier cet inconvénient, il a été proposé de prévoir un dispositif d’atténuation acoustique dans le dispositif d’aération afin de réduire les nuisances sonores générées par le fonctionnement du dispositif d’aération. Un tel dispositif d’atténuation est par exemple formé par un matériau d’absorption acoustique tapissant la paroi interne du conduit. Cependant, un tel matériau est difficile à mettre en place dans le conduit et peut dégrader les performances de guidage du flux gazeux par le conduit. Selon un autre exemple, des résonateurs acoustiques, formés par des cavités en communication fluidique avec le conduit, peuvent être prévus le long du conduit pour atténuer les bruits générés par la circulation du flux gazeux. Bien que de tels résonateurs soient adaptés pour atténuer efficacement le bruit généré par la circulation du flux gazeux, leur performance peut encore être améliorée. L’un des buts de l’invention est d’apporter une telle amélioration en proposant un dispositif d’aération dont les performances acoustiques sont optimisées pour réduire le bruit généré par la circulation d’un flux gazeux guidé par ce dispositif d’aération. A cet effet, l’invention concerne un dispositif d’aération du type précité, dans lequel le résonateur acoustique débouche dans la deuxième zone et est apte à générer une fréquence d’atténuation agencée pour atténuer le son généré par le flux gazeux à ladite deuxième vitesse. En positionnant et en agençant le résonateur acoustique pour qu’il interagisse avec le flux gazeux dans une zone du conduit où le gaz circule à une vitesse importante au voisinage de la sortie, les performances d’atténuation acoustique du résonateur acoustique sont améliorées et permettent de réduire de façon efficace le bruit généré par cette circulation. Selon d’autres caractéristiques du dispositif d’aération selon l’invention, prises isolément ou selon toute combinaison techniquement envisageable : - la deuxième vitesse est la vitesse maximale de circulation du gaz dans le conduit entre l’entrée et la sortie ; - le résonateur acoustique comprend une cavité s’étendant en regard une partie du conduit, fermée à une première extrémité et ouverte à une deuxième extrémité débouchant dans la deuxième zone du conduit ; - la cavité s’étend selon une direction sensiblement parallèle à l’axe du conduit de circulation ; - la section du conduit dans la deuxième zone est supérieure à la section du conduit dans la première zone, la cavité du résonateur s’étendant le long d’une partie de la première zone de sorte à être inscrite dans la section de la deuxième zone ; - le résonateur acoustique est un résonateur de Helmholtz, un résonateur à section variable, un résonateur quart d’onde ou une chambre d’expansion ; - le dispositif d’aération comprend une pluralité de résonateurs acoustiques débouchant dans la deuxième zone, lesdits résonateurs acoustiques étant aptes à générer des fréquences d’atténuation différentes de sorte à augmenter la gamme de fréquences de son atténué ; - le dispositif d’aération comprend une pluralité de résonateurs acoustiques débouchant dans la deuxième zone, lesdits résonateurs acoustiques étant aptes à générer une même fréquence d’atténuation de sorte à améliorer l’atténuation du son à une fréquence particulière ; et - le dispositif d’aération comprend un élément de guidage du flux gazeux s’étendant dans la deuxième zone du conduit, ledit dispositif de guidage du flux gazeux réduisant la section de passage dudit flux gazeux dans la deuxième zone et accélérant ledit flux gazeux dans ladite deuxième zone par rapport à la première zone. Selon un autre aspect, l’invention concerne également un véhicule comprenant un dispositif d’aération tel que décrit ci-dessus, la sortie du conduit du dispositif d’aération débouchant dans l’habitacle du véhicule. D’autres aspects et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, donnée à titre d’exemple et faite en références au dessin annexé, dans lequel - la Fig. 1 est une représentation schématique en coupe d’un dispositif d’aération selon l’invention. En référence à la Fig. 1, on décrit un dispositif d’aération 1 pour véhicule destiné à être installé dans un véhicule afin de délivrer un flux gazeux dans l’habitacle du véhicule. A cet effet, le dispositif d’aération 1 comprend un conduit de circulation 2 du flux gazeux s’étendant entre une entrée 4, connectée fluidiquement à un système de ventilation du véhicule, et une sortie 6, débouchant dans l’habitacle du véhicule. Le système de ventilation permet ainsi d’émettre un flux d’air dans l’habitacle en passant par le conduit de circulation 2. De façon connue, le conduit de circulation 2 est par exemple agencé dans un élément de garnissage, tel qu’une planche de bord, un panneau de porte, ou autre, et la sortie 6 débouche dans une surface externe de cet élément de garnissage. Le conduit de circulation 2 présente par exemple une forme tubulaire s’étendant selon un axe A entre l’entrée 4 et la sortie 6. Le conduit de circulation 2 comprend une première zone 8, s’étendant à partir de l’entrée 4 et en aval de cette entrée 4, et une deuxième zone 10, s’étendant à partir de la sortie 6 et en amont de cette sortie 6. Les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport au sens de circulation du flux gazeux dans le conduit de circulation 2 de l’entrée 4 vers la sortie 6. Ainsi, la première zone 8 s’étend au voisinage de l’entrée 4 et la deuxième zone 10 s’étend au voisinage de la sortie 6. Une ou plusieurs zones intermédiaires peuvent s’étendre entre la première zone 8 et la deuxième zone 10 selon la longueur du conduit de circulation 2 selon son axe A. La première zone 8, en plus de s’étendre au voisinage de l’entrée 4, est définie par la vitesse à laquelle circule le flux gazeux dans la première zone 8. Ainsi, dans la première zone 8, le gaz circule à une première vitesse, dépendant notamment de la section de passage du gaz dans la première zone 8 du conduit 2 et du réglage du système de ventilation. La deuxième zone 10, en plus de s’étendre au voisinage de la sortie 6, est définie par la vitesse à laquelle circule le flux gazeux dans la deuxième zone 10. Plus particulièrement, dans la deuxième zone 10, le gaz circule à une deuxième vitesse supérieure à la première vitesse. La deuxième vitesse dépend notamment de la section de passage du gaz dans la deuxième zone 10 du conduit 2 et du réglage du système de ventilation. Les première et deuxième zones 8 et 10 sont ainsi agencées pour que la section de passage du gaz dans la deuxième zone 10 soit inférieure à la section de passage du gaz dans la première zone 8 de sorte que le gaz subisse une accélération lors du passage de la première zone 8 à la deuxième zone 10. Selon un mode de réalisation, la deuxième vitesse est la vitesse maximale de circulation du gaz dans le conduit 2 entre l’entrée 4 et la sortie 6. En d’autres termes, toutes les vitesses de circulation du gaz dans le conduit 2 en dehors de la deuxième zone 10 sont inférieures à la vitesse de circulation du gaz dans la deuxième zone 10. Selon le mode de réalisation représenté sur la figure, la section du conduit dans la première zone 8 est inférieure à la section du conduit dans la deuxième zone 10. La section du conduit 2 n’étant pas nécessairement constante dans la première zone 8 et/ou dans la deuxième zone 10, cela signifie que la plus grande section du conduit 2 dans la première zone 8 est inférieure à la plus petite section du conduit 2 dans la deuxième zone 10. Selon le mode de réalisation représenté sur la Fig. 1, la deuxième zone 10 comprend ainsi une partie de section maximale adjacente à la première zone 8 et une partie de section décroissante de la partie de section maximale à la sortie 6. Dans cette partie de section décroissante le diamètre du conduit 2 décroit progressivement de la partie de section maximale à la sortie 6, pour le cas d’un conduit de section circulaire. Il est cependant entendu que le conduit peut présenter une autre forme de section, par exemple une section rectangulaire ou autre. Selon le mode de réalisation représenté sur la figure, un élément de guidage 12 du flux gazeux est agencé dans le conduit 2 au voisinage de la sortie 6. Un tel élément de guidage 12 s’étend à l’intérieur de la deuxième zone 10 et comprend au moins une surface de guidage 14 du gaz orientant la direction du flux de gaz lorsqu’il sort du dispositif d’aération par la sortie 6. L’élément de guidage 12 réduit localement la section de passage du flux gazeux dans la deuxième zone 10 de sorte que la section de passage du flux gazeux dans la deuxième zone 10 est inférieure à la section de passage dans la première zone 8 alors que la section du conduit 2 dans la deuxième zone 10 est supérieure à la section du conduit 2 dans la première zone 8. Ainsi, l’élément de guidage 12 oriente et accélère le flux gazeux dans la deuxième zone 10 et en sortie du dispositif d’aération 1. Selon le mode de réalisation représenté sur la Fig. 1, l’élément de guidage 12 comprend deux surfaces de guidage 14 et définit avec le conduit 2 deux passages 16 du flux gazeux de section réduite dans la deuxième zone 10, par exemple un passage inférieur passant sous l’élément de guidage 12 et un passage supérieur passant au-dessus de l’élément de guidage 12. Le dispositif d’aération comprend en outre au moins un résonateur acoustique 18 en communication fluidique avec le conduit de guidage 2 et débouchant plus particulièrement dans la deuxième zone 10. Le résonateur acoustique 18 est formé par une cavité 20 fermée à une première extrémité 22 et ouverte à une deuxième extrémité 24 débouchant dans la deuxième zone 10. La cavité 20 est dimensionnée pour que le résonateur acoustique 18 soit apte à générer une fréquence d’atténuation agencée pour atténuer le son généré par le flux gazeux circulant dans la deuxième zone 10 à la deuxième vitesse. Par « son généré par le flux gazeux », on entend le son qui serait émis par la circulation du flux gazeux en l’absence du résonateur acoustique 18. Ainsi, le résonateur acoustique 18 est apte à générer dans la deuxième zone 10 une fréquence d’atténuation équivalente à celles générées par le flux gazeux lorsqu’il passe dans cette deuxième zone 10. En d’autres termes, l’onde émise par le résonateur acoustique 18 sous l’effet de la circulation du flux gazeux est agencée pour être en opposition de phase avec l’onde sonore générée par le flux gazeux à la deuxième vitesse pour atténuer les bruits produits par cette circulation du flux gazeux. On entend par « fréquence d’atténuation », la fréquence dominante parmi les fréquences générées par le résonateur acoustique 18. En positionnant la deuxième extrémité 24 de la cavité 20 en regard de la zone où la vitesse de circulation du flux gazeux est importante, notamment dans la zone où cette vitesse est maximale, l’atténuation du bruit est améliorée. Ainsi, selon le mode de réalisation représenté sur la figure, la cavité 20 est positionnée de sorte que la deuxième extrémité 24 débouche dans l’un des passages 16 du flux gazeux défini par le conduit de circulation 2 et l’élément de guidage 12 dans la deuxième zone 10. Avantageusement, la cavité 20 s’étend principalement selon une direction sensiblement parallèle à l’axe A du conduit de circulation 2 de sorte à limiter l’encombrement du dispositif d’aération 1 autour du conduit de circulation 2 et notamment selon la direction radiale perpendiculaire à l’axe A du conduit 2. La cavité 20 s’étend par exemple vers l’amont à partir de la deuxième extrémité 24, c’est-à-dire vers l’entrée 4 du conduit de circulation 2. Ainsi, la cavité 20 s’étend principalement en regard de la première zone 8 du conduit 2. Un tel mode de réalisation permet de positionner la cavité en regard d’une zone dans laquelle la section du conduit 2 est réduite. Selon ce mode de réalisation, la cavité 20 s’inscrit dans la section de la deuxième zone 10 de section supérieure. En d’autres termes, la cavité 20 ne s’étend pas selon la direction radiale au-delà de la plus grande section de la deuxième zone 10. Ainsi, le résonateur acoustique 18 n’augmente pas l’encombrement du dispositif d’aération et est invisible depuis l’extérieur du dispositif d’aération 1 lorsque celui-ci est observé du côté de la sortie 6 du conduit 2. Le résonateur acoustique 18 est par exemple un résonateur de Helmholtz, un résonateur à section variable, un résonateur quart d’onde ou une chambre d’expansion. La fréquence d’atténuation générée par le résonateur acoustique 18 est par exemple comprise entre 2000 Hz et 4000 Hz, préférentiellement comprise entre 2500 Hz et 3500 Hz, pour atténuer efficacement les bruits générés par la circulation du flux gazeux dans le conduit 2 qui sont généralement situés dans une gamme de fréquence autour de 3000 Hz. Selon différents modes de réalisation, le dispositif d’aération 1 comprend plusieurs résonateurs acoustiques 18. Selon le mode de réalisation représenté sur la figure, le dispositif d’aération 1 comprend au moins deux résonateurs acoustiques 18, débouchant respectivement dans le passage 16 inférieur et dans le passage 16 supérieur dans la deuxième zone 10. Ces deux résonateurs acoustiques 18 sont par exemple sensiblement identiques et sont agencés pour atténuer le bruit généré respectivement dans le passage inférieur et dans le passage supérieur. En variante ou en complément, le dispositif d’aération 18 peut comprendre plusieurs résonateurs acoustiques 18 pour un même passage 16. Ces résonateurs 18 sont par exemple sensiblement identiques mais débouchent en différents endroits du passage. Par sensiblement identiques, on entend que les résonateurs 18 sont aptes à générer une même fréquence d’atténuation de sorte à améliorer l’atténuation du son à une fréquence particulière. En variante ou en complément, les ou certains résonateurs sont aptes à générer des fréquences d’atténuation différentes de sorte à augmenter la gamme de fréquences de son atténué. En variante ou en complément, les ou certains résonateurs acoustiques 18 peuvent être d’une nature différente par exemple en fonction de contrainte d’espace disponible autour du conduit de circulation 2. Le dispositif d’aération selon l’invention peut donc fonctionner sans bruit gênant pour les occupants du véhicule grâce à un positionnement et à un dimensionnement optimisés du ou des résonateurs acoustiques. Il est entendu que le dispositif d’aération 1 illustré sur la figure n’est qu’un exemple de réalisation et que différentes modifications peuvent être envisagées. Ainsi, à titre d’exemple, le conduit 2 pourrait avoir une forme différente. Par exemple, la deuxième zone 10 du conduit 2 peut être de section inférieure à celle de la première zone 8 de sorte à augmenter la vitesse d’écoulement de l’air dans la deuxième zone 10 sans nécessairement prévoir d’élément de guidage. Dispositif d’aération (1) pour véhicule comprenant un conduit de circulation (2) d’un gaz s’étendant entre une entrée (4) et une sortie (6), le conduit (2) comprenant au moins une première zone (8) adjacente à l’entrée (4), dans laquelle le gaz circule à une première vitesse, et au moins une deuxième zone (10) adjacente à la sortie (6), dans laquelle le gaz circule à une deuxième vitesse supérieure à la première vitesse, le dispositif d’aération comprenant en outre au moins un résonateur acoustique (18) en communication fluidique avec le conduit (2), caractérisé en ce que ledit résonateur acoustique (18) débouche dans ladite deuxième zone (10) et étant apte à générer une fréquence d’atténuation agencée pour atténuer le son généré par le flux gazeux à ladite deuxième vitesse. Dispositif d’aération selon la revendication 1, dans lequel ladite deuxième vitesse est la vitesse maximale de circulation du gaz dans le conduit (2) entre l’entrée (4) et la sortie (6). Dispositif d’aération selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le résonateur acoustique (18) comprend une cavité s’étendant en regard une partie du conduit (2), fermée à une première extrémité (22) et ouverte à une deuxième extrémité (24) débouchant dans la deuxième zone (10) du conduit (2). Dispositif d’aération selon la revendication 3, dans lequel la cavité (20) s’étend selon une direction sensiblement parallèle à l’axe (A) du conduit de circulation (2). Dispositif d’aération selon la revendication 3 ou 4, dans lequel la section du conduit (2) dans la deuxième zone (10) est supérieure à la section du conduit (2) dans la première zone (8), la cavité (20) du résonateur s’étendant le long d’une partie de la première zone (8) de sorte à être inscrite dans la section de la deuxième zone (10). Dispositif d’aération selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le résonateur acoustique (18) est un résonateur de Helmholtz, un résonateur à section variable, un résonateur quart d’onde ou une chambre d’expansion. Dispositif d’aération selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant une pluralité de résonateurs acoustiques (18) débouchant dans la deuxième zone (10), lesdits résonateurs acoustiques (18) étant aptes à générer des fréquences d’atténuation différentes de sorte à augmenter la gamme de fréquences de son atténué. Dispositif d’aération selon l’une quelconque des revendication 1 à 7, comprenant une pluralité de résonateurs acoustiques (18) débouchant dans la deuxième zone (10), lesdits résonateurs acoustiques (18) étant aptes à générer une même fréquence d’atténuation de sorte à améliorer l’atténuation du son à une fréquence particulière. Dispositif d’aération selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant un élément de guidage (12) du flux gazeux s’étendant dans la deuxième zone (10) du conduit (2), ledit dispositif de guidage (12) du flux gazeux réduisant la section de passage dudit flux gazeux dans la deuxième zone (10) et accélérant ledit flux gazeux dans ladite deuxième zone (10) par rapport à la première zone (8). Véhicule comprenant au moins un dispositif d’aération (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, la sortie (6) du conduit (2) du dispositif d’aération (1) débouchant dans l’habitacle dudit véhicule.