Brevet FR3104504A1 — publié le 20210618

L’invention concerne un écran de protection acoustique destiné à être monté sous un moteur de véhicule automobile, ledit écran comprenant un corps fibreux et poreux thermo-comprimé, les fibres constitutives dudit corps se répartissant selon les pourcentages en poids suivants : entre 15% et 25% de fibres d’absorption acoustique à base de polyéthylène téréphtalate (PET) et de titre compris entre 1,5 et 2 dtex ; entre 30% et 40% de fibres naturelles pour apporter la tenue mécanique ; entre 40% et 50% de fibres de liage en polypropylène assurant une liaison entre les fibres dudit corps suite à leur fusion. Figure 2 Ecran de protection acoustique L’invention concerne un écran de protection acoustique destiné à être monté sous un moteur de véhicule automobile. Il est connu de réaliser un écran de protection acoustique destiné à être monté sous un moteur de véhicule automobile, ledit écran comprenant un corps fibreux et poreux thermo-comprimé à base de fibres de verre, lesdites fibres étant reliées entre elles par du polypropylène, sous formes de fibres, notamment de titre 6,7 dtex, qui a été amené à son point de fusion. Un tel écran présente l’avantage, de par la porosité du corps, de permettre une absorption acoustique du bruit émis par le moteur. Par ailleurs, l’emploi de fibre de verre permet de conférer au corps une très bonne rigidité. Un tel écran est sujet, au cours de sa vie, à des projections de gravier qui sont très dommageables pour lui, les fibres de verre se rompant progressivement, ce qui conduit à sa dégradation prématurée. Pour pallier cet inconvénient, il a été proposé de revêtir la face du corps exposée aux projections d’un film plastique permettant d’amortir le choc des gravillons et de préserver l’intégrité du corps. Cependant, la mise en place d’un tel film conduit à un renchérissement du coût de fabrication de l’écran et aussi à son alourdissement. Enfin, les fibres de verre telles que définies ci-dessus ne sont pas les fibres les plus appropriées pour réaliser une absorption acoustique optimale en raison de leur diamètre important, notamment de l’ordre de 10 à 30 microns. L’invention a pour but de pallier ces inconvénients en proposant un écran qui présente un compromis optimisé entre les différentes exigences détaillées ci-dessus : la rigidité, la résistance à la projection de gravillons et enfin les propriétés d’absorption acoustique. A cet effet, l’invention propose un écran de protection acoustique destiné à être monté sous un moteur de véhicule automobile, ledit écran comprenant un corps fibreux et poreux thermo-comprimé, les fibres constitutives dudit corps se répartissant selon les pourcentages en poids suivants : entre 15% et 25% de fibres d’absorption acoustique à base de polyéthylène téréphtalate (PET) et de titre compris entre 1,5 et 2 dtex, entre 30% et 40% de fibres naturelles pour apporter la tenue mécanique, entre 40% et 50% de fibres de liage en polypropylène assurant une liaison entre les fibres dudit corps suite à leur fusion. Plus particulièrement, les fibres se répartissent selon les pourcentages en poids suivants : entre 18% et 22% de fibres d’absorption acoustique, entre 33% et 37% de fibres naturelles, entre 43% et 47% de fibres de liage. Avec l’agencement proposé, on obtient un excellent compromis entre toutes les exigences sus mentionnées. La présence de fibres d’absorption de faible titre, notamment de 1,7 dtex, permet de rehausser les propriétés d’absorption acoustique de l’écran. Les fibres naturelles confèrent sa rigidité mécanique à l’écran. Par ailleurs, les fibres d’absorption apportent également une contribution à la résistance de l’écran à la projection de gravillons. Enfin, les fibres de liage permettent d’assurer la liaison inter-fibres. A titre d’exemple, on peut utiliser des fibres de liage présentant un titre de 6,7 dtex avant leur fusion. On dispose en définitive d’un écran essentiellement fibreux dont la rigidité, la résistance à la projection de gravillons et les propriétés d’absorption acoustique sont agencées au mieux de manière à trouver un compromis optimal entre toutes les exigences auxquelles doit répondre l’écran. D’autres particularités et avantages de l’invention apparaîtront dans la description qui suit, faite en référence aux figures jointes, dans lesquelles : est un schéma de principe d’un dispositif de test de la résistance d’un échantillon à la projection de gravillons, est une représentation graphique de l’absorption acoustique (coefficient alpha) en fonction de la fréquence 1/3 octave (en Hertz), en champ diffus, d’échantillons issus d’un écran selon l’invention selon différentes compositions (courbe B : NFHFA ; courbe C : NFA ; courbe D : NFHA) et d’un échantillon issu d’un écran de référence (courbe A) selon l’art antérieur (50% en poids de fibres de verre / 50% en poids de liant polypropylène). On décrit à présent un écran de protection acoustique destiné à être monté sous un moteur de véhicule automobile, ledit écran comprenant un corps fibreux et poreux thermo-comprimé, les fibres constitutives dudit corps se répartissant selon les pourcentages en poids suivants : entre 15% et 25% de fibres d’absorption acoustique à base de polyéthylène téréphtalate (PET) et de titre compris entre 1,5 et 2 dtex, entre 30% et 40% de fibres naturelles pour apporter la tenue mécanique, entre 40% et 50% de fibres de liage en polypropylène assurant une liaison entre les fibres dudit corps suite à leur fusion. Selon une réalisation, les fibres se répartissent selon les pourcentages en poids suivants : entre 18% et 22% de fibres d’absorption acoustique, et notamment entre 19% et 21%, entre 33% et 37% de fibres naturelles, et notamment entre 34% et 36%, entre 43% et 47% de fibres de liage, et notamment entre 44% et 46%. Selon une première composition (NFHA), les fibres naturelles sont des fibres de chanvre. Selon une deuxième composition (NFHFA), les fibres naturelles se répartissent selon les pourcentages en poids suivants par rapport au corps : entre 10% et 15% de fibres de chanvre, et notamment entre 11% et 13%, entre 20% et 25% de fibres de lin, et notamment entre 22% et 24%. Selon une troisième composition (NFA), les fibres naturelles se répartissent selon les pourcentages en poids suivants par rapport au corps : entre 10% et 15% de fibres de chanvre, et notamment entre 11% et 13%, entre 10% et 15% de fibres de lin, et notamment entre 11% et 13%, entre 9% et 13% de fibres de kenaf, et notamment entre 10% et 12%, Selon une réalisation, les fibres naturelles sont pourvues d’un traitement anti-moisissure. Selon une réalisation, au moins 90% des fibres naturelles présentent une longueur comprise entre 5 et 25 cm pour pouvoir contribuer de façon efficace à la tenue mécanique de l’écran. Selon une réalisation, les fibres d’absorption acoustique à base de polyéthylène téréphtalate (PET) ont un titre de 1,7 dtex. Selon une réalisation, les fibres de liage ont une longueur comprise entre 55 et 65 mm. Selon une réalisation, le propylène constitutif des fibres de liage a subi une modification chimique rehaussant son point de fusion (fibres « warmstabilised »), le portant notamment à une température supérieure à 150°C, ce qui permet une meilleure résistance de l’écran en environnement chaud. Pour déterminer la résistance à la projection de gravillons (appelée aussi « résistance au grenaillage ») on peut appliquer le protocole de test décrit ci-après. Le principe est de bombarder de grenaille d’acier coulé, au travers d’une buse, l’échantillon à tester. La résistance au grenaillage est caractérisée par le temps nécessaire pour percer l’échantillon. Les conditions opératoires de détermination de la résistance au grenaillage, dont un dispositif de test est schématisé en figure 1, sont les suivantes : la grenaille 1 est rendue angulaire par concassage de grenaille sphérique, de type « GP 14 Wheelabrator Allevard ». l’échantillon 2 est sous forme de plaque carrée de 150x150 mm ; son épaisseur est mesurée avec un micrométre à touche sur une surface d’environ 0,5 cm² sous une pression de 0,22 +/- 0,01 MPa ; il est fixé, par adhésion ou fixation mécanique (colle cyanoacrylique, film adhésif double face, etc.) sur une plaque de tôle 3 ; il est conditionné au préalable à une température de 24 +/- 4°C pendant 2 heures minimum, le test étant réalisé à la même température. un canon 4 de projection de grenaille est disposé à une distance de 100 +/- 1 mm de l’échantillon ; la tôle 3 est incliné de 30° par rapport à la buse 5 ; le diamètre de la buse 5 est de 10 +/- 0,1 mm ; le diamètre de l’injecteur d’air 6 est de 4 mm ; la longueur du canon 4 est de 111 mm ; une projection de 25 kg de grenaille 1 est réalisée sur l’échantillon 2 au travers de la buse 5 selon un débit de 2,6 +/- 0,5 kg/min, sous une pression de 3,2 +/- 1 bar. la résistance au grenaillage est définie par la moyenne arithmétique des résultats obtenus sur trois échantillons 2. On présente ci-dessous une comparaison du module de flexion et du temps de résistance au grenaillage d’un échantillon issu d’écrans selon l’invention, selon diverses compositions, et d’un échantillon de référence issu d’un écran selon l’art antérieur (de composition 50% de polypropylène et 50% de fibres de verre). Tous les échantillons testés présentent une épaisseur de 4 mm et une masse surfacique de 1000 g/m 2 . Les résultats obtenus sont les suivants : temps de tenue au grenaillage (s) module de flexion (MPa) Référence (50% verre / 50% polypropylène) 35 614 première composition (NFHA) 103 448 deuxième composition (NFHFA) 146 571 troisième composition (NFA) 130 454 On observe que le remplacement des fibres de verre par des fibres naturelles et d’absorption conduit à une relativement faible dégradation des propriétés mécaniques (module de flexion) mais améliore de façon très significative la résistance au grenaillage. On commente à présent les résultats de performances acoustiques illustrés en figure 2. Les échantillons testés sont analogues à ceux testés en résistance au grenaillage en termes de composition, épaisseur et masse surfacique. On note ici une amélioration de l’absorption acoustique avec la deuxième composition (NFHFA) à partir de 3000 Hz environ. On note également une amélioration de l’absorption acoustique à partir de 3000 Hz environ avec les première (NFHA) et troisième (NFA) compositions, cette amélioration étant plus marquée que pour la deuxième composition (NFHFA). En définitive, les compositions telles que définies par l’invention permettent une amélioration notable de la résistance au grenaillage, et ceci sans dégradation trop importante des propriétés mécaniques (module de flexion), et également une amélioration de l’absorption acoustique à partir de 3000 Hz environ. Ecran de protection acoustique destiné à être monté sous un moteur de véhicule automobile, ledit écran comprenant un corps fibreux et poreux thermo-comprimé, ledit écran étant caractérisé en ce que les fibres constitutives dudit corps se répartissent selon les pourcentages en poids suivants : entre 15% et 25% de fibres d’absorption acoustique à base de polyéthylène téréphtalate (PET) et de titre compris entre 1,5 et 2 dtex, entre 30% et 40% de fibres naturelles pour apporter la tenue mécanique, entre 40% et 50% de fibres de liage en polypropylène assurant une liaison entre les fibres dudit corps suite à leur fusion. Ecran selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fibres se répartissent selon les pourcentages en poids suivants : entre 18% et 22% de fibres d’absorption acoustique, entre 33% et 37% de fibres naturelles, entre 43% et 47% de fibres de liage. Ecran selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les fibres naturelles sont, selon une première composition, des fibres de chanvre. Ecran selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les fibres naturelles se répartissent, selon une deuxième composition, selon les pourcentages en poids suivants par rapport au corps : entre 10% et 15% de fibres de chanvre, et notamment entre 11% et 13%, entre 20% et 25% de fibres de lin, et notamment entre 22% et 24%. Ecran selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les fibres naturelles se répartissent, selon une troisième composition, selon les pourcentages en poids suivants par rapport au corps : entre 10% et 15% de fibres de chanvre, et notamment entre 11% et 13%, entre 10% et 15% de fibres de lin, et notamment entre 11% et 13%, entre 9% et 13% de fibres de kenaf, et notamment entre 10% et 12%, Ecran selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fibres naturelles sont pourvues d’un traitement anti-moisissure. Ecran selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’au moins 90% des fibres naturelles présentent une longueur comprise entre 5 et 25 cm. Ecran selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fibres d’absorption acoustique à base de polyéthylène téréphtalate (PET) ont un titre de 1,7 dtex. Ecran selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fibres de liage ont une longueur comprise entre 55 et 65 mm. Ecran selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le propylène constitutif des fibres de liage a subi une modification chimique rehaussant son point de fusion.