Brevet FR3122361A1 — publié le 20221104

La présente invention concerne un dispositif de protection du réservoir (R) à carburant d’un véhicule automobile contre les chocs arrière, ledit réservoir étant monté entre deux longerons (L) s’étendant sous la caisse (C) du véhicule, caractérisé en ce qu’il comprend un cadre rigide (1) entourant le réservoir (R) et étant, d’une part, raccordé à sa partie avant auxdits longerons et portant, d’autre part, dans sa partie arrière, un élément de renfort (2) anti-intrusion. Figure de l’abrégé : Fig. 1B Dispositif de protection des véhicules automobiles hybrides contre les chocs L’invention s’applique au domaine général de la sécurité dite passive des véhicules automobiles hybrides. Plus précisément, l’invention concerne un dispositif perfectionné destiné à améliorer l’absorption de l’énergie cinétique en cas d’impact à grande vitesse contre l’arrière des véhicules automobiles hybrides en vue de protéger différents composants et, en particulier, leur réservoir à carburant. De manière générale, la sécurité passive des véhicules automobiles impose la présence d’un dispositif d’absorption de l’énergie cinétique qui doit satisfaire un protocole réglementaire très strict. Ce protocole s’avère encore plus difficile à satisfaire pour des véhicules hybrides équipés, dans l’environnement de leur train arrière, d’une motorisation électrique encombrante et d’un réservoir à carburant et dont le porte-à-faux arrière a pour objectif d’être réduit par rapport aux véhicules classiques dans le but de gagner en masse globale, donc en consommation du véhicule. En effet, en l’absence d’une protection suffisante, un impact à grande vitesse sur l’arrière conduit à une intrusion rapide et très importante dans le véhicule car, sous l’action de la poussée, le longeron a alors tendance à se soulever et, conjointement, le train arrière et le moteur électrique reculent. En outre, l’énergie cinétique résultant de ce choc est telle que les composants déplacés vont jusqu’à impacter le réservoir de carburant ce qui génère des risques de fuite et d’incendie. Le brevet EP435197A1 décrit une structure arrière de caisse comprenant, notamment, une paire d’entretoises raccordées à deux parties latérales de châssis de façon à former une chambre de support de réservoir. Toutefois, cette structure n’offre pas de protection de l’arrière du réservoir. Par ailleurs, le brevet CN105936212B décrit une structure destinée à la protection périphérique du réservoir contre les chocs. Cette structure est pourvue de ressorts assurant l’absorption par amortissement de l’énergie cinétique résultant de l’impact. Par conséquent, les structures de protection existantes n’offrent pas de moyens suffisamment fiables pour contrer la poussée résultant d’un impact à grande vitesse. Or, en cas de collision à grande vitesse, la quantité d’énergie cinétique à emmagasiner est très importante et il est donc nécessaire que le dispositif de protection présente une inertie et une rigidité suffisantes et éviter ainsi l’intrusion et/ou des déformations excessives de composants, en particulier, du réservoir de carburant. En outre, les dispositifs traditionnels de renforcement de la caisse des véhicules automobiles ne permettent pas de protéger le réservoir de carburant sans imposer une réduction de son encombrement, c’est-à-dire de son volume, ce qui pénalise l’autonomie du véhicule. Dans ce contexte, l’invention vise à surmonter les problèmes techniques, observés avec les solutions antérieures, en proposant d’intégrer, dans le dispositif de protection contre les chocs survenant à l’arrière du véhicule, une structure perfectionnée permettant, d’une part, de stabiliser le longeron et d’empêcher son soulèvement et d’autre part, de rigidifier l’environnement du réservoir en y intégrant un élément de renfort anti-intrusion. Ce but est atteint, selon l’invention, au moyen d’un dispositif de protection du réservoir à carburant d’un véhicule automobile contre les chocs arrière, ledit réservoir étant monté entre deux longerons s’étendant sous la caisse du véhicule, caractérisé en ce qu’il comprend un cadre rigide entourant le réservoir et étant, d’une part, raccordé à sa partie avant auxdits longerons et portant, d’autre part, dans sa partie arrière, un élément de renfort anti-intrusion. Selon une caractéristique avantageuse, le cadre est délimité latéralement par deux flasques assurant la stabilisation des longerons. Selon une autre caractéristique, le cadre est délimité dans sa partie avant par une traverse qui se prolonge par deux bras longitudinaux assurant le raccordement aux longerons et permettant la transmission à la caisse du véhicule des efforts de poussée résultant du choc. De préférence, les bras sont formés de deux cornières parallèles de section en équerre. Selon encore une autre caractéristique, le cadre porte, sur son pourtour, un jeu de pattes destinées à la fixation sous la caisse du véhicule. De préférence, chaque côté du cadre porte deux pattes de fixation. Selon un mode de réalisation préférentiel, l’élément de renfort anti-intrusion est constitué d’un profilé extrudé à forte inertie formant butée et fixé transversalement à l’intérieur du cadre. Selon une variante de réalisation spécifique, cet élément de renfort est formé d’une paroi profilée en aluminium extrudé. Selon une autre variante de réalisation, le cadre est réalisé en tôles d’acier embouties et soudées. Un autre objet de l’invention est un véhicule automobile équipé d’un dispositif de protection contre les chocs présentant les caractéristiques définies ci-dessus. Le dispositif selon l’invention de protection contre les chocs a un comportement mécanique optimal vis-à-vis des chocs sur l’arrière du véhicule et à grande vitesse qui génèrent un niveau très élevé d’énergie cinétique. Ce dispositif de protection perfectionné est conforme au cahier des charges réglementaire et consumériste dans le domaine de la sécurité passive, en particulier, celui qui est en relation avec la tôlerie sur le périmètre incluant la plateforme et la base du véhicule, la zone dite « Unit AR », comprenant, pour les véhicules à motorisation hybride, la machine électrique, le train arrière et le réservoir à carburant tout en présentant un encombrement réduit grâce à une optimisation des fonctions de la structure renforcée d’encadrement. Ainsi, le dispositif de protection selon l’invention, tout en préservant le volume du réservoir, offre une solution technique additionnelle applicable à tout véhicule équipé d’une motorisation secondaire située à l’arrière y compris les véhicules dotés d’une plateforme existante sans nécessiter de modification structurelle. L’élément d’encadrement forme l’équivalent d’un « mur » qui produit un effet barrière ou de butoir très efficace pour protéger le réservoir. Cet élément peut être réalisé de façon indépendante, puis rapporté en usine lors du montage du véhicule et donc sans conséquence sur le procédé de ferrage. En outre, l’invention permet d’optimiser la masse du véhicule en réalisant les éléments essentiels du dispositif de protection dans des matériaux légers tels que l’aluminium ou des matériaux composites acier/aluminium. Enfin, le dispositif de protection de l’invention est très compact et réduit le porte-à-faux ce qui le rend donc aisément compatible avec les lignes de style actuelles. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui va suivre, en référence aux dessins annexés et détaillés ci-après. est une vue en perspective d’un mode de réalisation préférentiel du dispositif de protection de l’invention. est une vue de dessous du dispositif de la . est une vue de côté du dispositif de la . est une vue de détail en perspective du mode de réalisation du dispositif des figures 1A à 1C. est une vue partielle en coupe selon un plan longitudinal du mode de réalisation du dispositif de l’invention des figures 1A à 1C. est une vue partielle en perspective et de dessus du mode de réalisation du dispositif de l’invention des figures 1A à 1C en situation de choc arrière selon l’orientation des flèches. Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques dans la description et sur les figures. Naturellement, les modes de réalisation du dispositif de l’invention illustrés par les figures présentées ci-dessus et décrites ci-après, ne sont donnés qu'à titre d’exemples non limitatifs. Il est explicitement prévu que l'on puisse proposer et combiner entre eux différents modes pour en proposer d'autres. L’invention concerne le domaine de la sécurité passive et s’intéresse, plus particulièrement, à la protection contre les chocs arrière du réservoir de carburant équipant les véhicules automobiles à motorisation secondaire du type hybride thermique/électrique. Le dispositif de protection de l’invention est apte et destiné, tout à la fois, à contrer la poussée vers l’avant résultant d’un impact à grande vitesse survenant à l’arrière du véhicule en vue de protéger le réservoir et à éviter les déformations excessives, notamment, en flexion, des longerons du châssis. Dans les véhicules hybrides et comme illustré par les figures 1a, 1B et 1C, la machine électrique E est généralement montée au centre du berceau du train arrière A et derrière le réservoir de carburant R qui est, quant à lui, monté entre deux longerons L s’étendant sous la caisse C du véhicule. En cas de choc à l’arrière du véhicule et sous l’effet de la poussée qui en résulte, les longerons L ont tendance à fléchir et à se soulever tandis que la machine électrique E recule en direction du réservoir R jusqu’à venir, en cas d’impact à grande vitesse, le percuter et le détériorer ce qui occasionne des fuites et peut même conduire à un incendie. Ainsi, il s’avère que les véhicules hybrides traditionnels souffrent d’un défaut ou d’une insuffisance de moyens susceptibles d’assurer efficacement l’absorption de l’énergie cinétique en cas de choc arrière à grande vitesse et d’éviter une trop grande intrusion. L’invention vise à résoudre ce problème en intégrant, dans la partie arrière du véhicule, un cadre rigide 1 entourant le réservoir R et étant, d’une part, raccordé à sa partie avant aux logerons L et portant, d’autre part, dans sa partie arrière, un élément de renfort 2 assurant une fonction anti-intrusion. Comme illustré par les figures 1A et 2, le cadre 1 est délimité latéralement par deux flasques 11 assurant la stabilisation des longerons L. Ainsi, la forte inertie en flexion des flasques 11 permet d’éviter ou tout au moins de réduire leur flexion en cas de choc et d’éviter leur soulèvement. Le cintrage de ces flasques 11 vers l’intérieur du cadre 1 renforce, en outre, leur résistance à la déformation. Le cadre 1 est délimité, dans sa partie avant, par une traverse 12 qui se prolonge par deux bras 13 longitudinaux assurant le raccordement aux longerons L sous le plancher de la caisse C du véhicule, comme illustré par les figures 1B et 1C. Les bras 13 assurent la transmission à la caisse C, et plus particulièrement, aux corps creux du plancher, des efforts de poussée résultant du choc. Comme illustré par la , les bras 13 sont, de préférence, formés de deux cornières parallèles 13a, 13b de section en équerre. Ces cornières sont destinées à recouvrir et à épouser la section de brancards solidaires du plancher. Le cadre 1 porte, sur son pourtour, un jeu de pattes 14 destinées à la fixation sous la caisse C du véhicule. Dans le mode de réalisation illustré par la , chaque côté du cadre 1 porte deux pattes de fixation 14 qui reçoivent des vis (non représentées) qui viennent se fixer dans des alésages taraudés préalablement positionnés sur la caisse C. Le profil de ces pattes 14 est adapté au profil de la zone de la caisse C avec laquelle elles sont destinées à coopérer et qui comprennent, généralement, des alésages existant de façon standard. Selon l’invention, l’élément de renfort anti-intrusion 2 est constitué d’un profilé extrudé à forte inertie et, de préférence, indéformable, rapporté et fixé transversalement à l’intérieur du cadre 1 dans un logement prévu à cet effet, comme illustré en détail sur la . Ce logement est ménagé dans un profilé en forme de poutre s’étendant transversalement à l’arrière du cadre 1. L’élément de renfort 2 forme avec la poutre transversale du cadre 1, l’équivalent d’un « mur » assurant une fonction de butoir ou de butée. Grâce à l’élément 2 de renfort toute intrusion de l’ensemble constitué de l’empilage machine électrique E et train arrière A à l’intérieur du cadre 1 est bloquée ou tout au moins limitée dans sa course en direction du réservoir R, comme illustré par la . Dans un mode de réalisation spécifique du dispositif de l’invention, il est prévu que l’élément 2 de renfort soit réalisé à partir d’un profilé extrudé en un métal léger mais résistant aux impacts comme, par exemple, de l’aluminium. Typiquement, la longueur de l’élément 2 en aluminium est de 175 mm, sa hauteur de 75 mm et son épaisseur de 2,5 mm. le cadre 1 est, quant à lui, réalisé par soudure de divers profilés en tôles d’acier embouties. Les aciers utilisés pour les profilés constitutifs du cadre 1 ont des caractéristiques et des épaisseurs différentes. Les flasques latéraux 11 (acier DP780) et les pattes de fixation associées ont une épaisseur comprise entre 2,0 mm et 2,5 mm, la traverse 12 (acier FB60) a une épaisseur de 2,3 mm, les cornières de bras 13 (acier FB60) ont une épaisseur de 2,4 mm, les pattes de fixation avant (acier XES) ont une épaisseur de 3 mm et les pattes de fixation arrière (acier HD380) ont une épaisseur de 2 mm. Dispositif de protection du réservoir (R) à carburant d’un véhicule automobile contre les chocs arrière, ledit réservoir étant monté entre deux longerons (L) s’étendant sous la caisse (C) du véhicule, caractérisé en ce qu’il comprend un cadre rigide (1) entourant le réservoir (R) et étant, d’une part, raccordé à sa partie avant auxdits longerons et portant, d’autre part, dans sa partie arrière, un élément de renfort (2) anti-intrusion. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit cadre (1) est délimité latéralement par deux flasques (11) assurant la stabilisation des longerons (L). Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit cadre (1) est délimité dans sa partie avant par une traverse (12) qui se prolonge par deux bras longitudinaux (13) assurant le raccordement aux longerons et permettant la transmission à la caisse (C) du véhicule des efforts de poussée résultant du choc. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits bras (13) sont formés de deux cornières (13a, 13b) parallèles de section en équerre. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit cadre (1) porte, sur son pourtour, un jeu de pattes (14) destinées à la fixation sous la caisse (C) du véhicule. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque côté du cadre (1) porte deux pattes (14) de fixation. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit élément de renfort (2) anti-intrusion est constitué d’un profilé extrudé à forte inertie formant butée et fixé transversalement à l’intérieur du cadre (1). Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit élément de renfort (2) est formé d’une paroi profilée en aluminium extrudé. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le cadre (1) est réalisé en tôles d’acier embouties et soudées. Véhicule automobile équipé d’un dispositif de protection contre les chocs selon l’une des revendications précédentes.