Brevet FR3136736A1 — publié le 20231222

Structure latérale de caisse de véhicule automobile et véhicule automobile comportant une caisse pourvu d’une telle structure latérale L’invention concerne une structure latérale de caisse de véhicule automobile comprenant : - un arc pavillon, - une gouttière arrière (17), montée en aval dudit arc pavillon, ledit arc pavillon comprenant une peau intérieure comprenant une doublure arc pavillon (29) et, en aval de ladite doublure arc pavillon, une doublure de custode (33). Selon l’invention, la structure latérale est remarquable en ce que la doublure de custode (33) comporte au moins un sous-ensemble supérieur de renfort (37) et un sous-ensemble inférieur (35), ledit sous-ensemble supérieur de renfort s’interfaçant entre ladite doublure arc pavillon (29) et ladite gouttière arrière (17) et comportant des propriétés mécaniques supérieures à celle dudit sous-ensemble inférieur. L’invention concerne aussi un véhicule automobile comportant une caisse comportant au moins une structure latérale selon l’invention. Figure pour l’abrégé : Figure 5 Structure latérale de caisse de véhicule automobile et véhicule automobile comportant une caisse pourvu d’une telle structure latérale L'invention a trait au domaine des véhicules automobiles, plus particulièrement au comportement en déformation des véhicules automobiles en cas de choc frontal, et concerne une structure latérale de caisse de véhicule automobile ainsi qu’un véhicule automobile pourvu d’une caisse comportant une telle structure latérale. Une caisse de véhicule automobile comporte un ensemble d’éléments de tôle, assemblés les uns aux autres et formant l’ossature du véhicule automobile. Parmi ces éléments de tôle, les custodes s’intègrent au niveau de structures latérales de la caisse du véhicule et sont des éléments d'ossature de la caisse situées à l'aplomb des roues arrière, entre le toit et la ligne de ceinture. Chaque custode comprend une peau extérieure, généralement de la tôle de carrosserie extérieure, et une peau intérieure, appelée « doublure de custode » et formant une doublure de cette tôle de carrosserie extérieure. Selon des réalisations connues de custodes de l’art antérieur, les doublures de custode sont utilisées dans l’habitacle du véhicule, et reçoivent généralement des points de fixation des airbags rideau, coussins de protection qui se déploient le long des vitres de portes du véhicule en cas de choc notamment latéral. En tant qu’élément d’habitacle du véhicule, les custodes héritent des propriétés mécaniques des tôles utilisées pour l’habitacle. Ainsi, la doublure de custode consiste généralement en une pièce d’habillage non structurante présentant de faibles propriétés mécaniques. Lorsque le véhicule est soumis à un choc frontal, les structures latérales du véhicule sont mises en contrainte, notamment en compression, et des efforts sont transmis depuis l’amont vers l’aval du véhicule. La doublure de custode, présentant une faible résistance mécanique, définit une zone de rupture d’inertie à cet emplacement, entraînant une perte de la voie d’effort et pouvant entraîner une mise en ruine de la doublure de custode. Aussi, les efforts de compression subis par la doublure de custode entraînent une déformation de la doublure de custode telle que la distance entre les points de fixation des modules d’airbags rideau diminue significativement. Cette diminution importante de la distance entre les points de fixation entraîne un dysfonctionnement des modules d’airbags rideau, se traduisant par un déploiement dégradé de ces modules. On connaît de l’art antérieur le document FR 3 066 170 B1 qui cherche à renforcer les custodes sans avoir à fixer sur les doublures de custodes des renforts structurels, qui augmenteraient la masse de la caisse. Toutefois, la géométrie de la doublure de custode proposée dans cette solution est optimisée pour reprendre les efforts de torsion de la caisse et, lors de chocs frontaux, le passage d’efforts depuis l’amont vers l’aval du véhicule entraîne toujours une perte de la voie d’effort au niveau de la doublure de custode. La présente invention vise à surmonter les inconvénients précités, et concerne pour ce faire une structure latérale de caisse de véhicule automobile comprenant : - un arc pavillon, - une gouttière arrière, montée en aval dudit arc pavillon, ledit arc pavillon comprenant une peau intérieure comprenant une doublure arc pavillon et, en aval de ladite doublure arc pavillon, une doublure de custode, remarquable en ce que ladite doublure de custode comporte au moins un sous-ensemble supérieur de renfort et un sous-ensemble inférieur, ledit sous-ensemble supérieur de renfort s’interfaçant entre ladite doublure arc pavillon et ladite gouttière arrière et comportant des propriétés mécaniques supérieures à celle dudit sous-ensemble inférieur. Ainsi, en prévoyant une doublure de custode renforcée structurellement au niveau d’un sous-ensemble supérieur de renfort, qui s’interface entre la doublure arc pavillon de l’arc pavillon et la gouttière arrière, la continuité de la voie d’efforts au niveau de la doublure de custode est observée en cas de choc notamment frontal, ce qui permet d’éviter l’apparition d’une zone de faiblesse lors de la circulation des efforts. De la sorte, le sous-ensemble supérieur de la doublure de custode conserve son intégrité lors de la mise en contrainte en compression survenant lors d’un choc frontal, ce qui permet d’assurer une circulation des efforts depuis la doublure arc pavillon vers la gouttière arrière. Selon des caractéristiques optionnelles de la caisse selon l’invention : - le sous-ensemble supérieur de renfort de la doublure de custode comporte des points de fixation d’un airbag rideau. Ainsi, en prévoyant d’agencer les points de fixation de l’airbag rideau sur le sous-ensemble supérieur de renfort de la doublure de custode, le déclenchement de l’airbag rideau est assuré compte tenu du fait que le sous-ensemble supérieur de renfort de la doublure de custode conserve son intégrité lors de la mise en contrainte en compression pouvant survenir lors d’un choc frontal ; - la limite élastique du sous-ensemble supérieur de renfort de la doublure de custode est supérieure à 300 MPa ; - l’épaisseur du sous-ensemble supérieur de renfort de la doublure de custode est supérieure à 0,9mm ; - le sous-ensemble supérieur de renfort comporte une portion de liaison s’étendant depuis la doublure arc pavillon jusqu’à la gouttière arrière ; - la portion de liaison comporte un axe longitudinal sensiblement confondu avec un axe longitudinal de la doublure arc pavillon ; - le sous-ensemble supérieur de renfort comporte une aile de fixation comportant un axe longitudinal formant un angle compris entre environ 45° et environ 70° relativement à un axe longitudinal de la portion de liaison ; - le sous-ensemble supérieur de renfort et le sous-ensemble inférieur de la doublure de custode sont fixés relativement l’un à l’autre ; - le sous-ensemble supérieur de renfort de la doublure de custode comporte un bord de liaison présentant une géométrie complémentaire d’un bord de liaison du sous-ensemble inférieur de la doublure de custode. L’invention concerne aussi un véhicule automobile comportant une caisse, remarquable en ce que ladite caisse comporte au moins une structure latérale obtenue selon l’invention. D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : est une vue de côté d’une caisse de véhicule selon l’invention. est une vue agrandie de la zone II de la . est une vue en coupe transversale selon la ligne III-III de la . est une vue en coupe transversale selon la ligne IV-IV de la . montre en vue isométrique une partie de la structure latérale de la caisse selon l’invention, vue depuis l’habitacle du véhicule. représente schématiquement la circulation des efforts au sein de la structure latérale de la caisse selon l’invention. montre le comportement de la doublure de custode selon l’invention, avant un choc frontal. montre le comportement de la doublure de custode selon l’invention, après un choc frontal. Dans la suite de la description, des éléments présentant une structure identique ou des fonctions analogues sont désignés par une même référence. On adoptera par convention, à titre non limitatif, des orientations longitudinale, verticale et transversale indiquées par le trièdre direct (L, V, T) désignant les axes longitudinal, vertical et transversal du véhicule. On se réfère à la montrant une caisse 1 de véhicule, vue de côté depuis la gauche du véhicule. La caisse 1 comporte un ensemble d’éléments de tôle, assemblés les uns aux autres et formant l’ossature du véhicule automobile. Parmi ces éléments de tôle, des structures notamment latérales gauche et droite équipent la caisse 1. Une structure latérale 3 gauche est visible à la . La caisse 1 admet un plan médian longitudinal de symétrie. Ainsi, la description faite pour la structure latérale 3 gauche s’applique par analogie à une structure latérale droite de la caisse 1. La structure latérale 3 gauche comporte un élément vertical 5, un ensemble d’éléments horizontaux supérieurs 7 et un ensemble d’éléments horizontaux inférieurs 9. L’élément vertical 5 comporte un pied avant 11. Les éléments horizontaux supérieurs 7 comportent, de l’amont vers l’aval de la caisse 1, un montant de baie 13, s’étendant en aval du pied avant 11, un arc pavillon 15 et une gouttière arrière 17. Les éléments horizontaux inférieurs 9 comportent, de l’amont vers l’aval de la caisse 1, un longeron 19 et un longeronnet 21. L’ensemble défini par l’élément vertical 5 et par les éléments horizontaux supérieurs 7 et inférieurs 9 constitue un réseau de voies de reprise d’efforts de la structure latérale 3 de la caisse de véhicule automobile. La présente invention est décrite en référence à une structure latérale 3 comportant trois voies de reprise d’efforts. Toutefois, la présente invention peut s’adapter aux structures latérales 3 comportant seulement deux voies de reprise d’efforts, à savoir la voie définie par l’élément vertical 5 et par l’élément horizontal supérieur 7. On se réfère aux figures 2 à 4 représentant respectivement un agrandissement de la zone II de la , ainsi que des vues en coupe transversale de l’arc pavillon 15 selon les lignes III-III et IV-IV de la . L’arc pavillon 15 est prolongé en sa partie aval par la gouttière arrière 17 du véhicule définissant, avec l’arc pavillon 15, une custode 23 arrière du véhicule. En d’autres termes, la custode 23 arrière de la structure latérale 3 de la caisse 1 du véhicule se situe entre un ajour 25 destiné à recevoir une vitre arrière du véhicule et entre la gouttière arrière 17 du véhicule. La custode comporte un ajour 27 destiné à recevoir une vitre (non visible). Comme visible à la , la section transversale de l’arc pavillon 15 consiste en un corps creux défini par une section fermée constituée par une peau intérieure appelée « doublure arc pavillon 29 » et par une peau extérieure appelée « renfort arc pavillon 31 ». En aval de cette section fermée, au niveau de la custode 23, l’arc pavillon 15 peut comporter un corps creux à section ouverte, comme visible à la . Le corps creux à section ouverte est constitué par une peau intérieure appelée « doublure de custode 33 » et par le renfort arc pavillon 31 non fermé sur la peau intérieure ici définie par la doublure de custode 33. On se réfère à la montrant partiellement l’élément horizontal supérieur 7 de la structure latérale 3 de la caisse 1, vu depuis l’habitacle du véhicule. L’élément horizontal supérieur 7 de la structure latérale 3 de la caisse 1 comporte en sa partie intérieure la doublure arc pavillon 29, prolongée en sa partie aval par la doublure de custode 33. Selon l’invention, la doublure de custode 33 comporte un sous-ensemble inférieur 35 et un sous-ensemble supérieur de renfort 37 formant une pièce distincte du sous-ensemble inférieur 35. Le sous-ensemble supérieur de renfort 37 est renforcé structurellement, c’est-à-dire qu’il comporte des propriétés mécaniques supérieures à celle du sous-ensemble inférieur 35, comme on va le voir dans la suite de la description. Aussi, le sous-ensemble supérieur de renfort 37 s’interface entre la doublure arc pavillon 29 et la gouttière arrière 17, c’est-à-dire que le sous-ensemble supérieur de renfort 37 est adjacent à la doublure arc pavillon 29 et à la gouttière arrière 17. Ainsi, la présente invention prévoit, contrairement à l’art antérieur, de réaliser la doublure de custode 33 en deux sous-ensembles distincts, dont le sous-ensemble supérieur de renfort 37 renforcé structurellement et s’interfaçant entre la doublure arc pavillon 29 et la gouttière arrière 17. Selon une disposition de l’invention, le sous-ensemble supérieur de renfort 37 de la doublure de custode 33 peut avantageusement recevoir des points de fixation 39, 41 d’un airbag rideau (non représenté aux figures). Deux points de fixation sont représentés aux figures. Bien sûr, un nombre supérieur ou inférieur de points de fixation peut être appliqué au sous-ensemble supérieur de renfort 37 de la doublure de custode 33. Selon une caractéristique du sous-ensemble supérieur de renfort 37 de la doublure de custode 33, le sous-ensemble supérieur de renfort 37 de la doublure de custode 33 est réalisé dans un matériau présentant des propriétés mécaniques au moins équivalentes à celle de la doublure arc pavillon 29 et à celle de la gouttière arrière 17. Selon une disposition, le sous-ensemble supérieur de renfort 37 de la doublure de custode 33 présente une limite élastique au moins égale à celle de la doublure arc pavillon 29 et au moins égale à celle de la gouttière arrière 17. Aussi, l’épaisseur du sous-ensemble supérieur de renfort 37 de la doublure de custode 33 est au moins égale à celle de la doublure arc pavillon 29 et au moins égale à celle de la gouttière arrière 17. A titre d’exemple, le sous-ensemble supérieur de renfort 37 de la doublure de custode 33 est réalisé dans un matériau présentant une limite élastique supérieure à 300 MPa. Aussi, l’épaisseur du sous-ensemble supérieur de renfort 37 de la doublure de custode 33 est par exemple supérieure à 0,9mm. Le sous-ensemble supérieur de renfort 37 de la doublure de custode 33 peut être constitué par exemple par une pièce métallique, réalisée par exemple en acier, en aluminium ou en matériau composite. Afin d’optimiser la masse et de limiter le coût utilisation matière de la doublure de custode 33 selon l’invention, le sous-ensemble inférieur 35 de la doublure de custode 33 de l’invention peut quant à lui conserver les propriétés mécaniques des matériaux utilisés pour fabriquer les doublures de custode de l’art antérieur. A cet effet, les matériaux utilisés pour fabriquer le sous-ensemble inférieur 35 de la doublure de custode 33 peuvent présenter typiquement une limite élastique inférieure à 200 MPa et une épaisseur de tôle inférieure à 0,8mm. Selon une disposition de l’invention, le sous-ensemble supérieur de renfort 37 comporte une portion de liaison 43 s’étendant depuis la doublure arc pavillon 29 jusqu’à la gouttière arrière 17. Dans une réalisation, la portion de liaison 43 peut s’étendre sensiblement dans la continuité aval de la doublure arc pavillon 29, c’est-à-dire que la portion de liaison 43 comporte un axe longitudinal 45 sensiblement confondu avec un axe longitudinal 47 de la doublure arc pavillon 29, comme montré à la . Le sous-ensemble supérieur de renfort 37 comporte par ailleurs une aile de fixation 49 comportant un axe longitudinal 51 formant un angle compris entre environ 45° et environ 70° relativement à l’axe longitudinal 45 de la portion de liaison 43. Le sous-ensemble supérieur de renfort 37 et le sous-ensemble inférieur 35 de la doublure de custode 33 sont fixés relativement l’un à l’autre, par exemple par soudure. D’autres modes d’assemblage peuvent être envisagés, notamment par rivetage. Le sous-ensemble inférieur 35 de la doublure de custode 33 comporte un bord 53 adjacent à l’ajour 27 destiné à recevoir une vitre (non visible). Le sous-ensemble supérieur de renfort 37 comporte un bord de liaison 55 présentant une géométrie complémentaire d’un bord de liaison 57 du sous-ensemble inférieur 35. Le bord de liaison 55 peut par exemple être de type femelle tandis que le bord de liaison 57 peut par exemple être du type mâle. On se réfère à présent aux figures 6 à 8 représentant respectivement schématiquement la circulation des efforts au sein de la structure latérale 3 de la caisse 1 du véhicule et le comportement de la doublure de custode 33 avant un choc frontal ( ) et après un choc frontal ( ). Lorsqu’un choc frontal survient, le véhicule subit des efforts au niveau de l’élément vertical 5 à l’amont de la caisse 1 du véhicule. Les efforts sont transmis, au niveau de la partie inférieure de la caisse 1, au longeron 19 puis au longeronnet 21 de l’élément horizontal inférieur 9 et, au niveau de la partie supérieure de la caisse 1, au montant de baie 13 puis à l’arc pavillon 15 de l’élément horizontal supérieur 7. Selon l’invention, la doublure de custode 33 est renforcée structurellement au niveau du sous-ensemble supérieur de renfort 37 qui s’interface entre la doublure arc pavillon 29 de l’arc pavillon 15 et la gouttière arrière 17. Ainsi, la continuité de la voie d’efforts est observée, au moins au niveau du sous-ensemble supérieur de renfort 37 de la doublure de custode 33, ce qui permet de transmettre les efforts depuis la doublure arc pavillon 29 de l’arc pavillon 15, jusqu’à la gouttière arrière 17. De la sorte, en cas de choc, notamment frontal, la continuité de la voie d’efforts est observée dans tout l’élément horizontal supérieur 7 de la structure latérale 3 de la caisse 1, du montant de baie 13 jusqu’à la gouttière arrière 17. De plus, compte tenu du fait que le sous-ensemble supérieur de renfort 37 de la doublure de custode 33 est renforcé structurellement, la tenue aux efforts de compression est augmentée par rapport à l’art antérieur, ce qui permet de ne pas modifier l’espacement entre les deux points de fixation 39, 41 de l’airbag rideau (non représenté), modification qui engendre dans l’art antérieur un mauvais déploiement de l’airbag rideau. Ainsi, on assure un bon déploiement de l’airbag rideau, augmentant ainsi la sécurité à bord du véhicule équipé de la caisse 3 pourvue de la structure latérale selon l’invention. Comme il va de soi, la présente invention ne se limite pas aux seules formes de réalisation de cette structure latérale de caisse de véhicule automobile et de ce véhicule automobile comportant une caisse pourvue d’une telle structure latérale, décrites ci-dessus uniquement à titre d'exemples illustratifs, mais elle embrasse au contraire toutes les variantes faisant intervenir les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l’invention. Structure latérale (3) de caisse (1) de véhicule automobile comprenant : - un arc pavillon (15), - une gouttière arrière (17), montée en aval dudit arc pavillon (15), ledit arc pavillon (15) comprenant une peau intérieure comprenant une doublure arc pavillon (29) et, en aval de ladite doublure arc pavillon (29), une doublure de custode (33), caractérisée en ce que ladite doublure de custode (33) comporte au moins un sous-ensemble supérieur de renfort (37) et un sous-ensemble inférieur (35), ledit sous-ensemble supérieur de renfort (37) s’interfaçant entre ladite doublure arc pavillon (29) et ladite gouttière arrière (17) et comportant des propriétés mécaniques supérieures à celle dudit sous-ensemble inférieur (35). Structure latérale (3) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le sous-ensemble supérieur de renfort (37) de la doublure de custode (33) comporte des points de fixation (39, 41) d’un airbag rideau. Structure latérale (3) selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la limite élastique du sous-ensemble supérieur de renfort (37) de la doublure de custode (33) est supérieure à 300 MPa. Structure latérale (3) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l’épaisseur du sous-ensemble supérieur de renfort (37) de la doublure de custode (33) est supérieure à 0,9mm. Structure latérale (3) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le sous-ensemble supérieur de renfort (37) comporte une portion de liaison (43) s’étendant depuis la doublure arc pavillon (29) jusqu’à la gouttière arrière (17). Structure latérale (3) selon la revendication 5, caractérisée en ce que la portion de liaison (43) comporte un axe longitudinal (45) sensiblement confondu avec un axe longitudinal (47) de la doublure arc pavillon (29). Structure latérale (3) selon l’une des revendications 5 ou 6, caractérisée en ce que le sous-ensemble supérieur de renfort (37) comporte une aile de fixation (49) comportant un axe longitudinal (51) formant un angle compris entre environ 45° et environ 70° relativement à un axe longitudinal (45) de la portion de liaison (43). Structure latérale (3) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le sous-ensemble supérieur de renfort (37) et le sous-ensemble inférieur (35) de la doublure de custode (33) sont fixés relativement l’un à l’autre. Structure latérale (3) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le sous-ensemble supérieur de renfort (37) de la doublure de custode (33) comporte un bord de liaison (55) présentant une géométrie complémentaire d’un bord de liaison (57) du sous-ensemble inférieur (35) de la doublure de custode (33). Véhicule automobile comportant une caisse (1), caractérisé en ce que ladite caisse (1) comporte au moins une structure latérale (3) obtenue selon l’une quelconque des revendications 1 à 9.