Brevet FR3134766A1 — publié le 20231027

L’invention se rapporte à un siège (100) de véhicule comprenant une structure de dossier (102) et une structure d’assise (103). Selon l’invention, la structure de dossier (102) et la structure d’assise (103) comprennent chacune un cadre réalisé dans un matériau thermoplastique expansé et traversé par une pluralité de bandes unidirectionnelles (120) comprenant chacune des fibres intégrées dans une matrice en matériau thermoplastique. Figure pour l’abrégé : Fig. 2 Siège de véhicule à structure légère La présente invention concerne un siège de véhicule à structure légère. Afin de bien comprendre le positionnement des différentes pièces impliquées dans un véhicule selon l’invention, la description est réalisée en faisant référence à un repère orthonormé direct XYZ lié à un véhicule dans lequel serait monté un siège selon l’invention, dans lequel X est un axe longitudinal avant-arrière du véhicule orienté vers l’arrière, Y est un axe transversal orienté vers la droite du véhicule et Z est un axe vertical dirigé vers le haut. Actuellement, la structure des sièges de véhicule présente plusieurs inconvénients : -elle implique des pièces métalliques la rendant lourde et difficile à recycler, -elle rend difficile la conception de sièges chauffants et refroidis, à cause du PU, -elle rend coûteuse les interventions en après-vente, -elle peut s’avérer dangereuse si un court-circuit survenait, car les pièces métalliques qui la composent pourraient conduire l’électricité ainsi produite, avec des risques d’électrocution importants à la clé, notamment pour une personne qui serait assise sur ledit siège. Un siège selon l’invention permet de s’affranchir des principaux inconvénients relevés dans les sièges de l’état de la technique. L’invention a pour objet un siège de véhicule comprenant une structure de dossier et une structure d’assise. Selon l’invention, la structure de dossier et la structure d’assise comprennent chacune un cadre réalisé dans un matériau thermoplastique expansé, chacun desdits cadres étant traversé par une pluralité de bandes unidirectionnelles comprenant chacune des fibres intégrées dans une matrice en matériau thermoplastique. De cette manière, un siège selon l’invention présente une bonne tenue mécanique tout en demeurant léger, car toutes les armatures métalliques habituellement rencontrées sur les sièges des véhicule actuels, ont été en grande partie supprimées et remplacées par des armatures en thermoplastique. Avantageusement, le cadre de la structure de dossier est fermé et présente quatre segments parallèles deux à deux. De façon préférentielle, le cadre de la structure de dossier est de forme rectangulaire. Préférentiellement, le cadre de la structure d’assise est ouvert et présente trois segments, dont deux d’entre eux sont parallèles et dont le troisième relie ces deux segments parallèles en étant perpendiculaire à celui-ci. Les cadres peuvent être pleins ou creux. Les bandes unidirectionnelles relient les segments de chaque cadre en ménageant entre elles des espaces, de façon à définir une paroi discrète (non continue). Les bandes unidirectionnelles sont légères et présentent également une bonne résistance mécanique. Lorsque le siège est fini d’être assemblé, les bandes unidirectionnelles peuvent être recouvertes par un matériau de type mousse ou tissu. Selon une autre variante de réalisation, ces bandes unidirectionnelles ne sont recouvertes par aucun matériau de garnissage et constituent les parties du siège qui seront directement au contact du corps d’une personne qui serait assise sur le siège. Les différents matériaux utilisés dans un siège selon l’invention sont légers et facilement recyclables. Il n’est pas exclu qu’un siège selon l’invention conserve quelques pièces métalliques, par exemple pour assurer sa fixation dans un véhicule et/ou pour assurer le pivotement de la structure de dossier sur la structure d’assise. L’intégration de ces pièces métalliques peut être réalisée par surmoulage plastique des interfaces métalliques de fixation. Selon une caractéristique possible de l’invention, le cadre de la structure d’assise et le cadre de la structure de dossier sont réalisés dans un matériau thermoplastique poreux. Le fait que le matériau soit poreux permet d’alléger un peu plus un siège selon l’invention, tout en lui assurant toujours une bonne tenue mécanique. Selon une caractéristique possible de l’invention, le cadre de la structure d’assise et le cadre de la structure de dossier sont réalisés en polypropylène expansé. L’élaboration d’un tel matériau est facile et bien maitrisée. Selon une caractéristique possible de l’invention, les fibres des bandes unidirectionnelles sont à choisir parmi des fibres de carbone et des fibres de verre. Selon une caractéristique possible de l’invention, les bandes unidirectionnelles définissent des barreaux, qui sont parallèles au sein d’un même cadre. La structure de dossier et la structure de dossier sont ainsi bien structurées, et présentent ainsi une résistance mécanique homogène et équitablement répartie. La distance séparant deux bandes unidirectionnelles consécutives est préférentiellement constante. Selon une caractéristique possible de l’invention, la structure de dossier est réglable en inclinaison sur la structure d’assise autour d’un axe de rotation, les barreaux de la structure d’assise et les barreaux de la structure de dossier étant tous parallèles audit axe de rotation. Si le siège était placé dans un véhicule, les barreaux de la structure de dossier et de la structure d’assise s’étendraient tous suivant un axe transversal Y dudit véhicule. Selon une caractéristique possible de l’invention, une couche en polyuréthane recouvre les barreaux du cadre de la structure d’assise et du cadre de la structure de dossier. Cette couche en polyuréthane apparait sous la forme d’une mousse qui est avantageusement surmoulée sur les barreaux de chaque cadre, et permet d’accroitre les conditions de confort pour une personne qui serait assis sur le siège. Selon une caractéristique possible de l’invention, un tissu recouvre les barreaux du cadre de la structure d’assise et du cadre de la structure de dossier. Un tel tissu peut par exemple être un tissu textile ou un tissu en cuir. Selon une caractéristique possible de l’invention, les barreaux affleurent le cadre de la structure de dossier et le cadre de la structure d’assise, de sorte que le corps d’une personne qui serait assise sur ledit siège vienne directement au contact desdits barreaux. Pour cette configuration, une personne qui serait assise sur le siège serait directement au contact des barreaux du cadre de la structure d’assise et des barreaux du cadre de la structure de dossier. Selon une caractéristique possible de l’invention, le cadre de la structure d’assise et/ou le cadre de la structure de dossier possède des conduits d’air destinés à être reliés à un système de régulation de la température d’un véhicule afin de moduler la température du siège. De cette manière, un siège selon l’invention malgré sa structure en thermoplastique expansé, peut être régulé en température grâce à la présence de ces conduits qui sont directement reliés à un système de régulation de la température. Ce système de régulation de la température peut par exemple être de type HVAC (de l’anglais H eating , V entilation and A ir- C onditioning ). Un siège selon l’invention présente l’avantage d’être léger grâce à la mise en œuvre de matériaux recyclables, tout en conservant une bonne tenue mécanique et certaines fonctionnalités que l’on peut rencontrer sur des sièges existants, telles que par exemple une régulation en température. On donne ci-après une description détaillée d’un mode de réalisation préféré d’un siège selon l’invention en se référant aux figures suivantes : représente une vue en perspective d’un siège de l’état de la technique, représente une vue en perspective d’un siège selon l’invention, représente une vue en perspective d’une assise du siège de la , représente une vue simplifiée en coupe d’une assise ou d’un dossier d’un premier mode de réalisation d’un siège selon l’invention, représente une vue simplifiée en coupe d’une assise ou d’un dossier d’un deuxième mode de réalisation d’un siège l’invention, représente une vue simplifiée en coupe d’une assise ou d’un dossier d’un troisième mode de réalisation d’un siège l’invention, représente une vue simplifiée en coupe d’une assise ou d’un dossier d’un quatrième mode de réalisation d’un siège l’invention, représente une vue en perspective d’une assise d’un siège selon l’invention, montrant schématiquement des conduits de circulation d’air. En se référant à la , un siège 1 de l’état de la technique possède une structure de dossier 2 et une structure d’assise 3 réalisées toutes les deux en métal. La structure de dossier 2 se présente schématiquement sous la forme d’un cadre fermé comportant deux segments courts 4, 5 parallèles et horizontaux, et deux segments longs 6, 7 dont l’inclinaison va refléter l’inclinaison du dossier. Les deux segments courts 4, 5 sont composés d’un segment court inférieur 4 et d’un segment court supérieur 5, le segment court supérieur 5 étant placé au-dessus du segment court inférieur4. Un appuie-tête 8 émerge au-dessus du segment court supérieur 5 et est réglable en hauteur au-dessus dudit segment court supérieur 5. La structure d’assise 3 se présente schématiquement sous la forme d’un cadre ouvert possédant deux segments longitudinaux 9, 10 parallèles, et un segment transversal 11 joignant lesdits deux segments longitudinaux 9, 10 en étant perpendiculaire à ceux-ci. Plus précisément, le segment transversal 11 relie deux extrémités avant des deux segments longitudinaux 9, 10 permettant de conférer audit cadre un profil en forme de U. Une barre cylindrique 12 relie deux extrémités arrière des deux segments longitudinaux 9, 10. Le cadre matérialisant la structure de dossier 2 est monté pivotant sur la structure d’assise 3 autour d’un axe de rotation 13 parallèle à la barre cylindrique 12 et situé au-dessus de celle-ci. De cette manière, la structure de dossier 2 est réglable en inclinaison sur la structure d’assise 3. La structure d’assise 3 est montée en translation sur deux rails de coulissement 14, 15 posés sur un plancher de véhicule, au moyen de quatre pieds 16 qui peuvent être soit des équerres soit des brancards. Parmi ces quatre pieds 16, deux pieds 16 sont fixés à un segment longitudinal 9 de la structure d’assise 3 et deux autres pieds 16 sont fixés à l’autre segment longitudinal 10 de ladite structure d’assise 3. Les pieds 16 sont insérés entre la structure d’assise 3 et les rails 14, 15 en étant fixés à ladite structure d’assise 3, et permettent au siège 1 de coulisser le long desdits rails 14, 15 afin d’ajuster sa position dans le véhicule, généralement le long d’un axe longitudinal X dudit véhicule. On constate que la structure d’assise 3 et la structure de dossier 2 des sièges 1 existants sont majoritairement réalisées en métal, et présentent un certain nombre d’inconvénients parmi lesquels : -elles alourdissent considérablement la masse du siège, - elle sont difficiles à recycler, -dans le cas où un court-circuit accidentel surviendrait dans le siège, elles peuvent conduire le courant électrique et contribuer à blesser une personne qui serait assise sur ledit siège, -elles rendent difficile la conception de sièges chauffants ou refroidis. En se référant aux figures 2 et 3, afin de s’affranchir de tous les inconvénients précités, un siège 100 selon l’invention possède une structure de dossier 102 et une structure d’assise 103 réalisées dans un matériau thermoplastique expansé, lesdites deux structures 102, 103 étant traversées par une pluralité de bandes unidirectionnelles 120 comprenant chacune des fibres intégrées dans une matrice en matériau thermoplastique. La structure de dossier 102 se présente schématiquement sous la forme d’un cadre fermé comportant deux segments courts 104, 105 parallèles et horizontaux, et deux segments longs 106, 107 dont l’inclinaison va refléter l’inclinaison du dossier. Les deux segments courts 104, 105 sont composés d’un segment court inférieur 104 et d’un segment court supérieur 105, le segment court supérieur 105 étant placé au-dessus du segment court inférieur 104. Avantageusement, un appuie-tête émerger au-dessus du segment court supérieur 105. La structure d’assise 103 se présente schématiquement sous la forme d’un cadre ouvert possédant deux segments longitudinaux 109, 110 parallèles, et un segment transversal 111 joignant lesdits deux segments longitudinaux 109, 110 en étant perpendiculaire à ceux-ci. Plus précisément, le segment transversal 111 relie deux extrémités avant des deux segments longitudinaux 109, 110, permettant de conférer audit cadre un profil en forme de U. Une barre cylindrique112 relie deux extrémités arrière des deux segments longitudinaux 109, 110. Le cadre matérialisant la structure de dossier 102 est monté pivotant sur la structure d’assise 103 autour d’un axe de rotation 113 parallèle à la barre cylindrique 112 et situé au-dessus de celle-ci. Lorsque le siège 100 est monté dans un véhicule dans une position conventionnelle, la barre cylindrique 112 et l’axe de rotation 113 s’étendent suivant un axe transversal Y du véhicule. De cette manière, la structure de dossier 102 est réglable en inclinaison sur la structure d’assise 103. Préférentiellement, le cadre matérialisant la structure de dossier 102 et le cadre matérialisant la structure d’assise 103 sont réalisés dans un matériau thermoplastique poreux, et préférentiellement en polypropylène expansé. Chacun de ces cadres 102, 103 est traversé par plusieurs bandes unidirectionnelles 120 comprenant chacune des fibres intégrées dans une matrice en matériau thermoplastique. Préférentiellement, les fibres sont des fibres de verre ou des fibres de carbone. Ces bandes unidirectionnelles 120, plus connues sous l’appellation anglo-saxonne « UD tapes » traversent les cadres en étant parallèles entre elles. Ainsi, des bandes unidirectionnelles 120 parallèles relient les deux segments longs 106, 107 de la structure de dossier 102 en étant perpendiculaires auxdits deux segments longs 106, 107 (ou parallèles aux deux segments courts 104, 105). De même, des bandes unidirectionnelles 120 parallèles relient les deux segments longitudinaux 109, 110 de la structure d’assise 103 en étant perpendiculaires auxdits deux segments longitudinaux 109, 110 (ou parallèles au segment transversal 111). Par conséquent les bandes unidirectionnelles 120 incluses dans le cadre matérialisant la structure de dossier 102 et les bandes unidirectionnelles 120 incluses dans le cadre matérialisant la structure d’assise 103 sont parallèles. Lorsque le siège est monté dans un véhicule, les bandes unidirectionnelles 120 s’étendent suivant un axe transversal Y du véhicule. La structure d’assise 103 est montée en translation sur deux rails de coulissement 114, 115 posés sur un plancher de véhicule, au moyen de quatre pieds 116, dont deux pieds 116 sont fixés à un segment longitudinal 109 de la structure d’assise 103 et dont deux autres pieds 116 sont fixés à l’autre segment longitudinal 110 de ladite structure d’assise 103. Les pieds 116 sont insérés entre la structure d’assise 103 et les rails 114, 115 en étant fixés à ladite structure d’assise 103, et permettent au siège 100 de coulisser le long desdits rails 114, 115 pour ajuster sa position dans le véhicule, généralement le long d’un axe longitudinal X dudit véhicule. En se référant à la , selon un premier mode de réalisation préféré d’un siège 100 selon l’invention, un revêtement sous la forme d’une mousse 121 en polyuréthane est surmoulée sur les bandes unidirectionnelles 120 et sur les cadres matérialisant la structure d’assise 103 et la structure de dossier 102. De cette manière cette mousse 121 va créer un coussin sur les cadres 102, 103 et sur les bandes unidirectionnelles 120, et va rendre plus agréable le contact entre le corps d’une personne qui serait assise sur le siège 100, et ledit siège 100. En se référant à la , selon un deuxième mode de réalisation préféré d’un siège 100 selon l’invention, les bandes unidirectionnelles 120 sont placées à une extrémité de la largeur de chacun des deux cadres 102, 103, de façon à être affleurantes au cadre 102, 103 ou à légèrement émerger de celui-ci. Pour cette configuration, aucun revêtement n’est prévu et une personne viendra alors s’asseoir directement sur lesdites bandes unidirectionnelles 120. En se référant à la , selon un troisième mode de réalisation préféré d’un siège 100 selon l’invention, les bandes unidirectionnelles 120 sont placées à une extrémité de la largeur de chacun des deux cadres 102, 103, de façon à être affleurantes au cadre 102, 103 ou à légèrement émerger de celui-ci. Un revêtement sous la forme d’un textile 122 est alors posé sur les bandes unidirectionnelles 120 puis fixé à celles-ci par tout moyen. De cette manière ce textile 122, qui peut par exemple être réalisé en tissu ou en cuir, va créer une surépaisseur qui va rendre plus agréable le contact entre le corps d’une personne qui serait assise sur le siège 100, et ledit siège 100. En se référant à la , selon un quatrième mode de réalisation préféré d’un siège selon l’invention, un revêtement sous la forme d’une mousse 121 en polyuréthane est surmoulée sur les cadres 102, 103, de manière à ce que les bandes unidirectionnelles 120 soient noyées dans ladite mousse. Dans le premier mode de réalisation, la mousse en polyuréthane 121 est surmoulée sur les bandes unidirectionnelles 120 alors que dans la quatrième mode de réalisation préféré lesdites bandes unidirectionnelles 120 sont noyées dans ladite mousse 121. En se référant à la , des conduits 123 de circulation d’air peuvent être réalisés dans les cadres matérialisant la structure de dossier 102 et la structure d’assise 103 afin de permettre une régulation en température du siège 100. Ces conduits sont destinés à être en communication fluidique avec un système de régulation de la température du véhicule pouvant par exemple être de type HVAC. Ces conduits 123 peuvent être réalisés en étant fermés et complètement enfouis dans lesdits cadres 102, 103, autrement dit sans être visibles depuis l’extérieur du siège 100. Selon une autre variante de réalisation d’un siège 100 selon l’invention, ces conduits 123 peuvent être ouverts au sein des cadres 102, 103 matérialisant la structure de dossier et la structure d’assise, et peuvent être recouverts d’un revêtement pouvant par exemple être un textile 122 ou une mousse polyuréthane. Siège (1, 100) de véhicule comprenant une structure de dossier (2, 102) et une structure d’assise (3, 103), caractérisé en ce que la structure de dossier (102) et la structure d’assise (103) comprennent chacune un cadre réalisé dans un matériau thermoplastique expansé, et en ce que chacun desdits cadres est traversé par une pluralité de bandes unidirectionnelles (120) comprenant chacune des fibres intégrées dans une matrice en matériau thermoplastique. Siège de véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cadre de la structure d’assise (103) et le cadre de la structure de dossier (102) sont réalisés dans un matériau thermoplastique poreux. Siège de véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce que le cadre de la structure d’assise (103) et le cadre de la structure de dossier (102) sont réalisés en polypropylène expansé. Siège de véhicule selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les fibres des bandes unidirectionnelles (120) sont à choisir parmi des fibres de carbone et des fibres de verre. Siège de véhicule selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les bandes unidirectionnelles (120) définissent des barreaux, et en ce que lesdits barreaux sont parallèles au sein d’un même cadre. Siège se véhicule selon la revendication 5, caractérisé en ce que la structure de dossier (102) est réglable en inclinaison sur la structure d’assise (103) autour d’un axe de rotation (113), et en ce que les barreaux (120) de la structure d’assise (103) et les barreaux (120) de la structure de dossier (102) sont tous parallèles audit axe de rotation (113). Siège de véhicule selon l’une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu’une couche en polyuréthane (121) recouvre les barreaux (120) du cadre de la structure d’assise (103) et du cadre de la structure de dossier (102). Siège de véhicule selon l’une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu’un tissu (122) recouvre les barreaux (120) du cadre de la structure d’assise (103) et du cadre de la structure de dossier (102). Siège de véhicule selon l’une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que les barreaux (120) affleurent le cadre de la structure de dossier (102) et le cadre de la structure d’assise (103), de sorte que le corps d’une personne qui serait assise sur ledit siège (100) vienne directement au contact desdits barreaux (120). Siège de véhicule selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le cadre de la structure d’assise (103) et/ou le cadre de la structure de dossier (102) possède des conduits (123) d’air destinés à être reliés à un système de régulation de la température d’un véhicule afin de moduler la température du siège (100).