Brevet FR3134786A1 — publié le 20231027

L'invention concerne un plancher de véhicule automobile supportant un tunnel (1) pourvu d’un élément de renfort longitudinal (3), ledit élément de renfort présentant une section au moins partiellement évidée renfermant des composants fonctionnels (4), caractérisé en ce que ledit élément de renfort longitudinal (3) est constitué d’un profilé comprenant une semelle inférieure (31) raccordée à une âme centrale (32) perpendiculaire qui se prolonge par au moins une aile supérieure (33a, 33b) et qui délimite, au-dessus de la semelle, deux compartiments latéraux (30a, 30b) destinés à recevoir lesdits composants fonctionnels (4). Figure de l’abrégé (Fig. 4) PLANCHER À TUNNEL abaissÉ POUR VÉHICULES AUTOMOBILES L'invention concerne, de façon générale, le domaine de la structure des véhicules automobiles et s’intéresse, plus particulièrement, au plancher des véhicules électriques. La structure des véhicules à motorisation thermique comprend généralement un tunnel central s’étendant de façon longitudinale sur le plancher à l’intérieur de l’habitacle. Ce tunnel est constitué, de manière traditionnelle, d’un profilé de section en U retourné qui permet le passage de nombreux composants fonctionnels et, notamment, du conduit d’échappement, de la tringlerie de la boîte de vitesse, de la tubulure de carburant et de divers câbles et faisceaux électriques. Il a été envisagé, principalement pour des raisons esthétiques, de réaliser la structure des véhicules électriques avec un plancher plat, ou tout au moins un tunnel de moindre hauteur, au moins dans la partie avant de l’habitacle, du fait que la plupart des composants nécessaires à la motorisation thermique n’ont pas lieu d’être présents. Il a également été recherché une solution visant à raccourcir la console centrale pour supprimer la liaison de cette dernière avec la planche de bord. Toutefois, dans le conduit de raccordement de la console centrale à la planche de bord sont logés, des tubulures aérauliques de chauffage et de rafraîchissement des passagers arrières, un faisceau de câbles de gros diamètre alimentant la console centrale, un boîtier de commande des airbags et divers autres équipements électriques qui sont toujours nécessaires même dans les véhicules électriques. En outre, ce conduit de raccordement doit être renforcé afin d’éviter un risque d’écrasement des tubulures et faisceaux par les passagers. Or, il se trouve aussi que ces tubulures et faisceaux ne peuvent être posés sur le profilé en U qu’après son montage final sur le plancher car le tunnel est ferré sur tout son pourtour puis passé en cataphorèse à une température de plus de 250°C qui risquerait de détériorer ces composants. Par ailleurs, le profilé en U retourné du tunnel assure une fonction de rigidification qui est essentielle en cas de choc frontal en préservant l’intégrité de la cellule habitacle. Cette fonction est d’autant plus nécessaire que les véhicules électriques présentent une inertie plus importante due au surplus de masse apporté par les batteries. Par conséquent, tant pour des raisons d’encombrement que d’optimisation de la rigidité du profilé, les tubulaires aérauliques et les faisceaux de câbles ne peuvent être logés à l’intérieur du profilé en U où se trouvent déjà d’autres composants moins sensibles. En outre, des ouvertures sont pratiqués, à la fois, dans les flancs latéraux du tunnel pour faire ressortir les tubulures de chauffage sous les sièges avant et au sommet du profilé en U pour le passage des tubulures de climatisation vers la console centrale. Mais, ces ouvertures fragilisent le tunnel et impactent donc l’inertie ce qui nécessite un apport supplémentaire de masse et complexifie le montage. En effet, les tubulures doivent être montées depuis l’intérieur de l’habitacle, après la planche de bord et le groupe de climatisation, et parfois même après la pose du tapis de sol. Or, introduire les tubulures dans le tunnel pour les emboiter à l’aveugle se révèle être une opération fastidieuse. Dans un véhicule thermique, le tunnel est généralement ouvert sur l’extérieur et le conduit d’échappement, les tubulures et les tringleries arrivent par en dessous car la carrosserie coiffe la motorisation et les trains roulants. Mais, dans un véhicule électrique, le tunnel est fermé par la tôle de plancher qui recouvre les batteries et, dans ces conditions, l’option consistant à faire passer les conduits de chauffage à l’extérieur de l’habitacle génèrerait des pertes calorifiques. Ainsi, il s’est avéré nécessaire de renforcer la rigidité et de parfaire l’étanchéité et l’isolation entre l’habitacle et le compartiment batteries. Certains véhicules, tels que les monospaces et les véhicules utilitaires, comportent un faux-plancher positionné au-dessus du tunnel et qui peut, tout en donnant une illusion de planéité, libérer un espace sous-jacent permettant de faire passer les tubulures, de part et d’autre du tunnel et sous les pieds des passagers avant. Cependant, un tel faux-plancher a pour inconvénient d’augmenter la hauteur du véhicule d’autant que tous les planchers sont généralement recouverts d’un tapis d’insonorisation dont l’épaisseur est aussi de quelques centimètres. Cette solution entraîne ainsi une élévation du point talon du conducteur ce qui nécessite, en conséquence, de déplacer le pédalier, le volant etc…. Or, pour les véhicules électriques, le plancher a déjà été rehaussé d’une dizaine de centimètres pour y intégrer les batteries. Une hauteur supplémentaire pénaliserait son habitabilité intérieure et/ou son gabarit extérieur ce qui n’est pas acceptable. Compte tenu de la présence techniquement nécessaire de tous ces composants fonctionnels, il s’avère impossible avec la structure existante et, surtout, avec le profilé en U retourné, de réduire la hauteur du tunnel pour abaisser le plancher. Le brevet US10286966B2 décrit une remorque comprenant une plateforme pourvue de deux longerons de renfort s’étendant dans sa partie centrale. Cependant, cette remorque n’est pas équipée d’éléments fonctionnels longitudinaux tels que des tubulures de conduite de fluide ou des faisceaux de câbles. Par conséquent, le problème du logement de tels éléments sur la plateforme ne se pose pas. En outre, la hauteur du plancher de cette plateforme n’est pas critique car elle n’est pas destinée au transport de passagers. Dans ce contexte, l'invention vise à résoudre les problèmes techniques posés par les solutions antérieures et, principalement à réduire la hauteur du plancher et/ou à réaliser un plancher plus plat, tout en logeant, dans un tunnel adapté, les seuls composants fonctionnels nécessaires à un véhicule à motorisation électrique. Ce but est atteint, selon un premier aspect de l’invention, au moyen d’un plancher de véhicule automobile supportant un tunnel pourvu d’un élément de renfort longitudinal, ledit élément de renfort présentant une section au moins partiellement évidée renfermant des composants fonctionnels, caractérisé en ce que ledit élément de renfort longitudinal est constitué d’un profilé comprenant une semelle inférieure raccordée à une âme centrale perpendiculaire qui se prolonge par au moins une aile supérieure et qui délimite, au-dessus de la semelle, deux compartiments latéraux destinés à recevoir lesdits composants fonctionnels. Selon un mode de réalisation préférentiel du plancher de l’invention, le profilé a une section transversale en H dont l’âme centrale est verticale et délimite les deux compartiments latéraux qui s’étendent de façon parallèle. Selon une variante de réalisation spécifique de l’invention, le profilé comprend deux ailes supérieures qui s’étendent, respectivement, de part et d’autre de l’âme centrale. De préférence, la paroi supérieure du tunnel est directement en appui sur l’aile supérieure du profilé. Selon une autre variante de réalisation de l’invention, le plancher comprend, en outre, au moins une traverse s’étendant de façon perpendiculaire au profilé. Selon une caractéristique avantageuse du plancher de l’invention, les composants fonctionnels sont intégralement logés sous l’aile supérieure de part et d’autre de l’âme centrale. Selon une variante de réalisation spécifique de l’invention, l’élément de renfort est un profilé en acier réalisé à partir d’une poutrelle IPN. Un autre objet de l’invention est un véhicule automobile à motorisation électrique comprenant un plancher présentant les caractéristiques définies ci-dessus. Ainsi, dans son principe, l’invention propose de remplacer le profilé en U retourné des tunnels de plancher traditionnels par un profilé en H du type IPN. Ce type de profilé offre, à la fois, une rigidité au moins équivalente aux profilés antérieurs et une meilleure compacité. Le profilé en H du plancher de l’invention présente des compartiments latéraux pour loger intégralement les composants fonctionnels et, en particulier, les tubulures aérauliques et les faisceaux de câbles. Dans ces conditions, la paroi supérieure du tunnel est directement en appui sur l’aile supérieure du profilé ce qui permet de réduire la hauteur du tunnel de façon significative. Ainsi, l’invention permet d’intégrer, dans un même volume de l’élément de renfort, la fonction de rigidification (inertie) et les fonctions aérauliques au lieu de les superposer à l’extérieur et au-dessus de cet élément. Le tunnel modifié selon l’invention tend ainsi vers l’objectif de réaliser un plancher plat et offre un gain de volume habitable, de volume de rangement, de confort et de qualité perçue. En outre, le plancher de l’invention peut être réalisé simplement en usine en utilisant les mêmes outils que ceux employés pour les planchers traditionnels. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui va suivre, en référence aux figures annexées, pour lesquelles : est une vue en perspective de dessus et de l’arrière d’un tunnel de plancher traditionnel. est une vue en perspective simplifiée de dessus et de l’avant du tunnel de plancher de la . est une vue schématique en coupe transversale d’un tunnel de plancher traditionnel avec des composants fonctionnels. est une vue en perspective simplifiée de dessus et de l’avant d’un tunnel de plancher selon un mode de réalisation de l’invention. est une vue schématique en coupe transversale d’un tunnel de plancher selon l’invention avec des composants fonctionnels. Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l’ensemble des figures. Naturellement, les modes de réalisation du plancher de l’invention illustrés schématiquement par les figures présentées ci-dessus et décrites ci-après, ne sont donnés qu'à titre d’exemples non limitatifs. Il est explicitement prévu dans le cadre de l’invention que l'on puisse proposer et combiner entre eux différents modes pour en proposer d'autres. Il est précisé que toutes les caractéristiques, telles qu’elles se dégagent pour un homme du métier à la lecture de la présente description, des figures et des revendications associées, même si concrètement elles n’ont été décrites qu’en relation avec d’autres caractéristiques déterminées, tant individuellement que dans des combinaisons quelconques, peuvent être combinées à d’autres caractéristiques ou groupes de caractéristiques divulguées ici, pour autant que cela n’a pas été expressément exclu ou que le contexte technique rende de telles combinaisons impossibles ou dénuées de sens. L’invention concerne le domaine général de la structure des véhicules automobiles et, plus particulièrement, du plancher des véhicules à motorisation électrique. De manière traditionnelle et comme illustré par les figures 1 à 3, le plancher 10 ( ) des véhicules automobiles supporte un tunnel central 1, parfois surmonté d’une console 2 ( ), qui s’étend entre les deux sièges avant (non représentés) et qui se prolonge vers l’arrière du véhicule. Un tunnel 1, tel qu’il existe actuellement, comprend généralement un élément de renfort longitudinal 3 constitué d’un profilé de grande rigidité (généralement en acier) dont la section en U retourné est au moins partiellement évidée, comme illustré schématiquement par la . Ce profilé assure ainsi le passage de nombreux composants et, en particulier pour les véhicules à motorisation thermique, des composants fonctionnels associés à la motorisation thermique (conduit d’échappement, tringlerie de la boîte de vitesse, tubulure de carburant, …) et divers câbles et faisceaux électriques. Comme illustré schématiquement par la , des composants fonctionnels tels que des tubulures aérauliques 4 sont posées au-dessus du tunnel 1 et passent ici, au moins en partie avant, à l’intérieur de la console 2 tandis que des composants 40 de la motorisation thermique passent dans le volume intérieur 30 du profilé 3. Le cas échéant et comme illustré par la , la console 2 peut être posée sur le tunnel 1 par-dessus le profilé 3. L’invention s’intéresse spécifiquement aux véhicules électriques qui s’affranchissent de la présence d’au moins certains des composants fonctionnels cités ci-dessus et qui, de façon évidente, n’utilisent que ceux qui sont nécessaires au fonctionnement d’une motorisation électrique. Toutefois, les caractéristiques de plancher et de tunnel décrites ci-après et illustrées par les figures 4 et 5 pourraient s’appliquer également à des véhicules à motorisation thermique, moyennant des adaptations appropriées. L’invention a pour objectif de réduire la hauteur du tunnel central 1 pour obtenir un plancher moins haut et/ou plus plat. A cet effet, l’invention consiste à modifier l’élément de renfort longitudinal 3 pour le remplacer par un profilé de section différente qui permet d’éviter l’empilage des composants fonctionnels. Selon l’invention, ce profilé 3 en acier comprend une semelle inférieure 31 posée sur le plancher ou sur la caisse du véhicule. Cette semelle 31 est raccordée à une âme centrale 32, perpendiculaire à la semelle 31 et qui se prolonge par au moins une aile supérieure 33 et, dans le mode de réalisation représenté sur la (en traits pointillés) et sur la par deux ailes supérieures 33a, 33b. Les ailes délimitent, au-dessus de la semelle 31 et de part et d’autre de l’âme 32, deux compartiments latéraux 30a, 30b destinés à recevoir les composants fonctionnels, dont les tubulures aérauliques 4, respectivement, de chauffage et de climatisation de l’habitacle. Le profilé 3 a une section transversale en H (pivoté à 90°) du type IPN (poutrelle en I à Profil Normal) dont l’âme centrale 32 est disposée verticalement. Les deux compartiments latéraux 30a, 30b s’étendent sur toute la longueur du profilé et selon des axes parallèles. Les tubulures 4 sont protégées par les ailes supérieures 33a, 33b sous lesquelles elles se trouvent en étant intégrées dans le profilé 3. En outre, les tubulures 4 peuvent diverger latéralement du profilé 3 pour rejoindre la zone des sièges arrière, comme illustré sur la , du fait que le profilé est ouvert sur ses côtés, à la différence du profilé antérieur en U retourné qui nécessitait l’usinage d’orifices de sortie des tubulures. Ainsi, la paroi supérieure du tunnel 1 ou le plancher peut être directement en appui sur les ailes supérieures 33a, 33b du profilé 3 ce qui permet d’obtenir un gain de hauteur significatif. Le plancher comprend, en outre, au moins une traverse et ici deux traverses d’assises 5 qui sont parallèles et s’étendent perpendiculairement au profilé 3. Plancher de véhicule automobile supportant un tunnel (1) pourvu d’un élément de renfort longitudinal (3), ledit élément de renfort présentant une section au moins partiellement évidée renfermant des composants fonctionnels (4), caractérisé en ce que ledit élément de renfort longitudinal (3) est constitué d’un profilé comprenant une semelle inférieure (31) raccordée à une âme centrale (32) perpendiculaire qui se prolonge par au moins une aile supérieure (33a, 33b) et qui délimite, au-dessus de la semelle, deux compartiments latéraux (30a, 30b) destinés à recevoir lesdits composants fonctionnels (4). Plancher selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit profilé (3) a une section transversale en H dont l’âme centrale (32) est verticale et délimite les deux compartiments latéraux (30a, 30b) qui s’étendent de façon parallèle. Plancher selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit profilé (3) comprend deux ailes supérieures (33a, 33b) qui s’étendent, respectivement, de part et d’autre de l’âme centrale (32). Plancher selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi supérieure du tunnel (2) est directement en appui sur l’aile supérieure (33a, 33b) du profilé (3). Plancher selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend, en outre, au moins une traverse (5) s’étendant de façon perpendiculaire audit profilé (3). Plancher selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits composants fonctionnels (4) sont intégralement logés sous l’aile supérieure (33a, 33b) de part et d’autre de l’âme centrale (32). Plancher selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit élément de renfort (3) est un profilé en acier réalisé à partir d’une poutrelle IPN. Véhicule automobile à motorisation électrique comprenant un plancher selon l’une des revendications précédentes.