Brevet FR3143525A1 — publié le 20240621

L’invention concerne un soubassement de caisse comportant un plancher s’étendant transversalement entre deux longerons latéraux (100), chaque dit longeron comprenant une partie interne de longeron (110) et une partie externe de longeron (120) chacune à section en forme de U couché et comprenant une âme latérale verticale (111, 121) ainsi que deux semelles supérieure (112, 122) et inférieure (113, 123), lesdites parties interne et externe étant reliées rigidement l’une à l’autre de sorte à délimiter un corps creux allongé ; caractérisé en ce que les semelles supérieure et inférieure de ladite partie externe de chaque dit longeron présentent chacune un pli respectif (126, 127) s’étendant longitudinalement sur toute la longueur de ce longeron et séparant la semelle correspondante en deux pans interne (122A, 123A) et externe (122B, 123B) formant entre eux un angle intérieur convexe (θ S , θ I ) donnant à cette semelle un profil en relief depuis l’extérieur du longeron. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 2 Soubassement de caisse doté de longerons à compression contrôlée en cas de choc latéral La présente invention concerne d’une manière générale le soubassement de caisse des véhicules automobiles de type hybride ou électrique dotés d’une batterie de propulsion. Elle vise en particulier un tel soubassement de caisse pourvue de longerons latéraux à compression contrôlée en cas de choc latéral. Un véhicule automobile de type hybride ou électrique comprend, pour son fonctionnement, une machine électrique et éventuellement un moteur à combustion couplé à cette machine électrique. Au moins une batterie de propulsion est également prévue dans un tel véhicule pour alimenter la machine électrique. Le soubassement de caisse d'un tel véhicule hybride ou électrique comporte classiquement un plancher avant s’étendant longitudinalement entre le tablier avant et le plancher arrière, et transversalement entre deux longerons latéraux comprenant chacun une partie interne de longeron et une partie externe de longeron liées rigidement l’une à l’autre pour former un corps creux allongé de section transversale fermée sensiblement carrée. Un tel soubassement de caisse comporte également au moins une traverse d'assise avant fixée sur le dessus du plancher avant et s’étendant transversalement entre les deux longerons latéraux sous la première rangée d'assises. Cette dite au moins une traverse d'assise avant, sur laquelle on vient fixer les armatures d’assises des sièges avant, participe à la rigidité de la structure de soubassement. Dans le cas d'un véhicule à faible hauteur sous plancher comportant un moteur à combustion implanté dans sa partie avant et dont le soubassement de caisse comprend un tunnel central permettant le passage du tuyau d'échappement de l'avant vers l'arrière de ce véhicule, une telle traverse d'assise avant est constituée classiquement par deux demi-traverses qui s'étendent symétriquement de part et d’autre de ce tunnel central d’échappement, chacune entre ce tunnel central et un longeron latéral correspondant de la structure de soubassement. Avant leur mise sur le marché, les véhicules automobiles doivent être soumis à de nombreux protocoles de test permettant d’évaluer notamment leur niveau de sécurité passive. Le protocole de test en choc latéral consiste à faire rencontrer par le véhicule un poteau à une vitesse de 32km/h avec un angle de 75° par rapport à la direction longitudinale de ce véhicule, ce poteau étant positionné de sorte à ce qu’il percute le véhicule au niveau de la portière latérale avant côté conducteur. Un tel choc latéral génère des formes de contraintes particulières pour le soubassement de caisse du véhicule, en particulier de par la direction de choc qui est intermédiaire entre un choc frontal et un choc transversal. Ainsi, lors du choc, le longeron latéral correspondant est sollicité fortement en compression et s’écrase en transmettant un effort résultant à la ou les traverses d’assise avant chargées d’absorber le reste de l’énergie de ce choc en limitant la déformation du plancher avant et celle de l’habitacle. Suivant la configuration des longerons latéraux, l’effort résultant transmis aux traverses d’assise peut présenter une composante verticale occasionnant une déformation non homogène de la ou des traverses d’assise avant qui peut entrainer un cloquage du plancher avant et l’écrasement de la batterie de propulsion implantée généralement au dessus ou en dessous de ce plancher avant à proximité d’au moins l’un des longerons latéraux. Or, un tel écrasement de la batterie de propulsion peut provoquer la détérioration de certaines de ces cellules engendrant un risque d’électrocution ou de brûlures chimiques pour les passagers. Afin de limiter ces risques d’écrasement de la batterie de propulsion, il est connu, notamment de la demande de brevet française FR 2 896 735 A1, de renforcer une telle traverse d’assise avant par des organes de renfort localisés aptes à transmettre au soubassement du véhicule un effort appliqué sur une extrémité latérale de la traverse. La présence de ces organes de renfort permet à la traverse d'assise de garder plus longtemps sa géométrie générale et d'absorber plus d'énergie lors d’un choc latéral. L’adjonction de tels renforts a malheureusement pour conséquence d’augmenter sensiblement le coût de revient de ces traverses d’assises avant ainsi que leur masse. La présente invention vise donc à améliorer la situation. Elle propose à cet effet un soubassement de caisse pour véhicule automobile de type hybride ou électrique, comportant un plancher s’étendant transversalement entre deux longerons latéraux ainsi qu’au moins une traverse d’assise fixée sur le dessus dudit plancher et s’étendant transversalement entre les deux dits longerons latéraux auxquels elle est fixée, chaque dit longeron latéral comprenant une partie interne de longeron et une partie externe de longeron chacune à section en forme de U couché et comprenant une âme latérale verticale ainsi que deux semelles supérieure et inférieure s’étendant transversalement respectivement depuis et le long du bord supérieur et du bord inférieur de cette âme, lesdites parties interne et externe de chaque dit longeron étant reliées rigidement l’une à l’autre de sorte à délimiter un corps creux allongé ; caractérisé en ce que les semelles supérieure et inférieure de ladite partie externe de chaque dit longeron présentent chacune un pli respectif s’étendant longitudinalement sur toute la longueur de ce longeron et séparant la semelle correspondante en deux pans interne et externe formant entre eux un angle intérieur convexe donnant à cette semelle un profil en relief depuis l’extérieur du longeron. Cette conformation particulière de la partie externe des longerons latéraux permet, en cas de choc latéral poteau, de générer une déformation homogène jusqu’à la fin du choc de ses semelles supérieure et inférieure, de sorte que l’effort résultant transmis à la dite au moins une traverse d’assise soit orienté selon une direction quasiment transversale. La déformation de cette ou de ces traverses d’assise est ainsi également plus homogène de sorte que leur écrasement transversal soit réduit ce qui limite considérablement les risques d’écrasement de la batterie de propulsion du véhicule. Selon des caractéristiques préférées dudit soubassement de caisse selon l’invention : - l’angle intérieur convexe entre les deux pans interne et externe de la semelle supérieure est inférieur à celui entre les deux pans interne et externe de la semelle inférieure ; - l’angle intérieur convexe entre les deux pans interne et externe de la semelle supérieure est compris entre 140 et 160° ; - l’angle intérieur convexe entre les deux pans interne et externe de la semelle inférieure est compris entre 164 et 175° ; - les plis respectifs des semelles supérieure et inférieure de chaque dit longeron présentent un écartement transversal inférieur ou égal à 10 millimètres ; - la semelle supérieure de la partie interne de chaque dit longeron s’étend transversalement sur une plus grande largeur que la semelle inférieure de cette partie interne, de sorte à sonner un profil dissymétrique à ce longeron vis-à-vis de son plan longitudinal vertical médian ; - la différence de largeur entre lesdites semelles supérieure et inférieure de la partie interne de chaque dit longeron est avantageusement comprise entre 15 et 30 millimètres ; - chaque dit longeron comprend également un renfort lié rigidement aux parties interne et externe et s’étendant selon un plan moyen sensiblement vertical à l’intérieur dudit corps creux formé par ce longeron de sorte à le cloisonner en deux portions ; et/ou - ledit soubassement comporte deux dites traverses d’assise écartées longitudinalement l’une de l’autre. L’invention vise également sous un second aspect, un véhicule automobile comportant un tel soubassement de caisse. L’exposé de l’invention sera maintenant poursuivi par la description détaillée d’un exemple de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - représente une vue partielle en perspective d’un soubassement de caisse de véhicule selon l’invention doté de deux longerons latéraux bordant latéralement un plancher avant ; - est une vue en section transversale de l’un des deux longerons latéraux dudit soubassement de caisse selon l’invention ; - représente une vue en section transversale illustrant l’état de déformation du longeron latéral de la à une étape intermédiaire d’un choc latéral poteau ; - est une vue en section transversale illustrant l’état de déformation du longeron latéral de la à la fin d’un choc latéral poteau ; et - représente une vue de dessus de la partie latérale du soubassement de caisse selon l’invention après avoir subi un choc latéral poteau. La représente une vue partielle d’un soubassement de caisse 1 d’un véhicule automobile de type hybride comprenant un moteur à combustion implanté dans sa partie avant ainsi qu’une machine électrique de propulsion. On définit par rapport à ce soubassement de caisse 1 un repère orthogonal XYZ comprenant trois axes perpendiculaires deux à deux, à savoir : - un axe X, définissant une direction longitudinale, horizontale, - un axe Y, définissant une direction transversale, horizontale, qui avec l'axe X définit un plan XY horizontal, et - un axe Z, définissant une direction verticale, perpendiculaire au plan XY horizontal. Dans la suite de la description et en référence au repère défini ci-dessus, les termes « longitudinal » ou « longitudinalement » feront référence à une direction parallèle à l’axe X, les termes « transversal » ou « transversalement » feront référence à une direction parallèle à l’axe Y, et les termes « vertical » ou « verticalement » feront référence à une direction parallèle à l’axe Z. D’autre part et par convention, les termes « inférieur », « supérieur », « avant » et « arrière » s’entendront par rapport à l’orientation générale du véhicule. Les termes « inférieur » et « bas » indiqueront une proximité avec le sol plus importante selon la direction verticale que les termes « supérieur » ou « haut ». Le terme « avant » indiquera un positionnement orienté vers le devant d’un véhicule selon la direction horizontale et le terme « arrière » indiquera un positionnement orienté vers l’arrière d’un véhicule selon la même direction horizontale. Les termes « externe » et « interne » seront quant à eux utilisés pour définir la position relative d'un élément par référence au plan longitudinal vertical médian du véhicule. L’élément le plus proche de ce plan sera ainsi qualifié d’interne par opposition à l’autre élément plus éloigné de ce même plan qui sera quant à lui qualifié d’externe. Par ailleurs, le terme « sensiblement » sera utilisé pour indiquer qu’un léger écart est admis par rapport à une position ou orientation nominale prédéterminée, tout en restant inclus dans le cadre de l’invention. Par exemple, les expressions « sensiblement parallèle » et « sensiblement perpendiculaire » indiqueront respectivement qu’un écart de l’ordre de 15 à 20° par rapport à une orientation strictement parallèle et strictement perpendiculaire est admis dans le cadre de l’invention. En références à cette , le soubassement de caisse 1 comporte un plancher avant 2 s’étendant longitudinalement entre le tablier avant non représenté et le plancher arrière également non représenté destiné à supporter les sièges arrière (également nommés « sièges de rang 2 »), et transversalement entre deux longerons latéraux 100, 200. Ce soubassement de caisse 1 comprend également une traverse avant d’assise avant 3 et une traverse arrière d’assise avant 4 fixées sur le dessus du plancher avant 2 et s’étendant transversalement entre les deux longerons latéraux 100, 200 sous la rangée de sièges avant. Ces deux traverses d’assise avant 3, 4, sur lesquelles on vient fixer les armatures d'assises de ces sièges avant, sont chacune constituées en l’espèce par deux demi-traverses 3A, 3B, 4A, 4B s'étendant symétriquement de part et d’autre d’un tunnel central d’échappement 5 surmontant la partie médiane de ce plancher avant 2 dont il est solidaire et destiné à permettre le passage d’un tuyau d'échappement entre les parties avant et arrière du véhicule. Chacune de ces demi-traverses d’assise 3A, 3B, 4A, 4B s’étend ainsi entre ce tunnel central 5 et un longeron latéral correspondant 100, 200 de ce soubassement de caisse 1. Comme on peut le remarquer sur cette , la demi-traverse gauche 3A de la traverse avant d’assise avant 3 présente des dimensions longitudinales nettement supérieures à celles de la demi traverse droite 3B de cette traverse avant d’assise avant 3, de sorte à former un carter de protection logeant une batterie haute tension 6 visible par transparence sur la et destinée à alimenter la machine électrique de propulsion du véhicule. On va maintenant décrire plus en détails et en référence à la , le longeron latéral gauche 100 bordant latéralement la partie gauche du plancher avant 2, sachant que le longeron latéral droit 200 bordant latéralement la partie droite de ce plancher avant 2 lui est symétriquement identique. Tel qu’illustré sur cette , le longeron latéral gauche 100 comprend une partie interne de longeron 110 et une partie externe de longeron 120 liées rigidement l’une à l’autre de sorte à délimiter un corps creux allongé de section transversale fermée sensiblement carrée. Ce longeron latéral gauche 100 comprend également un renfort de longeron 130 lié rigidement aux parties interne et externe de longeron 110, 120 et s’étendant selon un plan moyen sensiblement vertical à l’intérieur de ce corps creux de sorte à le cloisonner en deux portions. Les parties interne 110 et externe 120 ainsi que le renfort 130 sont obtenus chacun par emboutissage à partir d’une ou plusieurs feuilles de tôle métallique, préférentiellement en acier à double phase et présentant avantageusement une épaisseur comprise entre 1,2 et 1,4 millimètres. La partie interne de longeron 110 présente en section un profil sensiblement en forme de U couché dont la concavité est tournée à l’opposé du plancher avant 2 du véhicule auquel elle est fixée. Cette partie interne 110 comprend une âme latérale verticale 111 ainsi que deux semelles supérieure 112 et inférieure 113 s’étendant transversalement à l’opposé du plancher avant 2 respectivement depuis et le long du bord supérieur et du bord inférieur de cette âme latérale 111. Les semelles supérieure 112 et inférieure 113 se prolongent chacune à l’opposé de l’âme latérale 111 respectivement par une feuillure supérieure de jonction 114 repliée verticalement vers le haut et par une feuillure inférieure de jonction 115 repliée verticalement vers le bas. De constitution semblable à la partie interne, la partie externe de longeron 120 présente également en section un profil sensiblement en forme de U couché dont la concavité est tournée en direction du plancher avant 2 du véhicule. Cette partie externe 120 comprend une âme latérale verticale 121 ainsi que deux semelles supérieure 122 et inférieure 123 s’étendant transversalement en direction du plancher avant 2 respectivement depuis et le long du bord supérieur et du bord inférieur de cette âme latérale 121. Les semelles supérieure 122 et inférieure 123 se prolongent chacune à l’opposé de l’âme latérale 121 respectivement par une feuillure supérieure de jonction 124 repliée sensiblement horizontalement et par une feuillure inférieure de jonction 125 repliée verticalement vers le bas. Le renfort de longeron 130 comprend une cloison principale verticale 131 ainsi que deux ailettes supérieure 132 et inférieure 133 s’étendant transversalement à l’opposé du plancher avant 2 respectivement depuis et le long du bord supérieur et du bord inférieur de cette cloison 132. Ces ailettes supérieure 132 et inférieure 133 se prolongent chacune à l’opposé de la cloison 131 respectivement par une feuillure supérieure de jonction 134 repliée verticalement vers le haut et par une feuillure inférieure de jonction 135 repliée verticalement vers le bas. En partie supérieure du longeron 100, les feuillures supérieure de jonction 114, 134 de la partie interne 110 et du renfort 130 sont accolées l’une à l’autre et fixées par des points de soudure électrique (PSE). La feuillure supérieure de jonction 124 de la partie externe 120 est quant à elle accolée contre l’ailette supérieure 132 du renfort 130 à laquelle elle est fixée des points de soudure électrique (PSE). En partie inférieure de ce longeron 100, les feuillures inférieures de jonction 115, 125 des parties interne 110 et externe 120 prennent en sandwich la feuillure inférieure de jonction 135 du renfort 130, ces trois feuillures 115, 125, 135 étant fixées par des points de soudure électrique (PSE) à triple épaisseur de tôle. Comme on peut le remarquer sur la , la semelle supérieure 112 de la partie interne 110 s’étend transversalement sur une plus grande largeur que sa semelle inférieure 113, de sorte à donner un profil dissymétrique au longeron 100 vis-à-vis de son plan longitudinal vertical médian. Cette différence de largeur d entre les deux semelles supérieure 112 et inférieure 113 est avantageusement comprise entre 15 et 30 millimètres. Selon l’invention, chacune des semelles supérieure 122 et inférieure 123 de la partie externe 120 présente un pli 126 (respectivement 127) s’étendant longitudinalement sur toute la longueur du longeron 100 et séparant cette semelle en deux pans interne 122A (respectivement 123A) et externe 122B (respectivement 123B) formant entre eux un angle intérieur convexe θ S (respectivement θ I ) donnant à cette semelle un profil en relief depuis l’extérieur du longeron 100. L’angle intérieur convexe θ S entre les deux pans interne 122A et externe 122B de la semelle supérieure 122 sera de préférence choisi inférieur à celui θ I entre les deux pans interne 123A et externe 123B de la semelle inférieure 123. Plus précisément, l’angle intérieur convexe θ S sera avantageusement compris entre 140 et 160°, tandis que l’angle intérieur convexe θ I sera avantageusement compris entre 164 et 175°. Les plis respectifs 126, 127 des semelles supérieure 122 et inférieure 123 sont de préférence agencés sensiblement verticalement à l’aplomb l’un de l’autre de sorte que leur écartement transversal e soit inférieur ou égal à 10 millimètres. Lors de la réalisation d’un protocole de test en choc latéral et comme on peut le remarquer sur les figures 3 et 4 illustrant l’état du longeron 100 respectivement à une étape intermédiaire et à la fin du choc, la présence de ces plis 126, 127 permet de guider la déformation des semelles supérieure 122 et inférieure 123 de la partie externe 120 de ce longeron 100 qui s’effectue ainsi sensiblement pour ces deux semelles 122, 123 à un même niveau transversal. L’écrasement de ces semelles supérieure 122 et inférieure 123 de la partie externe 120 du longeron 100 s’effectue ainsi de manière homogène jusqu’à la fin du choc, de sorte que l’effort résultant F R transmis aux traverses d’assise avant 3, 4 est orienté selon une direction quasiment transversale. La déformation de ces traverses est ainsi plus homogène et leur écrasement transversal est réduit de sorte à limiter considérablement les risques de déformation de la batterie de propulsion du véhicule. Selon des variantes de réalisation non représentées, le profil en section des longerons 100, 200 peut varier. Ce profil peut notamment être symétrique vis-à-vis de leur plan longitudinal vertical médian. Les longerons 100, 200 peuvent également être dépourvus de renfort tel que 130. De nombreuses autres variantes sont également possibles et on rappellera à cet égard que l’invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées, mais englobe également toutes les variantes d’exécution à la portée de l'homme du métier. Soubassement de caisse (1) pour véhicule automobile de type hybride ou électrique, comportant un plancher (2) s’étendant transversalement entre deux longerons latéraux (100, 200) ainsi qu’au moins une traverse d’assise (3, 4) fixée sur le dessus dudit plancher (2) et s’étendant transversalement entre les deux dits longerons latéraux (100, 200) auxquels elle est fixée, chaque dit longeron latéral (100, 200) comprenant une partie interne de longeron (110) et une partie externe de longeron (120) chacune à section en forme de U couché et comprenant une âme latérale verticale (111, 121) ainsi que deux semelles supérieure (112, 122) et inférieure (113, 123) s’étendant transversalement respectivement depuis et le long du bord supérieur et du bord inférieur de cette âme (111, 121), lesdites parties interne (110) et externe (120) de chaque dit longeron (100, 200) étant reliées rigidement l’une à l’autre de sorte à délimiter un corps creux allongé ; caractérisé en ce que les semelles supérieure (122) et inférieure (123) de ladite partie externe (120) de chaque dit longeron (100, 200) présentent chacune un pli respectif (126, 127) s’étendant longitudinalement sur toute la longueur de ce longeron (100, 200) et séparant la semelle correspondante (122, 123) en deux pans interne (122A, 123A) et externe (122B, 123B) formant entre eux un angle intérieur convexe (θ S , θ I ) donnant à cette semelle un profil en relief depuis l’extérieur du longeron. Soubassement de caisse (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’angle intérieur convexe (θ S ) entre les deux pans interne (122A) et externe (122B) de la semelle supérieure (122) est inférieur à celui (θ I ) entre les deux pans interne (123A) et externe (123B) de la semelle inférieure (123). Soubassement de caisse (1) selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l’angle intérieur convexe (θ S ) entre les deux pans interne (122A) et externe (122B) de la semelle supérieure (122) est compris entre 140 et 160°. Soubassement de caisse (1) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l’angle intérieur convexe (θ I ) entre les deux pans interne (123A) et externe (123B) de la semelle inférieure (123) est compris entre 164 et 175°. Soubassement de caisse (1) selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les plis respectifs (126, 127) des semelles supérieure (122) et inférieure (123) de chaque dit longeron (100, 200) présentent un écartement transversal (e) inférieur ou égal à 10 millimètres. Soubassement de caisse (1) selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la semelle supérieure (112) de la partie interne (110) de chaque dit longeron (100, 200) s’étend transversalement sur une plus grande largeur que la semelle inférieure (113) de cette partie interne (110), de sorte à sonner un profil dissymétrique à ce longeron vis-à-vis de son plan longitudinal vertical médian. Soubassement de caisse (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que la différence de largeur (d) entre lesdites semelles supérieure (112) et inférieure (113) de la partie interne (110) de chaque dit longeron (100, 200) est comprise entre 15 et 30 millimètres. Soubassement de caisse (1) selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chaque dit longeron (100, 200) comprend également un renfort (130) lié rigidement aux parties interne (110) et externe (120) et s’étendant selon un plan moyen sensiblement vertical à l’intérieur dudit corps creux formé par ce longeron de sorte à le cloisonner en deux portions. Soubassement de caisse (1) selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu’il comporte deux dites traverses d’assise (3, 4) écartées longitudinalement l’une de l’autre. Véhicule automobile comportant un soubassement de caisse (1) selon l’une des revendications 1 à 9.