Brevet FR3142414A1 — publié le 20240531

Structure (1) de véhicule automobile, comprenant au moins un brancard (2) s’étendant longitudinalement vers l’avant de ladite structure, depuis un pied avant vers une face arrière d’au moins un appui de façade, l’au moins un appui de façade (3) comporte une pièce de renfort (5) de sorte à minimiser la déformation ou à éviter la rupture mécanique dudit l’au moins un appui de façade (3) en cas de choc frontal du véhicule. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Structure de véhicule automobile avec appuis de façade renforcés L’invention a trait au domaine des véhicules automobiles, et plus particulièrement au domaine des structures de véhicules automobiles et à leur comportement en déformation en cas de choc frontal. De nos jours, les véhicules automobiles doivent satisfaire à de nombreuses réglementations en matière de sécurité, spécialement en ce qui concerne la sécurité passive. Les moyens mis en œuvre pour assurer une telle sécurité doivent notamment permettre de protéger les occupants d’un véhicule lors d’un choc frontal à haute vitesse mais également de maîtriser les coûts de réparation du véhicule lors d’un choc urbain à faible vitesse. Ces moyens en matière de sécurité doivent par ailleurs permettre de limiter, autant que possible, le caractère contondant que peut présenter le véhicule vis-à-vis des piétons, notamment en réduisant la présence de points durs sous-capot pouvant occasionner des lésions à la tête et les risques de blessures graves au niveau des jambes. En parallèle de ces obligations de sécurité, des raisons écologiques et économiques poussent également les constructeurs à alléger la masse globale du véhicule. Afin d’assurer la conformité des véhicules aux différentes réglementations en matière de sécurité, divers essais de choc (latéral, frontal, etc.) sont mis en place. Or, ces réglementations pouvant varier d’un pays ou d’un continent à l’autre, les constructeurs automobiles doivent adapter leurs véhicules en fonction du marché géographique choisi. En Europe, des essais de choc frontal partiels, également dénommés par les termes « Moderate Overlap Frontal Crashworthiness Evaluation » en anglais, consistent à lancer un véhicule à 64km/h face à un mur rigide avec un taux de recouvrement de 40%, c’est-à-dire couvrant 40% de la largeur du véhicule. Aux Etats-Unis, des essais de choc frontal à faible recouvrement, également dénommés par les termes « Small Overlap » en anglais, consistent à lancer un véhicule à la même vitesse face un à mur rigide avec un taux de recouvrement plus faible, de l’ordre de 25%. Pour absorber les efforts du choc frontal, la structure du bloc avant du véhicule comporte classiquement trois voies de reprise ou de passage d’efforts : une voie principale ou supérieure, qui comporte deux brancards parallèles s’étendant depuis des pieds avant vers l’avant du véhicule et positionnés de chaque côté du groupe motopropulseur (GMP). Ces brancards sont prolongés vers l’avant par des caissons déformables supérieurs, également dénommés « crashbox », eux-mêmes réunis à l’avant par une traverse supérieure de pare-chocs ; une voie inférieure, qui comporte deux allonges parallèles s’étendant depuis un berceau vers l’avant du véhicule, s’étendant de part et d’autre du GMP. Ces allonges sont prolongées vers l’avant par des caissons déformables inférieurs, également dénommés « crashbox », eux-mêmes réunis à l’avant par une traverse inférieure de pare-chocs ; et une troisième voie, qui comporte sur chaque côté de la structure avant du véhicule, une doublure d’aile s’étendant depuis le pied avant vers une pièce de liaison. La pièce de liaison est également dénommée « appui de façade » car supportant une façade avant du véhicule. La façade avant est située, comme son nom l’indique, à l’avant du véhicule. Elle est en charge du maintien d’un certain nombre de pièces automobiles et notamment du système de refroidissement, et notamment d’un radiateur de refroidissement du moteur. Le brancard, l’allonge et les caissons déformables situés sur un côté du véhicule sont fixés sur la pièce de liaison reliant ainsi verticalement toutes les voies de passage d’effort. Les voies de passage d’efforts sont notamment sollicitées grâce à des surfaces d’appui des traverses supérieures et inférieures de pare-chocs et celles des appuis de façade. Les surfaces d’appui favorisent ainsi le passage d’une force générée lors du choc frontal et son parcours dans les voies précitées. De plus, les traverses supérieures et inférieures assurent une liaison transversale entre les brancards et les allonges, rendus ainsi solidaires entres eux pendant toute la durée du choc. En cas de choc frontal du véhicule automobile contre un mur rigide, les efforts du choc sont principalement absorbés par la voie principale : les caissons déformables et une partie des brancards vont se comprimer longitudinalement pour absorber une partie de l’énergie du choc. Cependant, une autre partie de l’énergie est absorber dans les allonges et transmise dans le berceau En cas de choc frontal fortement décalé de la structure avant du véhicule automobile contre un mur rigide, les surfaces d’appui précitées ne sont plus vraiment sollicitées car le choc se trouve en dehors des voies de passages d’efforts supérieures et inférieures. Dans un tel cas, la troisième voie devra absorber la force du choc. La structure avant d’un véhicule est donc conçue pour permettre le passage de la force générée lors du choc frontal via les différentes voies de passage d’effort, répartissant ainsi les efforts dans la structure du véhicule automobile. La voie supérieure, dite également « voie principale », est généralement la voie qui peut absorber le plus d’énergie. Cependant, en fonction du type de choc frontal, notamment en cas de choc décalé latéralement fortement ou non, les efforts de la force générée lors du choc frontal ne seront pas absorbés par les différentes voies de façon équivalente. Ainsi, lors d’un choc frontal ou lors d’un choc frontal décalé faiblement (jusqu’à 40% de recouvrement), c’est principalement la voie principale qui absorbe l’énergie du choc. Par contre, dans le cas d’un choc frontal décalé fortement, connu aussi sous le nom de choc décalé à faible recouvrement, c’est principalement la troisième voie qui absorbe l’énergie du choc. Par exemple, un tel choc correspond à un choc frontal avec un recouvrement inférieur à 25%, c’est-à-dire que l’objet sur lequel le véhicule frappe couvre moins de 25% de la largeur de la face avant du véhicule, au niveau d’un des angles avant du véhicule. Pour améliorer le comportement de la structure du véhicule à de tel choc, il est connu de renforcer la troisième voie par une doublure d’aile ou d’ajouter des surfaces d’appuis également dénommées « absorbeurs de choc » aux extrémités d’une traverse supérieure de parechocs tels que décrit dans le document FR3082155. La illustre un tel type de choc frontal fortement décalé au niveau de la structure avant gauche d’un véhicule automobile, illustrant différents moments du choc en (a), (b) et (c). La structure 1 subie différents efforts au cours du choc frontal décalé (25% de recouvrement) contre un mur rigide 6 fixe. En référence aux figures 2 (a) et 2 (b), en début de choc, la doublure d’aile 4 percute le mur poussant ainsi l’appui de façade 3, vers l’intérieur de la structure 1 du bloc avant du véhicule automobile. L’appui de façade 3 résiste au choc principalement grâce au brancard 2, fixé fortement sur la face arrière de l’appui de façade 3. A contrario, la résistance mécanique de l’appui de façade 3 est plus faible au niveau de l’allonge, fixée sur la face arrière de l’appui de façade 3 en dessous et à distance du brancard 2. Cette différence de résistance induit une déformation mécanique, de flexion, non négligeable au niveau de l’appui de façade 3 entre le brancard 2 et l’allonge. En référence à la (c), en fin de choc, l’écrasement de la doublure d’aile 4 et d’un passage de roue tire le côté latéral gauche de l’appui de façade 3 vers l’habitacle ou l’arrière du véhicule. Cela ajoute une déformation mécanique de torsion essentiellement verticale, non négligeable, au niveau de l’appui de façade 3 entre le brancard 2 et l’allonge. Les solutions existantes ne protègent pas directement l’appui de façade du risque de déformation importante, pouvant aller jusqu’à une rupture mécanique de l’appui de façade empêchant ainsi le passage de la force générée par le choc dans les différentes voies d’efforts, notamment en cas de choc frontal décalé à faible recouvrement, et donc réduisant la capacité d’absorption du choc et donc la sécurité des passagers du véhicule. Il y a donc un besoin de proposer une structure de bloc avant de véhicule automobile plus sûre dans laquelle les voies de passages d’effort longitudinales et/ou transversales sont reliées entre elles verticalement de manière plus rigide. La présente invention a donc pour but de proposer une structure de bloc avant de véhicule automobile plus sûre en cas de choc frontal du véhicule, particulièrement en cas de choc frontal décalé et précisément en cas de choc frontal décalé à faible recouvrement. La présente invention a également pour but de réduire la masse du véhicule automobile tout en garantissant la sécurité active et passive du véhicule. Pour ce faire, la présente invention porte sur une structure de véhicule automobile comprenant au moins un brancard s’étendant longitudinalement vers l’avant de ladite structure, depuis un pied avant vers une face arrière d’au moins un appui de façade. L’invention se caractérise en ce que l’au moins un appui de façade comporte une pièce de renfort de sorte à minimiser la déformation ou à éviter la rupture mécanique dudit l’au moins un appui de façade en cas de choc frontal du véhicule. L’appui de façade plus rigide résiste mieux aux différents efforts existants suite au choc du véhicule contre le mur. La pièce de renfort est fixée sur une face avant de l’au moins un appui de façade. La structure du bloc avant du véhicule comporte également au moins une allonge en dessous et à distance de l’au moins un brancard, ladite au moins une allonge s’étendant longitudinalement vers l’avant de ladite structure, depuis un berceau jusqu’à la face arrière de l’au moins un appui de façade. Cela correspond à une deuxième voie de passage d’effort. La pièce de renfort est fixée sur la face avant de l’au moins un appui de façade, verticalement entre l’au moins un brancard et l’au moins une allonge. C’est-à-dire que la pièce de renfort est située verticalement à une hauteur entre le brancard et l’allonge. La structure du bloc avant du véhicule comporte également au moins une doublure d’aile au-dessus et à distance de l’au moins un brancard, ladite au moins doublure d’aile s’étendant vers l’avant de ladite structure, depuis un pied avant vers un côté latéral extérieur de l’au moins un appui de façade. Le côté latéral extérieur correspond au côté latéral de l’appui de façade orienté vers l’extérieur du véhicule comportant une telle structure. La doublure d’aile forme une troisième voie de passage d’effort. La pièce de renfort comporte au moins une paroi de renforcement supérieur ou inférieur. De préférence, la paroi de renforcement supérieur ou inférieur est réalisée par au moins deux volets repliés. La paroi de renforcement supérieure ou inférieure est par exemple perpendiculaire au plan dans lequel s’étend l’appui de façade. Alternativement, la pièce de renfort est un assemblage de deux corps. Ainsi, au moins un corps de la pièce de renfort comprend au moins deux volets repliés formant un coin carré supérieur ou inférieur. De préférence, au moins un corps de la pièce de renfort comprend au moins quatre volets repliés formant deux par deux un coin carré supérieur et inférieur. La paroi de renforcement ou le coin carré ajoute de la résistance à l’au moins un appui de façade durant le choc, en particulier en fin de choc. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en référence aux figures annexées sur lesquelles : est une vue en perspective d’une structure avant gauche de véhicule automobile selon l’invention. est une vue de haut de la structure avant gauche d’un véhicule de l’art antérieur illustrant différentes phases de sa déformation au cours d’un choc frontal décalé à 25% de recouvrement. illustre deux modes de réalisation (a) et (b) différents des pièces de renfort selon l’invention. Les dessins sont des représentations schématiques pour faciliter la compréhension de l’invention. Les composants ne sont pas forcément représentés à l’échelle. Les mêmes références correspondent aux mêmes composants d’une figure à l’autre. Les termes « inferieur » ou « bas », « supérieur » ou « haut », « avant » et « arrière », « droite » et « gauche » s’entendront par rapport à l’orientation générale du véhicule. Ainsi, le terme « inférieur » désignera une proximité au sol plus importante et le terme « avant » indiquera le sens de marche normal du véhicule automobile. Un repère orthonormé est également défini par un axe longitudinal x, allant de l’arrière du véhicule vers l’avant du véhicule ; un axe y transversal à l’axe x, allant de la droite vers la gauche du véhicule ; et un axe z vertical, allant du bas vers le haut du véhicule. En référence à la , une poutre structurelle 2 principale ou supérieure, nommé aussi brancard 2, s’étend longitudinalement vers l’avant de la structure du véhicule 1, depuis un pied avant vers une face arrière d’un appui de façade 3. Plus précisément, le brancard 2 est relié au bas du pied avant par une pièce de structure s’étendant transversalement, non représentée. Le brancard 2 est fixé solidement sur la face arrière de l’appui de façade 3, par exemple par l’intermédiaire de platines de fixation. L’appui de façade 3 est destiné à recevoir sur une face avant la fixation d’un caisson déformable supérieur (non représenté) ou « crashbox » supérieur dans le prolongement longitudinal du brancard 2 vers l’avant de la structure 1. En dessous et à distance du brancard 2, une poutre inférieure 7, ou allonge 7, s’étend longitudinalement vers l’avant de la structure du véhicule 1, depuis un berceau (non représenté) vers la face arrière de l’appui de façade 3. L’allonge 7 est fixée solidement sur la face arrière de l’appui de façade 3, par exemple par soudage ou vissage. L’appui de façade 3 est destiné à accueillir un caisson déformable inférieur (non représenté) ou « crashbox » inférieur sur sa face avant, dans le prolongement longitudinal de l’allonge 7, vers l’avant de la structure 1. Une doublure d’aile 4, située plus haute que le brancard 2 et à distance de celui-ci, s’étend vers l’avant du véhicule, depuis le pied avant jusqu’à un côté latéral extérieur de l’appui de façade 5. Par exemple, comme illustré en qui montre la partie gauche d’une structure de véhicule 1, la doublure d’aile 4 s’étend depuis le pied avant gauche jusqu’à l’appui de façade 3 gauche, fixée sur un bord latéral gauche dudit appui de façade 3. Des bords tombés de l’appui de façade 3 forment les côtés ou le pourtour de l’appui de façade 3, les bords tombés étant perpendiculaire à l’appui de façade 3, et orientés vers l’avant du véhicule. La doublure d’aile 4 est fixée solidement sur l’extérieur du côté latéral gauche de l’appui de façade 3, par exemple par soudage ou vissage. Autrement dit, la doublure d’aile 4 est reliée au bord tombé de l’appui de façade 3 formant le bord latéral extérieur. L’appui de façade 3 relie ainsi verticalement de haut en bas, la doublure d’aile 4, le brancard 2 et l’allonge 7. Bien entendu, nous retrouvons une conception similaire, par symétrie, du côté droit de la structure du bloc avant du véhicule automobile. Lorsque les caissons déformables supérieurs sont fixés sur les appuis de façade 3, une traverse supérieure (non représentée) de pare-chocs est fixée sur chacun de ces caissons supérieurs pour les réunis transversalement . De même, une traverse inférieure (non représentée) réunie transversalement les caissons déformables inférieurs fixés sur les appuis de façade 3 en vis à vis des allonges 7 de berceau. La sécurité passive des véhicules automobiles repose, en partie, sur la capacité de la structure 1 du bloc avant à absorber l’énergie d’un choc frontal sans s’effondrer tout en réduisant l’impact et la violence du choc sur les passagers dans un habitacle du véhicule. La structure 1 du bloc avant doit donc absorber un maximum d’énergie cinétique par une déformation programmée au cours du choc frontal. Une pièce de renfort 5 est fixée solidement, par exemple par soudage, sur la face avant de l’appui de façade 3. Dans le mode de réalisation présenté en , la pièce de renfort 5 est positionnée verticalement entre le brancard 2 et l’allonge 7. C’est-à-dire qu’elle est positionnée plus haute que l’allonge 7 et plus basse que le brancard 2, au niveau de l’appuis de façade 3. La pièce de renfort vient renforcer l’appui de façade 3 qui est donc plus rigide, minimisant sa déformation en flexion et en torsion, et évitant sa rupture durant le choc. Comme illustré en et 3, la pièce de renfort 5 comprend une paroi centrale 8 plaquée et fixée, par exemple par soudage, sur l’appui de façade 3. La pièce de renfort 5 comporte en outre des bords tombés 9, 10 formant des côtés latéraux opposés de la pièce de renfort 5. Ces bords tombés 9, 10 s’étendent vers l’avant de la structure 1, et sont fixés, sur les côtés latéraux de l’appui de façade 3, autrement dit les bords tombés de l’appui de façade 3, par exemple par soudage. La paroi centrale 8 comporte un bord supérieur reliant ses deux bords latéraux, et duquel s’étend au moins un volet 11 rabattu à 90° par rapport à la paroi centrale 8. Dans le mode de réalisation illustré dans la (a), chacun des bord tombés 9 et 10 de l’appui façade 5 comportent un volet rabattu à 90°. Ces deux volets issus des bords tombés 9 et 10 sont rabattus contre le volet 11 de la paroi centrale 8, fixés sur ledit volet 11 de la paroi centrale 8, par exemple par soudage ou par collage. L’ensemble de ces volets forment une paroi de renforcement supérieur H de la pièce de renfort 5. Le volet 11 de la paroi centrale 8 s’étend sur approximativement toute la largeur du bord supérieur de la paroi centrale 8, c’est-à-dire au moins 75% de cette largeur. En variante non représenté, la pièce de renfort 5 comprend une telle paroi de renforcement supérieure H et une paroi inférieure de conception similaire le long d’un bord inférieur opposé au bord supérieur. Dans un autre mode de réalisation, représenté en (b), un seul des côtés latéraux de la pièce de renfort 5 comporte un volet 11 rabattu à 90° et issu du bord tombé 9 dudit côté latéral. Le volet 11 de la paroi centrale 8 s’étend depuis l’extrémité du bord supérieur de la paroi centrale 8 situé du côté du bord tombé 9 comportant le volet rabattu issu dudit bord tombé, par exemple sur environ 25% de la largeur du bord supérieur de la paroi centrale 8. Le volet 11 issu de la paroi centrale 8 et le volet rabattu issu du bord tombé sont plaqués l’un contre l’autre, fixés l’un contre l’autre par exemple par soudage ou collage, et forment une paroi de renforcement supérieure h. Cette conception permet de créer un coin carré, c’est-à-dire un renfort d’angle en reliant le bord tombé au niveau du bord latéral de la pièce de renfort 5 au volet 11 de la paroi centrale 8, conférant ainsi une grande rigidité sur ledit bord latéral de la pièce de renfort 5. En fixant la pièce de renfort 5 sur l’appui de façade 3, cela permet de renforcer ledit appui de façade 3 et ainsi de mieux résister durant le choc, particulièrement en fin de choc. En variante non représentée, le volet 11 de la paroi centrale 8 s’étend sur une plus grande distance le long du bord supérieur de la paroi centrale 8, par exemple approximativement sur toute la largeur du bord supérieur de la paroi centrale 8, c’est-à-dire au moins 75% de cette largeur, ou sur une plus courte distance que 25% de la largeur. Dans le mode de réalisation représenté, notamment en , le volet rabattu issu du bord tombé est au niveau du bord latéral extérieur de l’appui de façade 3, afin de renforcer la partie de l’appui façade 3 qui doit résister le plus au choc, en formant une paroi de renforcement supérieur sur ce même côté de la pièce de renfort 5. Dans la , la paroi de renforcement h est sur le côté latéral gauche de la pièce de renfort 5 puisque la doublure d’aile 4 est fixée sur l’extérieur du côté gauche de l’appui de façade 3. Dans le mode de réalisation de la (b), la pièce de renfort 5 est un assemblage de deux corps A et B, les corps étant fixés sur la face avant de l’appui de façade 3. Le corps A comprend un côté latéral droit fixé sur le côté latéral droit de l’appui de façade 3 et le corps B comprends un côté latéral gauche fixé sur le côté latéral gauche de l’appui de façade 3. Les corps A et B comprennent chacun une paroi centrale plaquée et fixée sur l’appui de façade 3, les parois se rejoignant, par exemple en se chevauchant, partageant ainsi la paroi centrale 8, par exemple en deux parties égales. Le côté latéral gauche de l’appui de façade 3 étant le plus sollicité lors d’un choc à faible recouvrement sur ce même côté gauche, la paroi du corps B, plaquée et fixée sur l’appui de façade 3, comporte la paroi de renforcement h, formé par les volets rabattus à 90°. En variante, la pièce de renfort 5 comprend une paroi supérieure h et inférieure (non représenté), ou uniquement inférieure. La pièce de renfort 5 est une pièce métallique, par exemple réalisée en acier, par exemple dont la microstructure est constituée d’une phase martensitique dispersée dans une matrice ferritique ou constituée d’une matrice de ferrite et de bainite. La pièce de renfort métallique présente par exemple une épaisseur minimum égale à 2mm. L’appui de façade 3 et la pièce de renfort 5 sont fabriqués par des procédés de formage des métaux connus de l’homme du métier, tels que le pliage ou l’emboutissage. Structure (1) de véhicule automobile, comprenant au moins un brancard (2) s’étendant longitudinalement vers l’avant de ladite structure (1), depuis un pied avant vers une face arrière d’au moins un appui de façade (3), caractérisée en ce que l’au moins un appui de façade (3) comporte une pièce de renfort (5) de sorte à minimiser la déformation ou à éviter la rupture mécanique dudit l’au moins un appui de façade (3) en cas de choc frontal du véhicule. Structure (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la pièce de renfort (5) est fixée sur une face avant de l’au moins un appui de façade (3). Structure (1) de véhicule automobile selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend au moins une allonge (7) en dessous et à distance de l’au moins un brancard (2), ladite au moins une allonge (7) s’étendant longitudinalement vers l’avant de ladite structure (1), depuis un berceau jusqu’à la face arrière de l’au moins un appui de façade (3). Structure (1) de véhicule automobile selon la revendication 3, caractérisée en ce que la pièce de renfort (5) est fixée sur la face avant de l’au moins un appui de façade (3) verticalement entre l’au moins un brancard (2) et l’au moins une allonge (7). Structure (1) de véhicule automobile selon l’une quelconques des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend au moins une doublure d’aile (4) au-dessus et à distance de l’au moins un brancard (2), ladite au moins une doublure d’aile (4) s’étendant vers l’avant de ladite structure (1), depuis un pied avant jusqu’à un côté latéral extérieur de l’au moins un appui de façade (3). Structure (1) de véhicule automobile selon l’une quelconques des revendications précédentes, caractérisée en ce que la pièce de renfort (5) comporte une paroi de renforcement supérieur (H, h) ou inférieur. Structure (1) de véhicule automobile selon la revendication précédente dont la paroi de renforcement supérieur (H, h) ou inférieure est réalisée par au moins deux volets repliés. Structure (1) de véhicule automobile selon l’une quelconques des revendications précédentes, caractérisée en ce que la pièce de renfort (5) est un assemblage de deux corps (A, B). Structure (1) de véhicule automobile selon les revendications 7 et 8, caractérisée en ce que le corps (B) comprend au moins les deux volets repliés formant une paroi de renforcement supérieur (h) ou inférieur. Véhicule automobile comportant une structure (1) suivant l’une quelconques des revendications précédentes.