Brevet FR3142737A1 — publié le 20240607

L’invention concerne un véhicule comprenant un châssis arrière (1) présentant deux poutres latérales (2) orientées selon la direction longitudinale (x) du véhicule entre lesquelles est disposé, parallèlement, un renfort longitudinal arrière central (5), s’étendant entre la traverse (3) arrière du châssis (1) et le panneau arrière (4) du véhicule. L’invention consiste en ce que le renfort longitudinal arrière central (5) est constitué de deux éléments assemblés, le premier élément s’étendant depuis la traverse arrière (3) du châssis (1), présentant une raideur telle qu’il constitue une partie rigide avant dudit renfort longitudinal arrière central et un second élément, assemblé à l’extrémité du premier élément, s’étendant depuis ladite extrémité du premier élément jusqu’au panneau arrière (4) du véhicule, présentant une raideur inférieure à celle du premier élément et constituant une partie déformable arrière dudit renfort longitudinal arrière central (5). Figure 1 Véhicule comprenant un renfort longitudinal arrière central L'invention se situe dans le domaine de la sécurité des véhicules, plus précisément lors de chocs arrières et concerne plus particulièrement les véhicules comportant un espace arrière restreint entre les sièges du dernier rang et le panneau arrière. Le châssis arrière d'un véhicule est une structure inférieure qui en supporte la partie arrière. Ce dernier se compose généralement de deux poutres latérales s'étendant selon la direction longitudinale du véhicule et reliées entre elles par au moins une traverse et le panneau arrière du véhicule. L'espace du véhicule ainsi défini et supporté par les traverses et les poutres latérales correspond généralement au coffre. Lors d'un choc à l'arrière du véhicule, notamment un choc à grande vitesse, le châssis arrière et en particulier la traverse arrière vont être amenés à se déformer en direction de l'avant. Cette déformation va entraîner une intrusion dans l'habitacle d'éléments qui risquent de blesser les passagers assis à l'arrière. De manière à limiter cette intrusion, un dispositif d'absorption de choc arrière peut être présent au niveau du châssis arrière et comprend de manière connue une poutre centrale disposée entre les deux poutres latérales et reliant la traverse arrière au panneau arrière. Cette poutre centrale absorbe l'énergie du choc grâce à une déformation longitudinale. Toutefois, dans le cas de véhicule comportant des sièges de rang 3 ou même de rang 2, en particulier dans les véhicules de petit gabarit, la zone qui peut être déformée, à l’arrière des fixations de sièges est très limitée. De ce fait, un simple renfort longitudinal de ce type ne fonctionne pas lors d’un choc arrière à grande vitesse. En effet, il n’y a pas de déformation du renfort longitudinal tandis qu’il y a une forte déformation de la structure devant les sièges du rang 3. Cela rend le véhicule non homologable. En effet, il existe un critère de déplacement en X (axe longitudinal du véhicule) de la projection sur le plancher du point de fixation des sièges du rang 3. En cas de déplacement résiduel supérieur à 75 mm, l’homologation n’est pas possible. Dans le document US-B-6 206 461, on décrit un véhicule à trois rangs de sièges, les deuxième et troisième rangs étant dos à dos, les passagers du rang 3 sont donc face à l’arrière du véhicule, leurs jambes étant logés dans l’espace entre les sièges et le panneau arrière du véhicule. On propose donc de mettre en place une poutre supplémentaire entre la traverse arrière et le panneau arrière du véhicule pour limiter la déformation au niveau de l’espace des jambes des passagers du 3 ième rang. Un tel dispositif consiste donc en une poutre centrale dont l'extrémité avant s'évase latéralement progressivement et l'extrémité arrière s'élargit de manière étagée. La configuration de cette poutre centrale lui assure de bons appuis latéraux contre chaque traverse et panneau limite la zone de déformation au niveau des pieds des passagers. Cependant dans le cas d’un véhicule où les passagers sont assis face à l’avant du véhicule, l’espace entre les sièges et l’arrière du véhicule est beaucoup plus réduit et le dispositif décrit n’est plus applicable. Le document US-A-2021/028441 propose une poutre de renfort centrale s’étendant également entre la traverse arrière et le panneau arrière d’un véhicule. Cette poutre est constituée de deux cylindres de section rectangulaire, l’un étant engageable dans l’autre avec une partie en saillie. Cette poutre présente donc une partie à double paroi correspondant aux deux cylindres engagés l’un dans l’autre tandis qu’une partie est constituée d’une seule paroi correspondant au cylindre de plus grande longueur. Ainsi, la poutre présente côté paroi double, une partie plus rigide que la partie paroi simple qui peut constituer une zone déformable d’absorption d’énergie, des plaques de fixation étant en outre prévues à ses extrémités. Ainsi, cette poutre permet de limiter la déformation en cas de choc arrière par une déformation programmée de la partie arrière. Cependant, une telle poutre du fait de sa structure double cylindre présente un inconvénient majeur en ce qu’elle augmente le poids du véhicule. L'invention a donc pour but de pallier les inconvénients cités de l'art antérieur en proposant un renfort longitudinal arrière central du châssis arrière présentant un meilleur contrôle en cas de déformation longitudinale, tout en étant de structure plus simple et d’une masse non impactante sur la masse du véhicule. A cet effet l'invention a pour objet un véhicule comprenant un châssis arrière présentant deux poutres latérales orientées selon la direction longitudinale du véhicule entre lesquelles est disposé, parallèlement, un renfort longitudinal arrière central, s’étendant entre la traverse arrière du châssis et le panneau arrière du véhicule, l’invention consiste en ce que le renfort longitudinal arrière central comprend deux éléments assemblés, le premier élément s’étendant depuis la traverse arrière du châssis, présentant une raideur telle qu’il constitue une partie rigide avant dudit renfort longitudinal arrière central et un second élément, assemblé à l’extrémité du premier élément, s’étendant depuis ladite extrémité du premier élément jusqu’au panneau arrière du véhicule, présentant une raideur inférieure à celle du premier élément et constituant une partie déformable arrière dudit renfort longitudinal arrière central. Ainsi, de manière avantageuse, le renfort étant constitué de deux éléments assemblés dans le prolongement l’un de l’autre, on définit de manière simple sur chaque élément une fonction précise, c’est-à-dire qu’on confère au premier élément une raideur lui permettant de résister à la déformation sous l’effet d’un choc arrière, et pour le second élément une déformabilité contrôlée sous l’effet d’un choc arrière. Ainsi de manière avantageuse, la zone de jonction entre ces deux éléments permet de déterminer une zone de déformation du renfort à l’arrière du véhicule suite au choc arrière, tout en limitant la compression au cours du choc dans cette zone ou espace qui peut être restreint, pour empêcher une déformation au-delà d’une certaine distance à l’intérieur de l’habitacle et protéger ainsi les passagers dans l’habitacle. De manière avantageuse, le renfort selon l’invention est utilisable dans des véhicules présentant un faible espace entre le dernier rang de siège (siège de rang 2 ou 3) et le panneau arrière dudit véhicule, le premier élément constituant la partie avant rigide dudit renfort s’étendant alors préférentiellement de la traverse arrière jusqu’au niveau du point de fixation des sièges et le second élément s’étendant ensuite depuis l’extrémité du premier élément jusqu’au panneau arrière du véhicule, définissant la partie déformable arrière du renfort entre les sièges du dernier rang et le panneau arrière. De cette manière, on autorise la déformation par compression liée à un choc arrière sur la zone définie entre les sièges et le panneau arrière et on bloque cette déformation au-delà (vers l’avant du véhicules) des sièges, limitant ainsi la déformation de l’habitacle. De préférence, le renfort longitudinal arrière central présente la forme d'un profilé en forme de U, comprenant au moins une paroi constituant l’âme du U et deux parois latérales, ce profilé en forme de U étant constitué d’un premier profilé en forme de U constituant le premier élément du renfort et d’un second profilé en forme de U constituant le second élément du renfort. Le premier profilé en forme de U présente une extrémité conformée pour une fixation sur la traverse arrière du châssis du véhicule et le second profilé en forme de U présente une extrémité conformée pour sa fixation sur le panneau arrière du véhicule, l’autre extrémité de chaque profilé en forme de U étant de forme complémentaire pour permettre un assemblage par chevauchement desdites extrémités et fixation, par exemple par soudage par points. De préférence, ces deux éléments en forme de profilé en U sont réalisés par emboutissage. Selon une forme de réalisation préférée, ils sont constitués du même matériau embouti, le premier élément présentant une épaisseur supérieure à celle du second élément. Ainsi, la raideur de ces deux éléments est travaillée et étagée pour obtenir le comportement cible soit de rigidité soit de déformabilité. Le premier élément constituant la partie avant rigide du renfort a par exemple une épaisseur de 1,3 mm, alors que le second élément présente une épaisseur inférieure, de 1mm. De plus, de manière encore plus préférée, le premier élément comporte un embouti de la paroi constituant l’âme du profilé en U, réalisé à l’extrémité de fixation dudit premier élément sur la traverse arrière, s’étendant axialement et formant une nervure de rigidification renforçant la raideur de la partie avant rigide du renfort, fixée sur ladite traverse. Le second élément comporte, ménagé transversalement sur la paroi constituant l’âme du U, au moins un embouti de préférence, trois, facilitant la déformation axiale de la partie arrière déformable du renfort. En effet, malgré la conception en deux éléments du renfort, celui-ci n’est pas plus coûteux en masse qu’une solution mono-pièce grâce à l’étagement des raideurs entre les éléments, qui se traduit par un gain en masse significatif (plus de 20%) sur l’élément déformable. L’invention concerne également un renfort longitudinal arrière central destiné à être monté dans un véhicule selon l’invention, consistant en un renfort comprenant deux éléments assemblés, le premier élément présentant une raideur telle qu’il constitue une partie rigide avant dudit renfort longitudinal arrière central et un second élément, assemblé à l’extrémité du premier élément, s’étendant depuis ladite extrémité du premier élément, présentant une raideur inférieure à celle du premier élément et constituant une partie déformable arrière dudit renfort longitudinal arrière central. L'invention sera bien comprise et d'autres aspects et avantages apparaîtront clairement à la lecture de la description qui suit, donnée à titre d'exemple en référence à la planche de dessins annexée sur laquelle les figures représentent : une vue de dessous de l’arrière d'un véhicule selon l'invention comprenant un renfort longitudinal central ; une vue du dessus de l’arrière d’un véhicule selon l’invention ; une vue du dessous de la ; une vue simplifiée en perspective latérale de l’arrière d’un véhicule selon l’invention ; une vue agrandie de la ; une vue du renfort seul de la ; une vue de dessus du renfort de la ; une vue selon la avant un choc arrière ; une vue selon la au début du choc arrière ; une vue selon la pendant le choc arrière ; une vue selon la à la fin du choc et une vue en coupe du renfort monté sur le châssis. Dans la description qui suit, les termes « avant » et « arrière » ainsi que les directions « longitudinale » et « transversale » s'entendront par rapport à l'orientation générale du véhicule. Les termes « bas » et « inférieur » indiquent une proximité avec le sol plus importante que respectivement les termes « haut » et « supérieur ». Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. Dans le repère x, y et z, l’axe x représente l’axe longitudinal du véhicule, y l’axe transversal du véhicule et z la hauteur du véhicule. La représente une vue de dessous de l’arrière d'un véhicule selon l'invention qui montre un châssis arrière 1 comprenant deux poutres latérales 2 orientées selon la direction longitudinale x du véhicule. Ces deux poutres 2 sont reliées entre elles par une traverse ci-après dénommée traverse arrière 3 du châssis 1 s’étendant transversalement aux poutres latérales 2, selon l’axe y du véhicule, et par le panneau arrière 4 du véhicule. Dans l'exemple représenté, l'espace défini et supporté par les deux poutres latérales 2 et les deux traverses 3, 4 correspond habituellement à la zone du coffre du véhicule mais qui, dans l’exemple représenté, correspond à la zone dans laquelle sont fixés des sièges de rang 3. Comme on peut le voir aux figures 2 et 4, les sièges de rang 3 sont représentés par l’élément de support 6 du dossier de siège constitué d’un cadre rigide tubulaire 61 monté sur le châssis 1 avec des supports 62, portés par les poutres latérales 2 et un support central 63 porté par le plancher (non représenté). Une fois les sièges ainsi fixés, la distance d, entre l’arrière des sièges, et le panneau arrière 4 du véhicule est restreinte et peut notamment être de 150 mm. De ce fait, lors d’un choc arrière grande vitesse, qui est un choc réglementaire pour lequel un véhicule doit être homologué, il existe, dans le texte de réglementation choc arrière, un critère de déplacement en x maximal de la projection du point R des assises de chaque rang, de 75 mm. Ce point R est le point de référence de place assise, point défini pour chaque place assise sur les plans de véhicule et repéré par rapport à un système de référence en trois dimensions. Pour respecter ce critère dans le cas du véhicule de l’exemple représenté, il est donc nécessaire de contrôler parfaitement la déformation possible dans ce faible espace entre le panneau arrière 4 et les sièges de rang 3, cette déformation devant s’arrêter avant les sièges du rang 3 et donc intervenir dans la distance d. A cet effet, on met en place au niveau de la partie arrière du véhicule, un renfort longitudinal central 5 qui s’étend entre la traverse arrière 3 et le panneau arrière 4. Ce renfort longitudinal central 5 présente une partie avant rigide et une partie arrière déformable. Afin de réaliser ce renfort 5, celui-ci est constitué de deux éléments 51, 52 formant respectivement la partie avant rigide et la partie arrière déformable dudit renfort 5. Le premier élément 51 s’étend de la traverse arrière 3, sensiblement jusqu’au niveau du support central 63 des sièges de rang 3 tandis que le second élément 52 s’étend depuis l’extrémité dudit premier élément 51 jusqu’au panneau arrière 4. Le premier élément 51 est conformé pour ne pas se déformer et présente donc une raideur appropriée tandis que le second élément doit se déformer le plus possible, voire totalement au cours d’un choc arrière grande vitesse mais, uniquement dans la zone à l’arrière des sièges. La zone de transition ou jonction entre la partie avant rigide et la partie arrière déformable du renfort longitudinal central 5 est donc positionnée avantageusement au niveau de la fixation des sièges du rang 3, cf la . De cette façon, le second élément 52 se trouve dans l’espace entre les sièges et le panneau arrière 4, la compression dudit renfort 5 intervenant automatiquement dans cette zone au cours d’un choc arrière grande vitesse. Le renfort 5 se présente de préférence sous la forme d’un profilé creux présentant une section transversale en forme de U et aux extrémités conformées pour se fixer, encastrée sur la traverse arrière 3 d’une part et le panneau arrière 4 d’autre part. Ainsi, le renfort 5 présente une paroi constituant l’âme du U 5a, deux parois latérales 5b comportant des rebords 5c, les extrémités du renfort 5 étant conformées pour permettre la fixation dudit renfort 5 sur le châssis de la traverse 3 et du panneau arrière 4. Cette paroi 5a formant l’âme du U est une paroi dans le bas du châssis 1, donc une paroi inférieure du profilé en U s’étendant parallèlement au plancher P, les parois latérales 5b s’étendant vers le haut avec les rebords plaqués contre le plancher P (cf. ). Le renfort 5 est constitué de deux éléments 51, 52, chaque élément 51, 52 est constitué d’un profilé creux présentant une section transversale en forme de U comportant une paroi inférieure 51a, 52a, deux parois latérales 51b, 52b, les parois latérales 51b, 52b présentant respectivement un rebord 51c,52c s’étendant vers l’extérieur du profilé en saillie orthogonale aux parois latérales 51b, 52b. Les éléments 51 et 52 présentent des extrémités dont les bords de forme complémentaire peuvent se chevaucher, par exemple et sont fixés par des points de soudage, pour former une zone de jonction 53 pour l’assemblage des deux éléments 51, 52. De manière à présenter une raideur suffisante, le premier élément 51 a une épaisseur supérieure à celle du second élément 52. Par exemple, on peut prévoir que le premier élément formant la partie avant 51 est d’épaisseur 1,3 mm, tandis que le second élément formant la partie arrière possède une épaisseur plus faible, soit une épaisseur de 1 mm. Pour favoriser la déformation par compression de la partie arrière formée par le second élément 52, celui-ci présente de préférence des rainures transversales 54 formées par des emboutis réalisés au niveau de la paroi de fond 52a, en saillie vers l’intérieur du U. Avantageusement, l’extrémité dudit premier élément 51 destinée à être fixée sur la traverse arrière 3 présente une languette 55 dans le prolongement de la paroi de fond 51a pour venir se fixer contre une paroi inférieure de la traverse 3, des rebords 56 étant formés entre la languette 55 et les parois latérales 51b pour se fixer également à la traverse 3 le long d’une paroi latérale de celle-ci. De manière à renforcer la raideur de l’élément 51, on forme au niveau de la paroi de fond 51a et de la languette 55, un embouti formant une rainure 57 s’étendant axialement pour rigidifier ce premier élément 51 et éviter une déformation du renfort 5 au niveau de la fixation sur la traverse 3. Cet embouti est ménagé en saillie vers l’extérieur du profilé. L’extrémité de fixation du second élément 52 présente un rebord 58 entourant le profilé en U, sous forme de collerette, et permettant sa fixation contre le panneau arrière 4. Une fois le renfort 5 ainsi constitué mis en place entre la traverse 3, le panneau arrière 4 et sous le plancher P, on forme ainsi une boîte fermée, dont la partie arrière déformable agit comme une boîte amortisseur de chocs, communément connue sous terme anglais « crash box » et la partie avant rigide limite la déformation de l’habitacle. Ainsi qu’on peut le voir à la , le véhicule selon l’invention comprend un renfort longitudinal central 5, s’étendant depuis la traverse arrière 3 et le panneau arrière 4, parallèlement aux poutres latérales 2. Ce renfort longitudinal central 5 est constitué d’un premier élément rigide 51, formant la partie avant dudit renfort 5 et d’un second élément déformable 52 formant la partie arrière dudit renfort 5, la partie arrière déformable s’étendant ainsi dans l’espace entre les sièges de rang 3 et le panneau arrière 4. L’obstacle de choc arrière, dans le test réalisé une barrière impactrice, est symbolisé par la ligne B, la flèche indiquant la direction du choc se produisant de l’arrière vers l’avant du véhicule. Lors de la collision, l’impact entre la barrière B et l’arrière du véhicule engendre la déformation de la partie arrière 52 du renfort 5 (cf. la ). Puis au cours du choc, survient la compression de la partie arrière du renfort 5 selon les trois amorces de déformations constituées par les emboutis 54 tandis que la partie avant rigide ne se déforme pas (cf. la ). Comme cela est visible à la , à la fin du choc, la partie arrière du renfort 5 est complètement comprimée tandis que la déformation de la partie avant rigide du renfort 5 est maîtrisée grâce à la fixation par encastrement dans la traverse 3 et à la nervure de rigidification longitudinale 57, de sorte que la zone des sièges de rang 3 est préservée. Véhicule comprenant un châssis arrière (1) présentant deux poutres latérales (2) orientées selon la direction longitudinale (x) du véhicule entre lesquelles est disposé, parallèlement, un renfort longitudinal arrière central (5), s’étendant entre la traverse (3) arrière du châssis (1) et le panneau arrière (4) du véhicule, caractérisé en ce que le renfort longitudinal arrière central (5) est constitué de deux éléments (51, 52) assemblés, le premier élément (51) s’étendant depuis la traverse arrière (3) du châssis (1), présentant une raideur telle qu’il constitue une partie rigide avant dudit renfort longitudinal arrière central (5) et un second élément (52), assemblé à l’extrémité du premier élément (51), s’étendant depuis ladite extrémité du premier élément (51) jusqu’au panneau arrière (4) du véhicule, présentant une raideur inférieure à celle du premier élément (51) et constituant une partie déformable arrière dudit renfort longitudinal arrière central (5). Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier élément (51) constituant la partie avant rigide dudit renfort longitudinal arrière central (5) s’étend de la traverse arrière (3) jusqu’au point de fixation des sièges du dernier rang du véhicule et le second élément (52) s’étendant ensuite depuis le premier élément (51) jusqu’au panneau arrière (4) du véhicule, définissant la partie déformable arrière du renfort longitudinal arrière central (5) entre les sièges du dernier rang et le panneau arrière (4). Véhicule selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le renfort longitudinal arrière central (5) présente la forme d'un profilé en forme de U, comprenant au moins une paroi (5a) constituant l’âme du U et deux parois latérales (5b), ce profilé en forme de U étant constitué d’un premier profilé en forme de U constituant le premier élément (51) du renfort longitudinal arrière central (5) et d’un second profilé en forme de U constituant le second élément (52) du renfort longitudinal arrière central (5), Véhicule selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier profilé en forme de U présente une extrémité conformée pour une fixation sur la traverse arrière (3) du châssis (1) véhicule et le second profilé en forme de U présente une extrémité conformée pour sa fixation sur le panneau arrière (4) du véhicule, l’autre extrémité de chaque profilé en forme de U étant de forme complémentaire pour permettre un assemblage par chevauchement desdites extrémités et fixation tel que par soudage, de préférence par points. Véhicule selon l’une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les deux éléments (51, 52) en forme de profilé en U sont réalisés par emboutissage, de préférence d’un même matériau, le premier élément (51) présentant une épaisseur supérieure à celle du second élément (52). Véhicule selon l’une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le premier élément (51) comporte à son extrémité de fixation sur la traverse (3), une nervure de rigidification (57) renforçant la raideur de la partie avant rigide du renfort longitudinal arrière central (5). Véhicule selon l’une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le second élément (52) comporte, ménagé transversalement sur la paroi constituant l’âme du U, au moins un embouti (54), de préférence trois, facilitant la déformation axiale de la partie arrière déformable du renfort longitudinal arrière central (5). Renfort longitudinal arrière central (5) destiné à être monté dans un véhicule selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu’il est constitué de deux éléments (51, 52) assemblés, le premier élément (51) présentant une raideur telle qu’il constitue une partie rigide avant (51) dudit renfort longitudinal arrière central et un second élément (52), assemblé à l’extrémité du premier élément (51) et s’étendant depuis ladite extrémité du premier élément (51), présentant une raideur inférieure à celle du premier élément et constituant une partie déformable arrière dudit renfort longitudinal arrière central (5).