Brevet FR3159938A1 — publié le 20250912

L’invention concerne un procédé de conception d’un coussin pour un siège d’un véhicule automobile adapté à un individu, comprenant les étapes consistant à : obtenir une première cartographie de pression représentative des pressions exercées sur une surface de réception (100) dudit coussin par l’individu installé dans ledit siège, dans une situation de repos ; obtenir une deuxième cartographie de pression représentative des pressions exercées sur la surface de réception (100) par l’individu, dans une situation sous effort ; obtenir un plan (P) définissant un réseau de mailles tridimensionnelles pour une impression 3D dudit coussin. Dans une première zone (Z1) à proximité immédiate de la surface de réception (100), le réseau de mailles présente une rigidité correspondant à la première cartographie (C1), et dans une deuxième zone (Z2), distale par rapport à la surface de réception (100), le réseau de mailles présente une rigidité correspondant à la deuxième cartographie (C2). Figure pour l’abrégé : Figure 3 [Fig. 1] Procédé de conception d’un coussin adapté à un individu Domaine technique et arrière-plan technologique La présente invention concerne un procédé de conception d’un coussin pour un siège d’un véhicule automobile adapté à un individu, et en particulier un procédé de fabrication par impression 3D d’un coussin dont le plan est obtenu par le procédé de conception selon l’invention. L’invention concerne en outre un support de données lisible par ordinateur sur lequel le plan est enregistré, ainsi qu’un coussin obtenu par le procédé de fabrication selon l’invention. En raison de la très grande souplesse d’utilisation d’une imprimante 3D, une tendance actuelle est de fabriquer une assise et un dossier de siège de véhicule avec cette technique. En effet, il suffit de programmer cette imprimante 3D avec les paramètres d’entrée adaptés pour obtenir une assise ou un dossier ayant la géométrie, les dimensions et la structure souhaitées. Les caractéristiques de cette assise ou de ce dossier peuvent être modifiées à loisir, en faisant varier simplement lesdits paramètres d’entrée. On obtient à l’arrivée une assise ou un dossier constitué d’un réseau de mailles tridimensionnelles. Les caractéristiques de ce réseau peuvent varier avec la profondeur de ladite assise ou dudit dossier de sorte que la rigidité du siège soit plus importante au voisinage d’une armature du siège qu’à proximité de la surface de réception du coussin, cela pour améliorer un confort de l’occupant du siège. La conception du siège est encore plus importante pour un pilote de véhicule de course destiné à rouler sur un circuit, car le confort du pilote impacte ses performances dans une course. Il est donc recherché une amélioration du confort d’un individu dans un siège d’un véhicule automobile, en particulier d’un pilote de course automobile dans un siège d’un véhicule de course. L’invention a pour objet un procédé de conception d’un coussin pour un siège d’un véhicule automobile adapté à un individu, comprenant les étapes consistant à : - obtenir une première cartographie de pression représentative de pressions exercées sur une surface de réception dudit coussin par l’individu installé dans ledit siège, dans une situation de repos ; - obtenir une deuxième cartographie de pression représentative de pressions exercées sur la surface de réception dudit coussin par l’individu installé dans ledit siège, dans une situation sous effort ; - obtenir un plan définissant un réseau de mailles tridimensionnelles pour une impression 3D dudit coussin, de sorte que dans une première zone à proximité immédiate de la surface de réception du coussin, le réseau de mailles présente une rigidité correspondant à la première cartographie de pression de l’individu, et dans une deuxième zone, distale par rapport à la surface de réception du coussin, le réseau de mailles présente une rigidité correspondant à la deuxième cartographie de pression de l’individu. Notamment, dans la situation de repos l’individu est immobile sur le siège. Cela est en particulier le cas lorsque le véhicule est à l’arrêt ou lorsque l’occupant ne manipule pas des moyens de commande du véhicule. Notamment, dans la situation sous effort, l’occupant exerce un effort sur le siège, par exemple parce qu’il est dynamique sur le siège, soit du fait qu’il manipule des moyens de commande du véhicule, tels que des pédales d’accélération ou de frein, ou est soumis à une accélération. Grâce à la première et la deuxième cartographies, le plan du coussin est personnalisé avec les caractéristiques de l’individu destiné à occuper le siège. Ainsi, la déformation du coussin dans une situation de repos ou dans une situation sous effort est spécifique à l’individu, ce qui améliore son confort. Selon un mode de réalisation, dans la situation sous effort l’individu exerce une pression sur des moyens de commande du véhicule. Selon un mode de réalisation, dans la situation sous effort un système de suspension du véhicule est en butée. Selon un mode de réalisation, l’étape d’obtention de la première ou de la deuxième cartographie, comprend l’installation de l’individu contre une matrice à deux dimensions de capteurs de pression, l’acquisition de la cartographie de pression, comprenant une carte 2D des pressions détectées par ladite matrice. Selon un mode de réalisation, la rigidité du réseau de mailles est obtenue en adaptant une épaisseur d’un brin de maille élémentaire du réseau de mailles. Selon un mode de réalisation, la rigidité du réseau de mailles varie progressivement de la première zone à la deuxième zone. Selon un mode de réalisation, l’obtention du plan dudit coussin comprend la détermination d’une rigidité locale du réseau de mailles de manière à absorber une pression locale exercée par l’individu. Selon un mode de réalisation, le plan du coussin est configuré de sorte que le coussin comprenne des portions transversales s’étendant depuis la surface de réception du coussin vers une surface du coussin opposée à ladite surface de réception, seule une partie des dites portions transversales comprenant la première zone et la deuxième zone. Selon une variante, les portions transversales comprenant la première zone et la deuxième zone correspondent à des zones de la deuxième cartographie dans lesquelles la pression est supérieure à un seuil. L’invention concerne en outre un support de données lisible par ordinateur sur lequel est enregistré un plan définissant un réseau de mailles tridimensionnelles pour une impression 3D obtenu par le procédé de conception selon l’invention. L’invention concerne également un procédé de fabrication par impression 3D d’un cousin pour un siège d’un véhicule automobile, utilisant un plan obtenu par le procédé de conception selon l’invention. L’invention concerne aussi un coussin pour un siège d’un véhicule automobile obtenu par le procédé de fabrication selon l’invention. Brève description des figures La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention et comment elle peut être réalisée. Sur les figures annexées : [Fig. 1] La [Fig. 1] représente une première cartographie de pression, FIG. 2 La FIG. 2 représente une deuxième cartographie de pression, FIG. 3 La FIG. 3 représente partiellement un plan pour une impression 3D d’un coussin, FIG. 4 La FIG. 4 comprend des vues successives schématiques d’un coussin, FIG. 5 La FIG. 5 représente un exemple de matrice de capteurs, FIG. 6 La FIG. 6 est une vue schématique d’un coussin, [Fig. 7] La [Fig. 7] montre une légende des cartographies des figures 1 et 2. Description détaillée Un exemple de procédé de conception d’un coussin pour un siège de véhicule automobile adapté à un individu va être décrit en faisant référence aux figures. Le coussin peut être destiné à former une assise ou un dossier du siège. Par « coussin », on entend notamment un ou plusieurs éléments constitutifs d’un coussin. Le siège comprend notamment une succession d’éléments techniques. Par exemple, le siège comprend une structure rigide déterminant la forme générale du siège. Une nappe de suspension peut être positionnée sur cette structure rigide pour assurer un support souple au coussin. Alternativement, le coussin peut reposer directement sur la structure rigide ou sur tout autre élément intermédiaire entre la structure rigide et le coussin. Le coussin lui-même peut être recouvert d’une confection, par exemple en matière textile naturelle ou synthétique, au moins sur sa surface en contact avec l’individu. La surface de réception du coussin est la face de celui-ci sur laquelle l’occupant vient en appui lorsqu’il est installé dans le siège. Le procédé de conception permet d’obtenir un plan pour une impression 3D du coussin, qui est adapté à l’individu destiné à occuper le siège. A cet effet, on réalise une première et une deuxième cartographies de pression, qui sont représentatives des pressions exercées sur la surface de réception du coussin lorsque l’individu est installé dans le siège. La première cartographie de pression est acquise dans une situation de repos. Un exemple de première cartographie C1 acquise pour un coussin formant une assise du siège est illustré en [Fig. 1]. En particulier, l’exemple de première cartographie C1 est acquis lorsque l’individu est inactif sur le siège, notamment lorsqu’il ne manipule pas des moyens de commande du véhicule, tels que par exemple des pédales de frein ou d’accélération ou un volant. La deuxième cartographie de pression est acquise dans une situation sous effort. Un exemple de deuxième cartographie C2 acquise pour le coussin formant une assise du siège est illustré en FIG. 2 . En particulier, la deuxième cartographie C2 est acquise dans une situation dans laquelle l’individu exerce une pression sur une pédale d’accélération ou de frein du véhicule. D’autres moyens de commande du véhicule peuvent être pris en compte, alternativement ou en combinaison avec les pédales d’accélération ou de frein, comme par exemple le volant du véhicule. Par exemple, lorsque les actionnements de plusieurs moyens de commande sont pris en compte, la deuxième cartographie peut comprendre des valeurs moyennes ou des valeurs maximales acquises lors des actionnements des moyens de commande. Les pressions exercées par l’individu installé sur le coussin sont représentées par des zones hachurées. La [Fig. 7] donne la légende des zones hachurées. Elles représentent des gammes de pression augmentant comme montré en [Fig. 7]. La surface de réception 100 du coussin peut comprendre des aires différentes qui se distinguent par la partie de l’individu venant contre elles. La surface de réception 100 peut comprendre une aire latérale gauche 110g et une aire latérale droite 110d contre lesquelles les flancs de l’individu viennent en appui, une aire centrale avant 120f recevant des cuisses de l’individu, et une aire centrale arrière 120r contre laquelle viennent des ischions de l’individu. Les pressions mesurées vont notamment de 0,13 à 2,67 daN/cm². A partir de ces cartographies C1, C2, on obtient un plan du coussin, dont un exemple est partiellement représenté en FIG. 3 . Le plan P définit un réseau de mailles tridimensionnelles pour une impression 3D du coussin. Notamment, le plan P est se caractérise entre autres par la forme des mailles élémentaires, leurs dimensions, telles que la hauteur ou le côté de la maille élémentaire, ou la largeur des brins, et la localisation dans l’espace de la maille élémentaire. Dans une première zone Z1, à proximité immédiate de la surface de réception 100, le réseau de mailles présente une rigidité correspondant à la première cartographie de pression C1 de l’individu. Dans une deuxième zone Z2, distale par rapport à la surface de réception 100, le réseau de mailles présente une rigidité correspondant à la deuxième cartographie de pression C2 de l’individu. Notamment, la deuxième zone Z2 est à proximité immédiate d’une face du coussin qui est opposée à la surface de réception 100, cette face venant en particulier contre une structure rigide du siège. L’avantage du procédé de conception sera mieux compris en faisant référence à la FIG. 4 , qui représente des vues schématiques d’un coussin obtenu à partir du procédé de conception. Dans une situation initiale a), l’individu va s’installer sur le coussin. Les zones Z1, Z2 du coussin ne sont pas encore déformées. Dans une situation de repos illustrée dans la vue b), l’individu est installé sur le coussin et est relativement immobile. La première zone Z1 se déforme pour absorber le poids de l’individu. Dans une situation illustrée dans la vue c), l’individu exerce un effort par rapport à la situation précédente, par exemple du fait d’un actionnement des moyens de commande du véhicule automobile. La première zone Z1 peut alors atteindre sa limite de déformation. Mais, du fait que la rigidité de la deuxième zone Z2 est adaptée en fonction de la deuxième cartographie C2, la deuxième zone C2 est encore déformable et peut donc absorber des pressions supplémentaires exercées par l’individu. Dans la situation sous effort, le système de suspension du véhicule peut être en butée. Notamment, la suspension du véhicule est en butée lorsque le système de suspension n’est plus en mesure d’absorber un effort ou une vibration du fait de son amplitude. Les inventeurs ont remarqué que, compte tenu de la grande vitesse en situation de roulage, il peut arriver que le système de suspension d’un véhicule de course roulant sur un circuit arrive en butée lors d’une rencontre avec une particularité sur la piste. Une particularité est par exemple un trou ou une bosse sur la piste du circuit. Le pilote ressent alors une brutale accélération. Du fait que la deuxième zone est conçue en fonction de la deuxième cartographie, le coussin peut être conçu de sorte que, même dans une situation dans laquelle le système de suspension est sous effort, le coussin présente encore une élasticité permettant sa déformation pour compenser une pression exercée par le pilote. Le confort de l’individu en situation de roulage du véhicule est amélioré. La situation où le système est en butée peut être prise en compte indépendamment ou en combinaison avec une situation dans laquelle l’individu manipule les moyens d’actionnement du véhicule. De préférence, les première C1 et deuxième C2 cartographies sont obtenues grâce à une matrice à deux dimensions de capteurs de pression 150 illustrée par exemple en FIG. 5 . Le capteur de pression 150 est installé sur le siège qui sera monté dans le véhicule ou un siège représentatif de celui qui sera installé dans le véhicule. Grâce à la matrice de capteurs 150, les pressions exercées par l’individu en situation réelle peuvent être enregistrées. Cependant, les cartographies C1, C2 pourraient être obtenues différemment, par exemple par une simulation basée sur un modèle du corps de l’individu et un modèle du siège. Notamment, le plan est obtenu en faisant appel à un ordinateur. En particulier à l’aide d’un logiciel dédié à la génération de réseaux de mailles tridimensionnels pour l’impression 3D. On connait par exemple les outils logiciels « Grasshoper » ou « N topology » (marques déposées). La première cartographie C1 ou la deuxième cartographie C2 sont alors des paramètres utilisés par l’ordinateur, notamment le logiciel, pour générer le réseau de mailles tridimensionnelles. La rigidité du réseau de mailles peut être déterminée en fonction de la forme de la maille élémentaire, ou des dimensions de la maille élémentaire, notamment celles du voxel qui est le cube dans lequel la maille élémentaire est inscrite. Cependant, de préférence, la rigidité du réseau de mailles est adaptée en ajustant l’épaisseur de brin de la maille élémentaire. Une variation de l’épaisseur de brin est plus facile à mettre en œuvre lors de l’impression 3D du coussin. Ainsi, notamment, la maille élémentaire dans la deuxième zone Z2 présente une épaisseur de brin supérieure à l’épaisseur de brin de la maille élémentaire dans la première zone Z1. En particulier, les autres caractéristiques de la maille élémentaire restent identiques à travers le réseau de mailles. Ainsi, notamment, la forme de la maille élémentaire est un octaèdre tronqué, mais d’autre formes de maille élémentaire compatibles avec une impression 3D sont possibles. Notamment, le voxel a un côté compris entre 1 et 1,5cm, pour un coussin d’épaisseur comprise entre 1 et 4cm. De préférence, la rigidité du réseau de mailles varie progressivement de la première zone Z1 à la deuxième zone Z2. Ainsi, le réseau de mailles peut comprendre une ou plusieurs zones intermédiaires Z3 entre la première zone Z1 et la deuxième zone Z2, dans lesquelles l’épaisseur du brin est comprise entre l’épaisseur du brin dans la première zone Z1 et celle dans la deuxième zone Z2, l’épaisseur de brin augmentant de la première zone Z1 vers la deuxième zone Z2. Ainsi, l’occupant du siège ne perçoit pas d’à-coups dans l’amortissement mis en œuvre par le coussin. De préférence, la rigidité locale du réseau de mailles est adaptée de manière à absorber une pression locale exercée par l’individu. Autrement dit, les valeurs locales de la première cartographie C1 et de la deuxième cartographie C2 sont utilisées pour déterminer la rigidité locale dans la première zone Z1 et la deuxième zone Z2 du réseau de mailles. Ainsi, le confort de l’occupant du siège est amélioré. Alternativement, la première zone Z1 et la deuxième zone Z2 peuvent présenter chacune une rigidité uniforme en vis-à-vis des aires 110g, 110d, 120f, 120r de la surface de réception 100 du coussin. Les rigidités en vis-à-vis de chaque aire 110g, 110d, 120f, 120r sont déterminées pour compenser une pression moyenne exercée sur l’aire obtenue de la première cartographie C1 et une pression moyenne exercée sur l’aire obtenue de la deuxième cartographie C2. Notamment, comme par exemple illustré schématiquement en figures 3 et 6, les cartographies C1, C2 permettent de prévoir la première zone Z1 et la deuxième zone Z2 uniquement sur des portions transversales B du coussin où cela est utile, c’est-à-dire dans des portions transversales B du coussin où la différence entre la pression dans la première cartographie C1 et la pression dans la deuxième cartographie C2 est significative, notamment supérieure à un seuil. Notamment, les autres portions transversales A, C ont une rigidité uniforme lorsque la différence entre la pression dans la première cartographie C1 et la pression dans la deuxième cartographie C2 n’est pas significative, notamment est inférieure à un seuil. Les portions transversales A, B, C s’étendent depuis la surface de réception 100 du coussin vers une surface du coussin opposée à ladite surface de réception. Le procédé de conception permet d’adapter finement le plan du coussin. L’impression 3D ensuite utilisée pour fabriquer le coussin est suffisamment précis pour permettre une mise en œuvre du plan du coussin. En outre, de préférence, la première zone Z1 et la deuxième zone Z2 sont prévues dans une portion transversale B si la ou les pressions correspondantes dans la deuxième cartographie C2 sont supérieures à un seuil. Notamment, un tel seuil est égal à un pourcentage de la pression maximale de la deuxième cartographie C2, par exemple 90%, 80%, 70% ou 60% de la pression maximale de la deuxième cartographie C2. Par exemple, en faisant référence à aux figures 1 et 2, on remarque que les différences les plus élevées entre la première cartographie C1 et la deuxième cartographie C2 et les valeurs de pression les plus élevées dans la deuxième cartographie C2 se trouvent dans l’aire centrale arrière 120r, en particulier au niveau des ischions de l’individu. Ainsi, la première Z1 et la deuxième Z2 zone peuvent être prévus uniquement en vis-à-vis de l’aire centrale arrière 120r de la surface de réception 100. Ainsi, on économise de la matière lors de l’impression 3D du coussin. Le plan P définissant le réseau de mailles tridimensionnelles peut être stocké dans un support de données lisible par ordinateur, notamment sous forme de données numériques. Le support est alors lisible par une imprimante 3D pour fabriquer le coussin suivant le plan P. L’imprimante 3D peut alors produire le coussin par un procédé de fabrication additif, comprenant notamment une succession de dépôt et de polymérisation de couches de matière suivant le plan P. Le coussin peut alors être positionné sur un siège d’un véhicule automobile, notamment un véhicule de course automobile. En situation de roulage, le siège est notamment occupé par l’individu en fonction duquel le plan P a été conçu. Cet individu est notamment un pilote de course automobile. Les exemples de cartographie C1, C2 des figures ont été acquis sur un coussin d’assise, mais des cartographies acquises sur un coussin de dossier du siège auraient pu être utilisées pour décrire le procédé de conception. De préférence, les cartographies en lien avec l’assise du siège et celles en lien avec le dossier du siège sont acquises en même temps. Par exemple, quand l’individu appuie sur une pédale de frein ou d‘accélération, l’individu décharge l’assise et charge le dossier. L’individu est notamment un sujet humain, par exemple un pilote de course automobile ou tout autre conducteur d’un véhicule automobile. Procédé de conception d’un coussin pour un siège d’un véhicule automobile adapté à un individu, comprenant les étapes consistant à : - obtenir une première cartographie (C1) de pression représentative des pressions exercées sur une surface de réception (100) dudit coussin par l’individu installé dans ledit siège, dans une situation de repos ; - obtenir une deuxième cartographie (C2) de pression représentative des pressions exercées sur la surface de réception (100) dudit coussin par l’individu installé dans ledit siège, dans une situation sous effort ; - obtenir un plan (P) définissant un réseau de mailles tridimensionnelles pour une impression 3D dudit coussin, de sorte que dans une première zone (Z1) à proximité immédiate de la surface de réception (100) du coussin, le réseau de mailles présente une rigidité correspondant à la première cartographie (C1) de pression de l’individu, et dans une deuxième zone (Z2), distale par rapport à la surface de réception (100) du coussin, le réseau de mailles présente une rigidité correspondant à la deuxième cartographie (C2) de pression de l’individu. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, dans la situation sous effort l’individu exerce une pression sur des moyens de commande du véhicule. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel, dans la situation sous effort un système de suspension du véhicule est en butée. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’étape d’obtention de la première (C1) ou de la deuxième (C2) cartographie, comprend l’installation de l’individu contre une matrice à deux dimensions de capteurs de pression (150), l’acquisition de la cartographie de pression, comprenant une carte 2D des pressions détectées par ladite matrice. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la rigidité du réseau de mailles est obtenue en adaptant une épaisseur d’un brin de maille élémentaire du réseau de mailles. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la rigidité du réseau de mailles varie progressivement de la première zone (Z1) à la deuxième zone (Z2). Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’obtention du plan (P) dudit coussin comprend la détermination d’une rigidité locale du réseau de mailles de manière à absorber une pression locale exercée par l’individu. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le plan (P) du coussin est configuré de sorte que le coussin comprenne des portions transversales (A, B, C) s’étendant depuis la surface de réception (100) du coussin vers une surface du coussin opposée à ladite surface de réception (100), seule une partie (B) des dites portions transversales comprenant la première zone (Z1) et la deuxième zone (Z2). Support de données lisible par ordinateur sur lequel est enregistré un plan (P) définissant un réseau de mailles tridimensionnelles pour une impression 3D obtenu par le procédé selon l’une des revendications précédentes. Procédé de fabrication par impression 3D d’un cousin pour un siège d’un véhicule automobile, utilisant un plan (P) obtenu par le procédé selon l’une des revendications 1 à 8. Coussin pour un siège d’un véhicule automobile obtenu par le procédé selon la revendication précédente.