Brevet FR3159584A1 — publié le 20250829

L’invention concerne un ensemble (1) pour structure avant de véhicule automobile, ledit ensemble (1) comprenant : – un corps creux en tôle et une doublure (5) fixée audit corps creux, ledit corps creux et ladite doublure (5) étant conformés pour former une voie d’effort (7) d’un véhicule automobile ; – une coupelle de support (9) pour un système de suspension d’une roue ; – une paroi de passage de roue (11) ; la doublure (5), la coupelle de support (9) et la paroi de passage (11) étant fixées les unes aux autres et faisant jonction en une zone (13) dite de « nœud d’assemblage », caractérisé en ce que ledit ensemble (1) comprend une pièce de renfort (15) fixée sur ladite doublure (5) et disposée en regard dudit nœud d’assemblage (13). Figure d’abrégé : [Fig. 1] ENSEMBLE POUR STRUCTURE AVANT DE VÉHICULE AUTOMOBILE ET VÉHICULE AUTOMOBILE COMPRENANT UN TEL ENSEMBLE La présente invention se rapporte de manière générale aux ensembles pour structure de véhicule automobile, et concerne plus particulièrement un ensemble pour structure avant de véhicule automobile. L’invention concerne également un véhicule automobile équipé d’un tel ensemble. En effet, en matière de sécurité routière, les constructeurs d’automobiles doivent prendre en compte de multiples préoccupations et réglementations lors du développement de nouveaux véhicules afin, d’une part, assurer la sécurité des passagers du véhicule en cas de collision ou encore celle des autres usagers de la route les plus vulnérables, tels que les piétons, et, d’autre part, maitriser les coûts de réparations des véhicules lorsqu’ils subissent des chocs urbains, dénommés « chocs réparabilité » subis à de faibles vitesses de l’ordre de 15 à 20 kilomètres par heure. Pour des chocs à des vitesses supérieures, de l’ordre de 50 km/h ou plus, les véhicules sont amenés à se déformer pour absorber une partie au moins de l’énergie libérée lors du choc, afin de protéger au mieux les passagers. Le comportement à la déformation d’un véhicule automobile, sous l’effet d’un choc, est particulièrement optimisé par les constructeurs d’automobiles qui cherchent absolument à éviter que les déformations subies par le véhicule n’impactent l’habitacle et ses occupants. Par ailleurs, la majorité des véhicules modernes présentent une conception de protection passive reposant sur trois voies d’effort : une première voie d’effort constituée du longeron ou encore ligne de brancard, une deuxième voie d’effort, encore appelée voie d’effort inférieure, constituée de prolonges de berceau, ainsi qu’une troisième voie d’effort qui comprend un corps creux extérieur et une doublure qui ferme ledit corps creux extérieur. On notera qu’on retrouve ce type de structure, c’est-à-dire un corps creux fermé par une doublure (par exemple d’aile), au niveau du pied avant des véhicules automobiles, donc de chacun des côtés latéraux d’un véhicule automobile. La troisième voie d’effort, le corps creux fermé par une doublure, est généralement rattachée à un pied avant par l’une de ses extrémités. On notera que l’autre extrémité de la troisième voie d’effort est, quant à elle, reliée à une poutre de pare-chocs et/ou à une ligne de brancard via le passage de roue. De plus, sur cet ensemble se fixent plusieurs pièces de renfort pour un capot, ainsi que des éléments constitutifs de l’aile (avant) du véhicule. Ainsi, la troisième voie d’effort s’étend sensiblement parallèlement à l’axe longitudinal du véhicule, et généralement en regard d’autres éléments de la structure avant du véhicule, tels qu’un passage de roue et une coupelle de support pour un système de suspension d’une roue, désignée ci-après sous le terme de « coupelle de suspension », la troisième voie, et notamment ladite doublure, longeant le passage de roue et la coupelle de suspension. Plus particulièrement, la doublure, le passage de roue (où du moins la tôle conformée pour faire office de passage de roue) et la coupelle de suspension sont fixées les uns aux autres, et se rejoignent en une zone désignée sous le terme de « nœud d’assemblage ». Pour rappel, une coupelle de suspension est configurée pour accueillir une partie d’un amortisseur et positionner celui-ci par rapport au plan de roulage. Tandis que le passage de roue est un élément de structure, ou de caisse, dont la fonction est de recouvrir partiellement la roue, avec notamment une partie sensiblement arquée qui recouvre le dessus de la roue et une partie latérale sensiblement verticale qui recouvre partiellement la face interne de la roue. Un passage de roue sert notamment de paroi de protection pour l’intérieur du véhicule, et notamment pour les éléments présents dans le compartiment moteur, contre les projections en provenance de la roue. Dans le cas d’un choc avant à haute vitesse contre un obstacle, tel qu’un véhicule, un mur rigide, une barrière déformable, etc., la troisième voie d’effort est destinée à transmettre des efforts et dissiper l’énergie du choc. Cependant, la troisième voie peut présenter des zones de faiblesse liées à sa conception, son assemblage, ou encore en raison de contraintes de fabrication, mettant ainsi son bon fonctionnement à mal. L’une des problématiques liées à ce nœud d’assemblage est que la coupelle de suspension présente une forme arrondie et la jonction de la coupelle, la doublure et le passage de roue est réalisée au niveau d’un coin arrondi de la coupelle, rendant difficile une fixation des éléments les uns aux autres, et entrainant un assemblage peu robuste et une tenue mécanique aux chocs insuffisante, notamment lors d’un choc frontal haute vitesse contre une barrière déformable ou un mur rigide (décalé ou centré). Cette zone de faiblesse entraine ainsi un problème de déformation précoce au niveau du nœud d’assemblage entre la doublure, la coupelle de suspension et le passage de roue. Il est nécessaire de trouver une solution pour remédier à cet inconvénient. La présente invention se propose ainsi de remédier à au moins un des inconvénients précités en proposant un nouveau type d’ensemble pour structure avant de véhicule automobile, ledit ensemble comprenant : – un corps creux en tôle et une doublure fixée audit corps creux, ledit corps creux et ladite doublure étant conformés pour former une voie d’effort d’un véhicule automobile ; – une coupelle de support pour un système de suspension d’une roue ; – une paroi de passage de roue ; la doublure, la coupelle de support et la paroi de passage étant fixées les unes aux autres et faisant jonction en une zone dite de « nœud d’assemblage », caractérisé en ce que ledit ensemble comprend une pièce de renfort fixée sur ladite doublure et disposée en regard dudit nœud d’assemblage. L’ensemble selon l’invention permet entre autres d’éviter d’augmenter l’épaisseur de la doublure ou des autres éléments tout en renforçant la résistance mécanique dudit ensemble, évitant ainsi l’augmentation de la masse dudit ensemble, et donc du véhicule. De plus, c’est une manière simple et modulaire de renforcer et de rigidifier la zone de jonction entre la doublure, la coupelle de suspension et le passage de roue, ou nœud d’assemblage, la pièce de renfort pouvant être adaptée en fonction des contraintes liées aux véhicules (poids, longueur, matériaux, etc.). Avantageusement, l’ensemble selon l’invention permet notamment de proposer une prestation améliorée en matière de sécurité (pour des éléments à dimensions extérieures identiques et à iso-structure) tout en ayant des éléments de structure pouvant être utilisés à la fois pour une structure avant de véhicules électriques, hybrides ou thermiques. Cela présente donc l’avantage d’améliorer les propriétés mécaniques de la structure avant du véhicule vis-à-vis des chocs frontaux, tout en optimisant la masse globale des véhicules et/ou en réduisant le coût de fabrication des véhicules, que ces véhicules soient thermiques, électriques ou hybrides. Par ailleurs, l’ensemble selon l’invention permet une plus grande standardisation des éléments de structure du véhicule, ceux-ci pouvant contribuer à la mise en place d’une plateforme identique (ou de plateformes similaires) lors de la production d’un véhicule électrique, hybride ou thermique, malgré les contraintes de sécurité différentes liées aux éléments spécifiques de chaque motorisation (répartition du poids, taille de la batterie de traction, chargeur, réservoir de carburant, etc.) Selon une autre caractéristique possible, la doublure présente deux faces principales opposées : une première face en contact avec la coupelle de support et la paroi de passage de roue, et une deuxième face sur laquelle est fixée la pièce de renfort. La pièce de renfort est donc située en vis-à-vis du nœud d’assemblage à travers ladite doublure, ladite pièce de renfort étant configurée pour être en recouvrement avec la zone de jonction entre la coupelle de support, la paroi de passage et la doublure. Selon une caractéristique possible, le corps creux et la doublure formant la voie d’effort présentent une extrémité configurée pour être fixée à un pied avant de véhicule automobile, et une autre extrémité configurée pour être fixée à une poutre de pare-chocs (et/ou à une ligne de brancard via le passage de roue). Selon une autre caractéristique possible, ledit corps creux est un renfort d’aile et ladite doublure est une doublure d’aile. Selon une autre caractéristique possible, la pièce de renfort est seulement en contact avec ladite doublure. De manière avantageuse, la pièce de renfort est seulement fixée sur la doublure, permettant ainsi d’améliorer le comportement mécanique de la voie d’effort et de renforcer la zone du nœud d’assemblage. De plus, le fait d’avoir à fixer seulement la pièce de renfort à un seul élément simplifie l’intégration de la pièce de renfort audit ensemble. Selon une autre caractéristique possible, la pièce de renfort présente une épaisseur d’au moins 1 mm. Selon une autre caractéristique possible, la pièce de renfort est configurée pour présenter une coopération de forme avec la zone de la doublure où ladite pièce de renfort est fixée. Il est avantageux d’optimiser la surface de contact et de fixation, et par exemple la zone de soudure, entre la pièce de renfort et la doublure, ceci afin que l’assemblage de ces éléments se comporte comme un élément unitaire, notamment au niveau du comportement mécanique (lors d’un choc). Selon une autre caractéristique possible, la pièce de renfort est monobloc. Le fait que la pièce de renfort soit un corps monobloc ou unitaire réduit les coûts de production de ladite pièce, facilite sa fabrication, ainsi que sa fixation sur ladite doublure. Selon une autre caractéristique possible, la pièce de renfort est fixée par soudage à ladite doublure. Le fait de souder, par exemple au moyen de points de soudure et/ou d’au moins un cordon de soudure, la pièce de renfort à ladite doublure est une méthode rapide et économique, tout en permettant une bonne tenue mécanique de l’ensemble. Selon une autre caractéristique possible, la pièce de renfort est en un acier qui présente une haute limite élastique, par exemple un acier présentant une limite élastique supérieure à 300 MPa et une résistance à la traction supérieure à 400 MPa. La pièce de renfort est avantageusement réalisée en tôle d’acier présentant une haute limite élastique, par exemple par pliage ou emboutissage, ceci afin de garantir de bonnes propriétés mécaniques et limiter les coûts de fabrication de ladite pièce de renfort. Selon une autre caractéristique possible, la pièce de renfort comprend au moins une patte de fixation. Ladite pièce de renfort peut également comprendre une ou plusieurs pattes de fixation permettant la fixation d’éléments tiers, tels que des câbles, des goulottes, des conduits, etc. Selon une autre caractéristique possible, ladite pièce de renfort comprend au moins un bord tombé. Avantageusement, ladite pièce de renfort comprend un ou plusieurs bords tombés qui renforcent l’inertie et la résistance de ladite pièce, et par extension l’inertie et la résistance de la zone du nœud d’assemblage. Selon une autre caractéristique possible, la pièce de renfort présente des zones planes. Les zones planes permettent de faciliter la fixation (par exemple par soudage) de la pièce de renfort sur ladite doublure, en fournissant des zones de contact les plus importantes possible. Selon une autre caractéristique possible, la pièce de renfort comprend des nervures de rigidification. La présence de nervures de rigidification permet d’améliorer la résistance mécanique de ladite pièce de renfort, et donc de la zone où est situé le nœud d’assemblage. Selon une autre caractéristique possible, l’épaisseur de ladite pièce de renfort présente une épaisseur supérieure à l’épaisseur de la doublure sur laquelle la pièce de renfort est fixée, et/ou le matériau constitutif de la pièce de renfort présente une résistance mécanique supérieure au matériau constitutif de la doublure sur laquelle la pièce de renfort est fixée. L’invention a également pour objet un véhicule automobile, caractérisé en ce que ledit véhicule comporte un ensemble pour structure avant de véhicule automobile tel que défini ci-dessus. Selon une caractéristique possible, ledit véhicule comprend deux ensembles tel que défini ci-dessus, un pour chacun des côtés latéraux avant dudit véhicule. L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celles-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante d’un mode de réalisation particulier de l’invention, donnée uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : – La FIG. 1 illustre une vue schématique, partielle, et en perspective de côté d’un ensemble pour structure avant de véhicule avant selon l’invention ; – la FIG. 2 illustre une autre vue schématique, partielle et en perspective de l’ensemble de la FIG. 1  ; – la [ FIG. 3 ] illustre une vue schématique et en perspective d’une pièce de renfort de l’ensemble de la FIG. 1 et FIG. 2 . Dans la description qui suit, le terme « comprendre » est synonyme de « inclure » et n’est pas limitatif en ce qu’il autorise la présence d’autres éléments dans le véhicule, ou la structure auxquels il se rapporte. Il est entendu que le terme « comprendre » inclut les termes « consister en ». De même, les termes « inférieur », « supérieur », « avant », « arrière », « longitudinal » et « transversal » s’entendront par rapport à l’orientation générale du véhicule automobile, que celui-ci soit thermique, hybride ou électrique. Le terme « inférieur » désignera une proximité au sol plus importante que « supérieur » selon l’axe vertical. Par ailleurs, on notera que sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. De plus, on définit par rapport au véhicule un repère orthogonal XYZ, à savoir : – un axe X, définissant une direction longitudinale et horizontale du véhicule, – un axe Y, définissant une direction transversale et horizontale, qui avec l’axe X définit un plan XY horizontal, – un axe Z, définissant une direction verticale, orthogonale au plan XY horizontal, l’axe Z avec l’axe X définissant un plan XZ vertical. Dans la présente demande, on notera qu’on entend par « sensiblement parallèle », une direction s’écartant d’au plus 20°, voire d’au plus 10° ou d’au plus 5° d’une direction parallèle. On notera également qu’on entend par « sensiblement orthogonale », une direction s’écartant d’au plus 20°, voire d’au plus 10° ou d’au plus 5° d’un angle d’une valeur de 0°. La FIG. 1 illustre ainsi une vue schématique, partielle, en perspective de côté d’un ensemble 1 pour structure avant selon l’invention destinée à équiper un véhicule automobile (non représenté). La FIG. 2 , quant à elle, est une autre vue schématique, partielle et en perspective de côté de l’ensemble de la FIG. 1 . Ledit ensemble 1 comprend ainsi : – un corps creux (non représenté) en tôle et une doublure 5 fixée audit corps creux, ledit corps creux et ladite doublure 5 étant conformés pour former une voie d’effort 7 de véhicule automobile ; – une coupelle de support 9 pour un système de suspension d’une roue, désignée ci-après sous le terme de « coupelle de suspension » ; – une paroi de passage de roue 11. Ladite doublure 5, la coupelle de suspension 9 et la paroi de passage de roue 11 sont fixées les unes aux autres, par exemple par soudage, et font jonction en une zone 13 dite de « nœud d’assemblage ». Ledit ensemble 1 comprend en outre une pièce de renfort 15 fixée sur ladite doublure 5 et qui est disposée en regard dudit nœud d’assemblage 13. On notera que la coupelle de suspension 9 et la paroi de passage de roue 11 sont deux éléments de structure distincts, réalisés chacun en tôle (emboutie et/ou pliée) et assemblés ensemble par soudage. La coupelle de suspension 9 est généralement une pièce en tôle relativement épaisse, avec une épaisseur de l’ordre de 2 à 3 millimètres, du fait de sa fonction de reprise des efforts du système de suspension (non visible), tandis que le passage de roue 11 est en tôle plus mince, avec une épaisseur de l’ordre du millimètre, parfois renforcé localement par un élément de renfort supplémentaire, également en tôle, rapporté notamment par soudage sur le passage de roue 11. La pièce de renfort 15 est donc située en vis-à-vis du nœud d’assemblage 15, ladite pièce de renfort 15 étant configurée être en recouvrement avec la zone de jonction entre la coupelle de suspension 9, la paroi de passage 11 et la doublure 5. On notera qu’en position montée, la doublure 5 longe la coupelle de suspension 9 et la paroi de passage de roue 11, la doublure 5 présentant un plan d’extension principale (qui est sensiblement parallèle au plan XZ en position montée), et donc deux faces principales opposées : une première face, dite « face interne », qui est dirigée vers l’intérieur du véhicule, et une deuxième face, dite « face externe », qui est dirigée vers l’extérieur du véhicule (et vers le corps creux). On notera que l’ensemble 1 illustré aux FIG. 1 et FIG. 2 est plus particulièrement destiné à équiper le côté latéral gauche d’un véhicule, mais que le véhicule peut comprendre un ensemble 1 selon l’invention pour chacun de ses côtés latéraux avants, l’ensemble 1 décrit présentement s’appliquant mutatis mutandis au côté droit d’un véhicule automobile. De plus, dans le mode de réalisation de l’invention présentement décrit, ledit corps creux est un renfort d’aile et ladite doublure 5 est une doublure d’aile, ces éléments et 5 formant une voie d’effort, habituellement désignée sous le terme de troisième voie d’effort. Ledit corps creux est avantageusement un profilé métallique (et donc sensiblement une poutre métallique creuse), par exemple en acier, tandis que ladite doublure 5 est généralement un profilé métallique qui s’étend au moins partiellement (et longitudinalement) dans le corps creux et qui est fixée sur ledit corps creux en fermant au moins partiellement l’une de ses faces. Ainsi, le corps creux et ladite doublure 5 présentent chacun une forme allongée et forment ensemble des extrémités longitudinales opposées, dites première (non représentée) et deuxième 7b extrémités, pour la voie d’effort 7. Ainsi, la première extrémité est configurée pour être reliée à une poutre de pare-chocs (non représentée), telle qu’une poutre de pare-chocs avant, et/ou à une ligne de brancard via le passage de roue 11, tandis que la deuxième extrémité 7b est configurée pour être fixée à un pied avant 17 de véhicule automobile. La deuxième extrémité 7b de la voie d’effort 7 peut être assimilée à une zone de jonction entre la voie d’effort 7, donc entre, d’une part, le corps creux 3 et la doublure 5 et, d’autre part, le pied avant 11. En position montée de l’ensemble 1, le corps creux et ladite doublure 5 présentent donc chacun un axe longitudinal qui est sensiblement parallèle à l’axe longitudinal du véhicule (ou axe X). Par ailleurs, ladite pièce de renfort 15 présente elle aussi une forme allongée, par exemple une forme de plaque sensiblement rectangulaire, et est fixée sur la face externe de la doublure 5. Ainsi, en position montée de l’ensemble 1, la pièce de renfort 15 s’étend sensiblement dans un plan vertical (ou dans un plan sensiblement parallèle au plan XZ). La FIG. 3 illustre, quant à elle, une vue schématique et perspective de côté de la pièce de renfort 15 de l’ensemble 1. La pièce de renfort 15 est par exemple monobloc (ou unitaire) et/ou est réalisée en acier présentant une haute limite élastique, tel que de l’acier DP780 ou de l’acier FP60, et par exemple un acier présentant une limite élastique supérieure à 300 MPa et une résistance à la traction supérieure à 400 MPa. La pièce de renfort 15 est avantageusement réalisée en tôle d’acier présentant une haute limite élastique, par exemple par pliage ou emboutissage. La tôle en acier de la pièce de renfort 15 présente par exemple une épaisseur d’au moins 1 mm. Par ailleurs, la pièce de renfort 15 est configurée pour présenter une coopération de forme avec la zone de la doublure 5, notamment sa face externe, où ladite pièce de renfort 15 est fixée. La pièce de renfort 15 comprend en outre avantageusement des zones planes qui font office de zones de fixation entre la pièce de renfort 15 et la doublure 5. La pièce de renfort 15 est avantageusement fixée par soudage à ladite doublure 5, au moyen de points de soudure et/ou d’au moins un cordon de soudure, par exemple au niveau des zones planes de ladite pièce de renfort 15. De plus, de manière avantageuse, la pièce de renfort 15 est seulement en contact avec ladite doublure 5, c’est-à-dire que la pièce de renfort 15 est seulement fixée sur la doublure 5. Ladite pièce de renfort 15 comprend avantageusement des nervures de rigidification 15a qui s’étendent par exemple de manière sensiblement parallèle à l’axe longitudinal de la pièce de renfort 15 et/ou de doublure 5 (lesdites nervures présentent une extension qui est de préférence sensiblement parallèle avec la direction de compression de la voie d’effort 7 lors d’un choc, donc à l’axe X en position montée). En outre, la pièce de renfort 15 peut également comprendre : – un ou plusieurs bords tombés 15b configurés pour présenter une coopération de forme avec ladite doublure 5, l’extension longitudinale desdits bords tombés 15b étant de préférence sensiblement parallèle à l’axe longitudinal de ladite doublure 5 (ou axe X en position montée) ; – une ou plusieurs pattes 15c de fixation configurée pour y fixer un élément tiers, tel qu’un câble, une goulotte, un conduit, etc. Dans une autre variante de réalisation non représentée, l’épaisseur de la pièce de renfort 15 présente une épaisseur supérieure à l’épaisseur de la doublure 5 sur laquelle la pièce de renfort 15 est fixée, et/ou le matériau constitutif, tel que de l’acier, de la pièce de renfort 15 présente une résistance mécanique supérieure au matériau constitutif, tel que de l’acier, de la doublure 5 sur lequel la pièce de renfort 15 est fixée. Ensemble (1) pour structure avant de véhicule automobile, ledit ensemble (1) comprenant : – un corps creux en tôle et une doublure (5) fixée audit corps creux, ledit corps creux et ladite doublure (5) étant conformés pour former une voie d’effort (7) d’un véhicule automobile ; – une coupelle de support (9) pour un système de suspension d’une roue ; – une paroi de passage de roue (11) ; la doublure (5), la coupelle de support (9) et la paroi de passage (11) étant fixées les unes aux autres et faisant jonction en une zone (13) dite de « nœud d’assemblage », caractérisé en ce que ledit ensemble (1) comprend une pièce de renfort (15) fixée sur ladite doublure (5) et disposée en regard dudit nœud d’assemblage (13). Ensemble (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la doublure (5) présente deux faces principales opposées : une première face en contact avec la coupelle de support (9) et la paroi de passage de roue (11), et une deuxième face sur laquelle est fixée la pièce de renfort (15). Ensemble (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite pièce de renfort (15) comprend au moins un bord tombé (15b). Ensemble (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit corps creux est un renfort d’aile et ladite doublure (5) est une doublure d’aile. Ensemble (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce de renfort (15) est seulement en contact avec ladite doublure (5). Ensemble (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce de renfort (15) présente une épaisseur d’au moins 1 mm. Ensemble (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce de renfort (15) est configurée pour présenter une coopération de forme avec la zone de la doublure (5) où ladite pièce de renfort (15) est fixée. Ensemble (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce de renfort (15) est monobloc. Ensemble (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce de renfort (15) comprend des nervures de rigidification (15a). Véhicule automobile, caractérisé en ce que ledit véhicule comporte un ensemble (1) pour structure avant de véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications précédentes.