Brevet FR3160149A1 — publié le 20250919

L’invention concerne un élément (1a) de renforcement modulaire conçu pour remplir au moins en partie et renforcer une pièce structurelle (2a) creuse d’une caisse de véhicule automobile, l’élément (1a) de renforcement comportant un corps (5a) formant un profilé s’étendant entre deux extrémités (6, 7) selon un axe longitudinal, le corps (5a) présentant au moins une première interface d’assemblage et au moins une deuxième interface d’assemblage, les première et deuxième interfaces faisant saillie du corps (5a), chaque première interface d’assemblage étant conçue pour interagir avec une deuxième interface d’assemblage d’un autre élément (1a) de renforcement pour former un assemblage (4a) modulaire d’éléments (1a) de renforcement. L’invention concerne également un assemblage (4a) comprenant une pluralité d’éléments (1a) de renforcement. L’invention concerne encore une pièce structurelle (2a) d’une caisse de véhicule automobile présentant un creux (3a) en partie rempli d’un assemblage (4a). (Figure 3) Elément de renforcement modulaire pour longeron de véhicule automobile Le domaine technique concerne les éléments de renforcement modulaires permettant de former des assemblages conçus pour remplir et renforcer des pièces structurelles creuses de caisse de véhicule et les véhicules automobiles comportant au moins une telle pièce structurelle renforcée. En matière de sécurité routière, les constructeurs d’automobiles doivent prendre en compte de multiples préoccupations et réglementations lors du développement de nouveaux véhicules. Ainsi, les constructeurs d’automobiles doivent assurer la sécurité des passagers et des autres usagers de la route en cas de choc impliquant le véhicule. A cet effet, les véhicules sont soumis à diverses procédures normalisées de simulations de chocs contre un obstacle rigide impactant le véhicule. Les procédures normalisées sont, par exemple, décrites par l’organisme international Euro NCAP. Parmi ces procédures normalisées l’une d’elles permet de simuler le comportement d’un véhicule lors d’un choc avec un poteau. Dans ce contexte, les constructeurs d’automobiles cherchent constamment des solutions pour renforcer la structure des parties essentielles de leurs véhicules afin d’améliorer leurs comportements en cas de chocs. Le renforcement de la structure est d’autant plus crucial quand il s’agit d’un véhicule électrique, en raison de sa masse accrue par rapport à un véhicule à motorisation thermique (due essentiellement à la masse de la batterie). L’intérêt croissant de la part des clients envers les véhicules électriques est directement lié à l’accroissement de leurs autonomies. Cet accroissement d’autonomie est d’abord dû au développement de nouvelles technologies pour proposer des batteries toujours plus performantes. Mais en parallèle de l’amélioration des technologies, l’augmentation de l’autonomie met également l’accent sur l’augmentation du volume dédié aux batteries dans un véhicule. A cet effet, il convient de libérer de l’espace dans une structure. Enfin, les batteries souffrent d’un inconvénient majeur, le risques d’inflammation en cas de chocs, qui requiert une structure renforcée de caisse capable de les protéger contre des impacts durant un chocs. Ainsi, il existe un besoin d’une solution permettant de renforcer une structure de caisse d’un véhicule automobile tout en limitant les accroissements de masse voire permettant de libérer de l’espace. La présente invention a pour objet de pallier les problèmes exposés précédemment. Dans ce contexte technique, un but de la présente invention est de fournir un élément de renforcement capable de renforcer une pièce structurelle de véhicule en limitant l’accroissement de la masse due au renforcement, ou permettant de réduire ses dimensions tout en offrant une résistance adéquate. Enfin, l’élément de renforcement doit également permettre une grande adaptabilité pour pouvoir facilement adapter la solution de renforcement aux spécificités de la pièce structurelle à renforcer. A cet effet, la présente invention se rapporte à un élément de renforcement modulaire conçu pour remplir au moins en partie et renforcer une pièce structurelle creuse d’une caisse de véhicule automobile, l’élément de renforcement comportant un corps formant un profilé s’étendant entre deux extrémités selon un axe longitudinal, le corps présentant au moins une première interface d’assemblage et au moins une deuxième interface d’assemblage, les première et deuxième interfaces faisant saillie du corps, chaque première interface d’assemblage étant conçue pour interagir avec une deuxième interface d’assemblage d’un autre élément de renforcement pour former un assemblage modulaire d’éléments de renforcement. L’invention concerne également un assemblage comprenant une pluralité d’éléments de renforcement selon l’invention, chaque élément de renforcement étant fixé à au moins un autre élément adjacent de l’assemblage par l’interaction d’au moins une première ou une deuxième interface avec respectivement une deuxième ou une première interface de l’élément adjacent. L’invention concerne encore une pièce structurelle d’une caisse de véhicule automobile présentant au moins un creux au moins en partie rempli d’au moins un assemblage selon l’invention. L’invention concerne enfin un véhicule automobile présentant une pièce structurelle selon l’invention. Ainsi, un élément de renforcement selon l’invention permet de former un assemblage selon l’invention qui peut être utilisé pour renforcer une pièce structurelle présentant un creux interne. L’assemblage selon l’invention, grâce au corps, permet de conférer à la pièce structurelle une résistance contre les déformations accrue par rapport à une pièce dépourvue de l’assemblage. Chaque élément de renforcement est modulaire et permet d’adapter le nombre d’éléments au creux à remplir. Par ailleurs, la forme cylindrique du corps permet de produire un élément de longueur standardisée et d’ajuster sa longueur, ultérieurement, en fonction de la pièce structurelle à renforcer. Grâce à un assemblage selon l’invention, les dimensions, notamment les épaisseurs d’une pièce structurelle à protéger peuvent être éventuellement réduites, tout en présentant une résistance similaire ou améliorée grâce à l’assemblage. Le cas échéant, en utilisant un matériau composite ou plastique pour former l’élément de renforcement, l’assemblage permet un gain de masse conséquent de la pièce structurelle selon l’invention. L’élément de renforcement est enfin modulaire grâce à ses première et deuxième interfaces qui permettent des fixations sécurisées de plusieurs éléments de renforcement selon une multitude d’agencements différents. Selon un mode de réalisation de l’élément de renforcement, le corps présente une pluralité de faces formant ensemble une forme cylindrique creuse à base polygonale s’étendant suivant l’axe longitudinal, les première et deuxième interfaces faisant saillie chacune d’une des faces. Un tel élément de renforcement permet d’obtenir un assemblage présentant dite en nid d’abeille ou similaire, particulièrement résistant. Avantageusement, le corps délimite au moins en partie une cavité, le corps présentant au moins un orifice de vidange traversant le corps pour mettre la cavité du corps en communication avec l’extérieur de l’élément. Ainsi, une pièce structurelle selon l’invention se vidange aisément après un traitement par cataphorèse. Selon une possibilité de l’élément de renforcement, chaque première interface est formée d’au moins un rail, chaque deuxième interface formant une glissière, chaque rail étant conformé pour glisser dans une glissière pour former une fixation de deux éléments. Selon un mode de réalisation, l’élément de renforcement est formé au moins en partie par un procédé d’extrusion de matière. Un tel procédé est simple à mettre en œuvre. Selon une possibilité de l’élément de renforcement, chaque corps présente au moins une tête de fixation, prolongeant une de ses extrémités, conçue pour permettre la fixation de l’élément à une pièce structurelle. Selon une possibilité, l’assemblage comporte une plaque d’agencement chaque élément de renforcement étant fixé sur la plaque d’agencement, chaque axe longitudinal de chaque élément de renforcement étant orienté orthogonalement à la plaque d’agencement. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels : FIG. 1 la FIG. 1 représente une vue en perspective d’un élément de renforcement modulaire ; FIG. 2 la FIG. 2 représente une vue en perspective d’un assemblage selon l’invention formé d’éléments de renforcement de la FIG. 1 ; FIG. 3 la FIG. 3 représente une vue écorchée d’une pièce structurelle remplie et renforcée par l’assemblage de la FIG. 2 ; FIG. 4 la FIG. 4 représente une vue schématique en coupe d’une pièce structurelle présentant une plaque d’agencement ; FIG. 5 la FIG. 5 représente une vue schématique en coupe d’une pièce structurelle selon l’invention présentant un assemblage formé d’éléments de renforcement présentant chacun une tête de fixation ; FIG. 6 la FIG. 6 représente une vue schématique d’une pièce structurelle selon un autre mode de réalisation de l’invention ; Dans ces figures, les mêmes références sont utilisées pour désigner les mêmes éléments. Un élément 1a, 1b de renforcement selon l’invention, illustré sur les figures 1 à 6, est modulaire et est conçu pour remplir au moins en partie et renforcer une pièce structurelle 2a, 2b creuse, illustrée sur les figures 3 à 6, d’une caisse d’un véhicule automobile selon l’invention. Le renforcement procuré par l’élément 1a, 1b de renforcement est de nature à limiter et/ou empêcher les déformations de la pièce structurelle 2a, 2b en cas de choc frontal et/ou latéral subi par le véhicule selon l’invention. A cet effet, la pièce structurelle 2a, 2b présente un creux 3a, 3b rempli au moins en partie d’au moins un assemblage 4a, 4b constitué d’une pluralité d’éléments 1a, 1b de renforcement. Dans l’exemple illustré sur la FIG. 6 , le creux 3b de la pièce structurelle 2b est rempli de plusieurs assemblages 4b, en l’occurrence 4 assemblages 4b. Par exemple, la pièce structurelle 2a, 2b est un longeron ou une traverse de bas de caisse. Dans les exemples illustrés sur les figures, les assemblages 4a, 4b comportent chacun des éléments 1a, 1b de renforcement identiques. Alternativement, il est envisageable des assemblages présentant des éléments 1a, 1b de renforcement différents. Afin de garantir un renforcement adéquat, chaque élément 1a, 1b de renforcement est avantageusement réalisé en matériau plastique et/ou composite. Avantageusement, chaque élément 1a, 1b de renforcement est formé au moins en partie par un procédé d’extrusion de matière. L’élément 1a, 1b de renforcement comporte un corps 5a, 5b formant un profilé s’étendant entre deux extrémités 6, 7 selon un axe longitudinal AL. Le corps 5a, 5b présente une pluralité de faces 8 formant ensemble une forme cylindrique creuse à base polygonale s’étendant suivant l’axe longitudinal AL. Dans un premier mode de réalisation, illustré sur les figures 1 à 4, le corps 5a présente une forme à base hexagonale. Dans un deuxième mode de réalisation illustré sur les figures 5 et 6, le corps 5b présente une forme à base pentagonale. Le corps 5a, 5b délimite au moins en partie une cavité 9a, 9b. Dans l’exemple illustré sur les figures 1 à 3, la cavité 9a, de forme hexagonale, est ouverte sur chaque extrémité 6, 7 de l’élément 1a, 1b de renforcement. Afin de pouvoir vidanger chaque cavité 9a, 9b, en particulier après un traitement par cataphorèse de la pièce structurelle 2a, 2b, le corps 5a, 5b présente au moins un orifice de vidange 10 traversant le corps 5a, 5b pour mettre la cavité 9a, 9b en communication avec l’extérieur de l’élément 1a, 1b de renforcement. Le corps 5a, 5b présente au moins une première interface 11 d’assemblage et au moins une deuxième interface 12 d’assemblage, les premières 11 et deuxièmes 12 interfaces faisant saillie du corps 5a, 5b. Chaque première interface 11 d’assemblage est conçue pour interagir avec une deuxième interface 12 d’assemblage d’un autre élément 1a, 1b de renforcement, pour former un assemblage 4a, 4b modulaire d’éléments 1a, 1b de renforcement. Dans le premier mode de réalisation de l’élément 1a de renforcement, les premières 11 et deuxièmes 12 interfaces d’assemblage s’étendent selon l’axe longitudinal AL. Dans le deuxième mode de réalisation, les premières 11 et deuxièmes 12 interfaces s’étendent suivant un axe orthogonal à l’axe longitudinal AL. Avantageusement, chaque élément 1a, 1b présente une première 11 ou une deuxième 12 interface sur chacune des faces 8 du corps 5a, 5b. Les premières 11 et deuxièmes 12 interfaces sont avantageusement en nombres égaux sur un même élément 1a, 1b de renforcement. Dans les exemples illustrés sur les figures, chaque première interface 11 est formée d’au moins un rail 13a, 13b. Par exemple un rail 13a, 13b à section transversale en forme de T. Chaque deuxième interface 12 forme une glissière 14a, 14b, chaque rail 13a, 13b étant conformé pour glisser dans une glissière 14a, 14b afin de former une fixation de deux éléments 1a, 1b. Dans les exemples illustrés sur les figures, chaque glissière 14a, 14b est formée de deux parois 15, faisant saillie d’une face 8, en forme de L et disposées en regard l’une de l’autre. Les assemblages 4a, 4b sont formés d’une pluralité d’éléments 1a, 1b où chacun est fixé à au moins un autre élément 1a, 1b adjacent de l’assemblage 4a, 4b par l’interaction d’au moins une première 11 ou une deuxième 12 interface avec respectivement une deuxième 12 ou une première 11 interface de l’élément 1a, 1b adjacent. Ainsi, dans un assemblage 4a, 4b chaque élément 1a, 1b peut présenter entre 1 et 6 éléments 1a, 1b de renforcement adjacents. Comme illustré sur la FIG. 4 , afin d’aider au positionnement de chaque élément 1a de renforcement et à la fixation de l’assemblage 4a dans le creux 3a de la pièce structurelle 2a, chaque élément 1a de renforcement est, par exemple, fixé par une soudure 16, à une 6 des extrémités 6, 7 sur une plaque d’agencement 17. La soudure 16 est, par exemple, obtenu par soudure à ultrason. Sur la plaque d’agencement 17, chaque élément 1a est fixé de sorte que son axe longitudinal AL est orthogonal à la plaque d’agencement 17. La plaque d’agencement 17, avec son assemblage 4a, est ensuite glissée dans un logement 18 ménagé à cet effet dans la pièce structurelle 2a. Alternativement, dans le deuxième mode de réalisation de la pièce structurelle 2b, chaque élément 1b de renforcement présente au moins une tête de fixation 19 prolongeant une 6 de ses extrémités 6, 7, conçue pour permettre la fixation de l’élément 1b à la pièce structurelle 2b. Comme illustré sur la FIG. 5 , chaque tête de fixation 19 est dimensionné pour être introduite dans une rainure 20 de la pièce structurelle 2b. Chaque rainure 20 s’étend, par exemple, suivant une extension longitudinale du creux 3b. Chaque tête de fixation 19 est reliée au corps 5b par un col 21, de dimension plus réduite que le corps 5b, afin de permettre un glissement dans la rainure 20, le corps 5b s’étendant en dehors de la rainure 20. Ainsi, l’usage de plusieurs rainures 20 permet de définir la position de chaque assemblage 4b dans le creux 3b. Afin de verrouiller la position de chaque assemblage 4b dans le creux 3b, des moyens de verrouillage 22, illustrés sur la FIG. 6 , sont conçus pour bloquer le glissement d’un assemblage 4b dans sa rainure 20. Les moyens de verrouillage 22 sont, par exemple, formés de butées 23, schématisées sur la FIG. 6 . Ainsi, l’élément 1a, 1b de renforcement permet de former un assemblage 4a, 4b qui peut être utilisé pour renforcer une pièce structurelle 2a, 2b présentant un creux 3a, 3b interne. L’assemblage 4a, 4b, grâce au corps 5a, 5b présentant une cavité 9a, 9b et formant une structure en nid d’abeille, permet de conférer à la pièce structurelle 2a, 2b une résistance contre les déformations. Chaque élément 1a, 1b de renforcement est modulaire et permet d’adapter le nombre d’éléments 1a, 1b au creux 3a, 3b à remplir grâce à ses premières 11 et deuxièmes 12 interfaces. L’invention ne se limite pas au mode de réalisation de l’élément de renforcement décrit ci-avant, seulement à titre d’exemple, mais d’autres modes de réalisation peuvent être conçus par l’homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention. Élément (1a, 1b) de renforcement modulaire conçu pour remplir au moins en partie et renforcer une pièce structurelle (2a, 2b) creuse d’une caisse de véhicule automobile, l’élément (1a, 1b) de renforcement comportant un corps (5a, 5b) formant un profilé s’étendant entre deux extrémités (6, 7) selon un axe longitudinal (AL), le corps (5a, 5b) présentant au moins une première interface (11) d’assemblage et au moins une deuxième interface (12) d’assemblage, les première (11) et deuxième (12) interfaces faisant saillie du corps (5a, 5b), chaque première interface (11) d’assemblage étant conçue pour interagir avec une deuxième interface (12) d’assemblage d’un autre élément (1a, 1b) de renforcement pour former un assemblage (4a, 4b) modulaire d’éléments (1a, 1b) de renforcement. Élément (1a, 1b) de renforcement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps (5a, 5b) présente une pluralité de faces (8) formant ensemble une forme cylindrique creuse à base polygonale s’étendant suivant l’axe longitudinal (AL), les première (11) et deuxième (12) interfaces faisant saillie chacune d’une des faces (8). Élément (1a, 1b) de renforcement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps (5a, 5b) délimite au moins en partie une cavité (9a, 9b), le corps (5a, 5b) présentant au moins un orifice de vidange (10) traversant le corps (5a, 5b) pour mettre la cavité (9a, 9b) du corps (5a, 5b) en communication avec l’extérieur de l’élément (1a, 1b). Élément (1a, 1b) de renforcement selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque première interface (11) est formée d’au moins un rail (13a, 13b), chaque deuxième interface (12) formant une glissière (14a, 14b), chaque rail (13a, 13b) étant conformé pour glisser dans une glissière (14a, 14b) pour former une fixation de deux éléments (1a, 1b). Élément (1a, 1b) de renforcement selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que il est formé au moins en partie par un procédé d’extrusion de matière. Élément (1b) de renforcement selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque corps (5b) présente au moins une tête de fixation (19), prolongeant une de ses extrémités (6, 7), conçue pour permettre la fixation de l’élément (1b) à une pièce structurelle (2b). Assemblage (4a, 4b) comprenant une pluralité d’éléments (1a, 1b) de renforcement selon l’une des revendications 1 à 6, chaque élément (1a, 1b) de renforcement étant fixé à au moins un autre élément (1a, 1b) adjacent de l’assemblage (4a, 4b) par l’interaction d’au moins une première (11) ou une deuxième (12) interface avec respectivement une deuxième (12) ou une première (11) interface de l’élément (1a, 1b) adjacent. Assemblage (4a) selon la revendication 7, caractérisé en ce qu’il comporte une plaque d’agencement (17), chaque élément (1a) de renforcement étant fixé sur la plaque d’agencement (17), chaque axe longitudinal (AL) de chaque élément (1a) de renforcement étant orienté orthogonalement à la plaque d’agencement (17). Pièce structurelle (2a, 2b) d’une caisse de véhicule automobile présentant au moins un creux (3a, 3b) au moins en partie rempli d’au moins un assemblage (4a, 4b) selon la revendication 7 ou 8. Véhicule automobile présentant une pièce structurelle (2a, 2b) selon la revendication 9.