FR2857311A1 - Systeme d'isolation acoustique et vehicule equipe d'un tel systeme - Google Patents

Abstract

Système d'isolation acoustique, notamment pour véhicule automobile, constitué d'une première paroi rigide (1) à isoler acoustiquement et d'une seconde paroi (12) en matériau élastomère déformable étanche à l'air, ladite seconde paroi recouvrant de manière étanche une face dite face interne (1a) de ladite première paroi tout en étant espacée de celle-ci d'une lame d'air (15), ladite seconde paroi étant assemblée à sa périphérie (13) à la première paroi sans collage, ladite seconde paroi comportant à sa périphérie une ou des lèvres d'étanchéité (16, 17).

Description

La présente invention concerne un système d'isolation acoustique et un

véhicule automobile équipé d'un tel système.

On connaît déjà par le document FR-A-2 810 937, un complexe d'isolation acoustique destiné à être appliqué au tablier et/ou à la boîte à eau d'un véhicule automobile. Un tel complexe comprend sur la paroi à isoler, par exemple la paroi du tablier, une couche de matériau acoustiquement absorbant, comme un feutre, qui est muni sur sa face en vis à vis de la paroi du tablier, d'une couche de matériau imperméable à l'air, de façon à définir entre ledit matériau acoustiquement absorbant et la paroi du tablier une lame d'air d'épaisseur constante agissant comme un ressort.

Toutefois, une telle technique complique considérablement le processus de fabrication du complexe acoustique ainsi que les opérations de montage.

Tout d'abord, les couches en matériau acoustiquement absorbant étant généralement obtenues par un procédé de thermoformage, il n'est pas toujours possible d'obtenir des formes complexes qui soient adaptées à la paroi à isoler ou à l'encombrement des autres éléments environnants, par exemple du compartiment moteur.

Il est également difficile par thermoformage de réaliser des plots ou des protubérances en saillie de la surface du matériau acoustiquement absorbant, pour servir d'entretoise, et il est nécessaire d'utiliser des blocs supplémentaires, comme indiqué dans le document FR-A-2 810 937. Ainsi, il est nécessaire de coller ou fixer autrement les blocs servant d'entretoise à la fois à la paroi à isoler et à la couche imperméable, ce qui complique encore le processus de fabrication.

D'autre part, la couche en matériau acoustiquement absorbant présente un bord périphérique rigide, obtenu par surpression à chaud lors du thermoformage, généralement avec l'addition de résine, afin de permettre la manutention et le collage de ce bord périphérique du matériau acoustiquement absorbant sur la paroi à isoler. Il est donc nécessaire d'effectuer une opération de collage périphérique de la couche de matériau acoustiquement absorbant sur la paroi à isoler, pour garantir l'étanchéité de la double paroi avec la lame d'air et donc l'efficacité de ce complexe au niveau acoustique.

Le fait de coller la couche en matériau acoustiquement absorbant sur la paroi à isoler acoustiquement ne permet pas de découpler complètement la paroi de la couche en matériau acoustiquement absorbant, ce qui constitue une zone de faiblesse pour la transmission des vibrations acoustiques. Or, en matière acoustique, la performance acoustique d'un ensemble dépend essentiellement de l'élément de cet ensemble qui présente la moindre qualité acoustique.

En outre, comme le matériau acoustiquement absorbant n'est étanche ni à l'air ni à l'eau, il est nécessaire de rendre étanche aux fluides la jonction entre la paroi à isoler et les autres éléments de tôlerie ou de carrosserie du véhicule sur lesquels la paroi à isoler est assemblée. A cet effet, un joint en mousse ou en matériau élastomère doit être intercalé entre la paroi à isoler et la carrosserie du véhicule, ce qui ajoute une étape supplémentaire au montage.

On connaît également un autre système d'isolation acoustique de l'art antérieur, illustré sur la figure 1, dans lequel la paroi à isoler 1, par exemple la paroi d'un tablier, sépare un compartiment moteur M de l'habitacle H d'un véhicule automobile. Comme visible sur la figure 1, cette paroi 1 est conformée de manière à s'adapter à l'espace intérieur du véhicule et à l'encombrement des éléments environnants.

Sur cette paroi 1, une couche de matériau cellulaire, par exemple en mousse, ou une couche de fibres textiles, par exemple en feutre 2, est thermoformée de manière à épouser sensiblement la forme de la paroi 1. Cette couche 2 comporte un rebord périphérique 2a plus aplati et plus rigide, de façon à constituer une zone périphérique rigide apte à être manipulée et à épouser au mieux la périphérie de la paroi 1. L'étanchéité sur la tôle 4 est garantie soit par l'adjonction d'un joint 5 imperméable à l'air, si cet ensemble est fixé par vissage ou clipsage, soit par un cordon de colle imperméable à l'eau.

Lorsque la paroi 1 est en matériau plastique, au lieu d'être en tôle, il est souhaitable de renforcer les propriétés d'isolation acoustique de la couche 2, car le plastique a une faible masse surfacique et présente donc une moins bonne propriété d'amortissement acoustique que la tôle. A cet effet, on prévoit, sur la figure 1, d'incorporer à la masse 2 une couche de renfort 3, par exemple en élastomère, tel que le polyuréthanne ou un polymère éthylène-propylène-diène (appelé EPDM). Dans cette variante de l'art antérieur, il n'y a pas de lame d'air entre la couche 2 et la paroi 1, et il est nécessaire de prévoir des moyens de maintien de la couche 2 sur la paroi 1 en divers points de sa surface. Ainsi, plusieurs évidements 6 sont ménagés à travers l'épaisseur de la couche 2, au regard de plots 7 qui font saillie de la paroi 1 et traversent au moins partiellement les évidements 6. Naturellement, les couches de renfort 3 sont interrompues par ces évidements 6. Une rondelle métallique ou plastique 8 est fixée en son centre à l'extrémité des plots 7 et vient prendre appui à sa périphérie contre un épaulement interne 6a des évidements 6 de la couche en feutre 2. A titre d'exemple, ces points de fixation entre la couche 2 et la paroi 1 sont au nombre de quatre ou cinq par paroi.

Or, ces points de fixation 7 et 8 constituent un pont acoustique entre le compartiment moteur M et l'habitacle H, permettant le passage des vibrations acoustiques, sans amortissement par la couche élastique 2 renforcée par la couche de renfort 3, ce qui contribue à dégrader l'ensemble des performances acoustiques du système.

Le but de l'invention est donc de proposer un système d'isolation acoustique qui assure une bonne performance acoustique à l'ensemble, tout en étant d'une structure et d'un montage simplifiés. En particulier, l'invention a pour but d'assurer un meilleur découplage entre la paroi à isoler et le matériau acoustiquement isolant.

A cet effet, l'invention a pour objet un système d'isolation acoustique, notamment pour véhicule automobile, constitué d'une première paroi rigide à isoler acoustiquement et d'une seconde paroi en matériau élastomère déformable étanche à l'air, ladite seconde paroi recouvrant de manière étanche une face dite face interne de ladite première paroi tout en étant espacée de celle-ci d'une lame d'air, ladite seconde paroi étant assemblée à sa périphérie à la première paroi sans collage, ladite seconde paroi comportant à sa périphérie une ou des lèvres d'étanchéité.

Ce système se distingue essentiellement de l'art antérieur par le fait qu'il est constitué uniquement de deux couches de matériau, à savoir la paroi rigide et la paroi en matériau élastomère, ce qui simplifie sa structure et sa fabrication, la paroi en matériau élastomère intégrant en une seule pièce les fonctions acoustique et de joint périphérique (lèvres d'étanchéité par une seule opération de moulage). En outre, comme la seconde paroi est en matériau élastomère, tous les inconvénients liés à l'utilisation d'un matériau acoustiquement absorbant tel qu'un feutre ou une mousse cellulaire sont supprimés, et notamment la présence d'un bord périphérique rigide qui doit être collé à la paroi à isoler.

Le système selon l'invention forme un système double paroi avec un support rigide, une épaisseur d'air et une paroi en élastomère recouvrant ce support complètement, sans trous, cette paroi en élastomère intégrant en une seule pièce de moulage les lèvres d'étanchéité périphériques, alors que sur toutes les autres solutions, un joint est rapporté sur le complexe acoustique pour assurer l'étanchéité sur la tôle.

Avantageusement, ladite seconde paroi comporte des plots ou des nervures venues de moulage et en saillie vers ladite face interne de la première paroi, la hauteur desdits plots ou nervures assurant l'espacement entre les deux parois le long de leur surface. Ainsi, en fonction de la hauteur de ces plots ou nervures, on peut faire varier ou non l'épaisseur de la lame d'air, les deux parois pouvant même être localement accolées, selon la proximité des éléments environnants.

Selon une autre caractéristique, la première paroi peut comporter des plots rigides en saillie de ladite face interne et la seconde paroi peut comporter des manchons venus de moulage et aptes à recevoir avec serrage lesdits plots, ce qui permet de maintenir la seconde paroi sur la première paroi et éviter ainsi tout éloignement intempestif des deux parois l'une de l'autre. Ceci peut être particulièrement sensible, lorsque la seconde paroi est proche d'une source chaude, par exemple la température à proximité du tablier est de l'ordre de 100 à 120 C dans le compartiment moteur, ce qui peut provoquer une déformation sensible de cette seconde paroi, si non maintenue dans sa partie centrale.

Dans un mode de réalisation particulier, la seconde paroi se prolonge à sa périphérie par un rebord replié vers l'intérieur et apte à prendre en sandwich avec serrage le bord périphérique correspondant de la première paroi, pour la fixation des deux parois. Autrement dit, le rebord replié de la seconde paroi vient enserrer périphériquement le bord périphérique correspondant de la première paroi. Il n'y a donc pas ici de colle ou d'autre moyen de fixation entre les deux parois, la seconde paroi recevant à emboîtement élastique la première paroi.

Selon une autre variante, la seconde paroi comporte à sa périphérie des agrafes venues de moulage, par exemple des agrafes à tête en forme de champignon (exemple: tétines) aptes à traverser des trous de fixation correspondants à la périphérie de la première paroi, pour la fixation des deux parois.

Selon encore une autre caractéristique, la seconde paroi comporte, sur une portion périphérique, au moins une lèvre d'étanchéité, de préférence une paire de lèvres d'étanchéité, tournées à l'opposé de la première paroi et destinées à assurer l'étanchéité du système par rapport à un autre élément auquel le système est assemblé, par exemple la tôle ou la carrosserie d'un véhicule.

A titre d'exemple, l'épaisseur de la seconde paroi est de l'ordre de quelques millimètres et de préférence entre 2 et 3 millimètres.

La première paroi peut être prévue en matière plastique.

L'invention vise également un véhicule automobile comportant un système tel que décrit précédemment, caractérisé par le fait que ladite première paroi constitue la paroi d'un tablier, d'une boîte à eau ou d'une entrée d'air entre le compartiment moteur et l'habitacle du véhicule, la seconde paroi étant disposée côté moteur ou côté habitacle par rapport à cette première paroi, de façon qu'une portion périphérique de la seconde paroi soit intercalée entre la première paroi et une portion de carrosserie ou de châssis du véhicule.

Une telle disposition permet notamment d'assurer la présence des lèvres d'étanchéité entre la tôlerie du véhicule et la première paroi.

D'autres caractéristiques, détails, buts et avantages de l'invention vont maintenant être décrits en liaison avec plusieurs modes particuliers de réalisation de l'invention, qui sont donnés uniquement à titre d'exemples illustratifs et non limitatifs, en référence aux dessins schématiques annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique partielle et en coupe d'un système d'isolation acoustique de l'art antérieur; la figure 2 est une vue analogue à la figure 1, mais représentant un 35 premier mode de réalisation du système selon l'invention; et la figure 3 est une variante de la figure 2.

Sur les figures 1 à 3, les mêmes éléments portent les mêmes chiffres de référence.

Sur la figure 2, on constate que la paroi rigide 1 munie sur sa face interne la de ses plots 7 est sensiblement identique à celle représentée sur la figure 1. Sur cette paroi rigide 1 vient s'accrocher une paroi déformable en matériau élastomère 12 qui comporte sur sa face interne 12a des manchons 18 aptes à recevoir les plots 7 précités. Le diamètre interne du trou du manchon 18 est de préférence légèrement inférieur au diamètre externe du plot 7, afin d'engendrer un effet de serrage ou de coincement entre le plot 7 et le manchon 18, et d'assurer le maintien de la paroi 12 sur la paroi rigide 1 et éviter tout écartement intempestif en cours d'usage, notamment sous l'effet de la chaleur. La combinaison des manchons 18 et des plots 7 assure également un effet d'entretoisement entre les deux parois.

La paroi 12 est également munie, sur la figure 2, de plots ou nervures 14 en saillie de sa paroi interne 12a, dont l'extrémité libre vient buter contre la face interne la de la paroi rigide 1, afin de servir d'entretoises.

La distribution et la répartition des éléments 14, 18 et 7 est prédéterminée de façon à assurer une bonne couverture de la paroi 1.

A sa périphérie, la paroi 12 comporte un rebord 13 replié vers l'intérieur et destiné à encercler le bord périphérique correspondant de la paroi rigide 1, comme visible sur la figure 2. Autrement dit, le bord périphérique de la paroi 1 est pris en sandwich à l'intérieur du rebord replié 13, l'écartement du repli du rebord 13 étant légèrement inférieur à l'épaisseur de la paroi 1, afin d'assurer un effet de serrage du repli sur la première paroi.

Le repli du rebord 13 comporte sur sa paroi externe deux lèvres d'étanchéité périphériques, l'une 17 dirigée vers le centre de la paroi et l'autre 16 vers l'extérieur, les deux lèvres périphériques 16 et 17 étant destinées à venir en appui contre une tôle 4, pour assurer l'étanchéité entre le compartiment M et l'habitacle H. L'espace interne 15 défini entre les deux parois 1 et 12 constitue une lame d'air emprisonnée de manière étanche, et dont l'épaisseur peut varier le long de la surface de la paroi 1, en fonction de la hauteur des plots 14 et 7.

De manière classique, l'ensemble des deux parois 1 et 12 est fixé sur la tôle 4 par vissage, agrafage ou tout autre mode de fixation, qui préserve bien entendu l'étanchéité entre le compartiment moteur M et l'habitacle H, ainsi que l'étanchéité de l'espace intérieur 15 entre les deux 5 parois 1 et 12.

Il est également possible de faire varier l'épaisseur de la paroi 12, localement, afin d'augmenter la masse surfacique locale de cette paroi, à proximité des zones les plus bruyantes dans le véhicule, et d'atténuer davantage les vibrations acoustiques. A titre d'exemple, si la densité de l'élastomère constitutif de la paroi 12 est égal à environ 1,2 et que l'épaisseur de cette paroi 12 est de l'ordre de 3 millimètres, la masse surfacique Ms = 1,2 kg/dm3.3.10-3m = 3,6 kg/m2.

Les lèvres d'étanchéité 16, 17 peuvent également avoir une hauteur et largeur variable pour s'adapter aux tolérances d'assemblage des éléments de tôle 4 supportant l'ensemble des parois 1 et 12.

On peut constater que le maintien de la paroi 12 sur la paroi 1 grâce aux manchons 18 emmanchés sur les plots 7, n'altère pas la continuité de l'isolation acoustique de la double paroi, aucun perçage ne venant détériorer les performances acoustiques de l'ensemble.

En outre, la paroi 12 en matériau élastomère étant imperméable à l'air et donc à l'eau, elle pourra avantageusement être utilisée au niveau des boîtes à eau ou des entrées d'air du véhicule, car cette paroi sera imperméable aux écoulements et projections d'eau, contrairement aux couches de mousse cellulaire ou de fibres textiles de l'art antérieur qui ne sont pas imperméables et doivent recevoir un film de protection étanche externe supplémentaire lors de l'opération de thermoformage.

Bien entendu, l'invention s'applique à tout type de véhicule automobile, de tourisme, utilitaire ou des camions ou à d'autres 30 dispositifs qui ne sont pas nécessairement des véhicules.

Comme visible sur la variante de la figure 3, le montage des deux parois peut être inversé par rapport à la tôle 4. Ainsi, la paroi en élastomère 22 peut être disposée entièrement entre la tôle 4 et la paroi rigide 21. Cette paroi en élastomère 22 comporte, comme la paroi 12, des plots saillants 24 et des manchons saillants 28, et la paroi rigide 21 comporte des plots saillants 27 destinés à s'emmancher dans les manchons 28.

A sa périphérie, la paroi 22 comporte à intervalles réguliers des agrafes 23 venues de moulage, qui présentent une forme sensiblement en champignon, dont la tête élargie est destinée à traverser élastiquement des trous correspondants ménagés à travers le bord périphérique de la paroi 21, pour permettre l'agrafage de la paroi 22 sur la paroi 21. Dans ce cas, les lèvres d'étanchéité 16 et 17 sont tournées à l'opposé de l'agrafe en forme de champignon 23 par rapport à la surface principale de la paroi 22.

Comme sur la figure 2, un espace étanche 15 renfermant une lame d'air est défini entre les faces 21a et 22a en vis à vis des deux parois 21et22.

Les moyens de fixation des parois 21 et 22 sur la tôle 4 ne sont 15 pas représentés sur ces dessins et sont symbolisés simplement par un trait mixte F. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.

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Claims (9)

REVENDICATIONS

1. Système d'isolation acoustique, notamment pour véhicule automobile, constitué d'une première paroi rigide (1, 21) à isoler acoustiquement et d'une seconde paroi (12, 22) en matériau élastomère déformable étanche à l'air, ladite seconde paroi recouvrant de manière étanche une face dite face interne (la, 21 a) de ladite première paroi tout en étant espacée de celle-ci d'une lame d'air (15), ladite seconde paroi étant assemblée à sa périphérie (13, 23) à la première paroi sans collage, ladite seconde paroi comportant à sa périphérie une ou des lèvres d'étanchéité (16, 17).

2. Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite seconde paroi comporte des plots (14, 24) ou des nervures venues de moulage et en saillie vers ladite face interne de la première paroi (1, 21) , la hauteur desdits plots ou nervures (la, 21 a) assurant l'espacement entre les deux parois le long de leur surface.

3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la première paroi (1, 21) comporte des plots rigides (7, 27) en saillie de ladite face interne (la, 21a) et la seconde paroi (12, 22) comporte des manchons (18, 28) venus de moulage et aptes à recevoir avec serrage lesdits plots.

4. Système selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la seconde paroi (12) se prolonge à sa périphérie par un rebord (13) replié vers l'intérieur et apte à prendre en sandwich avec serrage le bord périphérique correspondant de la première paroi (1), pour la fixation des deux parois.

5. Système selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la seconde paroi (22) comporte à sa périphérie des agrafes (23) venues de moulage, par exemple des agrafes à tête en forme de champignon, aptes à traverser des trous de fixation correspondants à la périphérie de la première paroi (21) , pour la fixation des deux parois.

6. Système selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la seconde paroi (12, 22) comporte, sur une portion périphérique, au moins une lèvre d'étanchéité, de préférence une paire de lèvres d'étanchéité (16, 17), tournées à l'opposé de la première paroi (1, 21) et destinées à assurer l'étanchéité du système par rapport à un autre élément auquel le système est assemblé, par exemple la tôle ou la carrosserie d'un véhicule.

7. Système selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'épaisseur de la seconde paroi (12, 22) est de l'ordre de quelques millimètres et de préférence entre 2 et 3 millimètres.

8. Système selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la première paroi est prévue en matière plastique.

9. Véhicule automobile comportant un système selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que ladite première paroi (1, 21) constitue la paroi d'un tablier, d'une boîte à eau ou d'une entrée d'air entre le compartiment moteur (M) et l'habitacle (H) du véhicule, la seconde paroi (12, 22) étant disposée côté moteur ou côté habitacle par rapport à cette première paroi, de façon qu'une portion périphérique de la seconde paroi soit intercalée entre la première paroi et une portion (4) de carrosserie ou de châssis du véhicule.