FR3088235A1 - Procede de fabrication d'un ensemble d'insonorisation de vehicule automobile et ensemble d'insonorisation associe - Google Patents

Procede de fabrication d'un ensemble d'insonorisation de vehicule automobile et ensemble d'insonorisation associe Download PDF

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Abstract

Le procédé comporte les étapes suivantes : - fourniture d'une première couche (14) ; - disposition d'un voile poreux (30) sur une première face de la première couche (14); - chauffage du voile poreux (30); - assemblage d'une deuxième couche sur la première face de la première couche (14). Le procédé comprend un thermoformage conjoint de la première couche (14) et du voile poreux (30) avant l'assemblage de la deuxième couche. Le voile poreux (30) est formé d'un polymère présentant une température de fusion comprise entre 150 ° C et 250 ° C et un indice de fluidité compris entre 15 g/10min et 40g/10 min à 220°C.

Description

DESCRIPTION
TITRE : Procédé de fabrication d’un ensemble d’insonorisation de véhicule automobile et ensemble d’insonorisation associé
La présente invention concerne un procédé de fabrication d’un ensemble d’insonorisation de véhicule automobile, comportant les étapes suivantes :
- fourniture d’une première couche;
- disposition d’un voile poreux sur une première face de la première couche;
- chauffage du voile poreux sur la première face de la première couche;
- assemblage d’une deuxième couche sur la première face de la première couche.
Un tel ensemble est destiné à résoudre les problèmes acoustiques qui se posent dans un espace sensiblement clos, tel que l’habitacle d’un véhicule automobile (tapis, pavillon, panneau de porte, etc.), au voisinage de sources de bruit telles qu’un moteur (tablier, etc.), ou le contact de pneumatiques avec une route (passage de roue, etc.).
En général, dans le domaine des basses fréquences, les ondes acoustiques engendrées par les sources de bruit précitées subissent un « amortissement >> par des matériaux sous forme de feuilles simples ou doubles (sandwich précontraint) ayant un comportement viscoélastique ou par atténuation acoustique d’un système masse-ressort poreux et élastique.
Au sens de la présente invention, un ensemble d’insonorisation assure une « isolation >> lorsqu’il empêche l’entrée d’ondes acoustiques à moyennes et hautes fréquences dans l’espace insonorisé, essentiellement par réflexion des ondes vers les sources de bruit ou l’extérieur de l’espace insonorisé.
Un ensemble d’insonorisation fonctionne par « absorption acoustique >> (dans le domaine des moyennes et hautes fréquences) lorsque l’énergie des ondes acoustiques se dissipe dans un matériau absorbant.
Un ensemble d’insonorisation performant doit fonctionner à la fois en assurant une bonne isolation et par absorption. Pour caractériser la performance d’un tel ensemble, on utilise la notion d’indice de réduction sonore NR qui prend en compte les deux notions d’isolation et d’absorption : cet indice peut être calculé par l’équation suivante :
NR(dB)=TL - 10log(S/A), où TL est l’indice d’affaiblissement acoustique (ci-après indice d’affaiblissement) traduisant l’isolation. Plus cet indice est élevé, meilleure est l’isolation.
A est la surface d’absorption équivalente. Plus A est élevé, meilleure est l’absorption. S est la surface de la pièce.
Pour réaliser une bonne insonorisation, par exemple pour un habitacle automobile, il est souhaitable de mettre en œuvre un ensemble de matériaux qui permettront de jouer judicieusement sur ces deux grandeurs. Ceci a été décrit dans de nombreux articles, en particulier dans l’article « Faurecia Acoustic Light-weight Concept » de 2002 lors de la conférence SIA/CTTM 2002 au Mans.
Pour fournir une bonne isolation acoustique, il est connu d’utiliser des ensembles de type masse-ressort formés d’une couche poreuse et élastique de base, sur laquelle est disposée une couche imperméable de masse lourde. Cette couche imperméable de masse lourde présente généralement une masse surfacique élevée, notamment supérieure à 1 kg/m2, et une masse volumique également élevée de l’ordre de 1500 kg/m3 à 2000 kg/m3.
De tels ensembles acoustiques fournissent une bonne isolation acoustique, mais sont relativement lourds. Par ailleurs, leur comportement est très peu performant en absorption.
Pour améliorer l’isolation simultanément avec l’absorption, il est connu par exemple de EP2549474 de prévoir en association, une couche poreuse supérieure, et une couche intermédiaire étanche disposée sur une couche ressort de base. La couche intermédiaire est une couche obtenue par pénétration partielle d’une mousse destinée à former la couche ressort de base dans la couche poreuse supérieure.
De tels ensembles d’insonorisation comportant une couche intermédiaire sont parfois difficiles à réaliser. Lorsque la couche de mousse est réalisée par pénétration de la mousse dans la couche poreuse, l’épaisseur de la couche intermédiaire est parfois difficile à contrôler, ce qui peut affecter les propriétés acoustiques finales du produit. Dans certains cas, le matériau moussant envahit une grande partie de la couche poreuse, voir la totalité de celle-ci, ce qui dégrade fortement les propriétés acoustiques.
Pour pallier ce problème, EP2549474 propose de placer un voile poreux sur la première couche pour limiter la quantité de matériau moussant traversant le voile poreux et pénétrant dans la couche poreuse. Si cette solution limite le risque d’envahissement fort ou total de la couche poreuse, le contrôle de l’épaisseur souhaitée de la couche poreuse reste imprécis, ce qui affecte dans certains cas la reproductibilité des performances acoustiques.
De plus, le contrôle de l’interpénétration est réalisé grâce à la perméabilité du voile. Si l’on souhaite changer ce paramètre, il est nécessaire de changer le type de voile, ce qui est contraignant et oblige à disposer d’un stock important de différents types de voiles.
Un but de l’invention est donc d’obtenir un procédé de fabrication d’ensembles d’insonorisation, qui soit simple et peu onéreux à mettre en œuvre, les ensembles d’insonorisation produits par le procédé ayant des propriétés acoustiques définies et reproductibles.
À cet effet, l'invention a pour objet un procédé du type précité, caractérisé en ce que le procédé comprend un thermoformage conjoint de la première couche et du voile poreux avant l’assemblage de la deuxième couche sur la première face de la première couche;
le voile poreux étant formé d’un polymère présentant une température de fusion comprise entre 150°C et 250°C et un indice é fluidité compris entre 15 g/10min et 40g/10 min à 220°C, notamment entre 20 ç/IOmin et 35 g/10 min à 200 °C.
Le procédé selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible :
- le voile poreux reste poreux après l’étape de chauffage.
- la masse surfacique du voile poreux est inférieure à 100 g/m2 et est comprise notamment entre 70 g/m2 et 90 g/m2 ;
- la résistance au passage de l’air du voile poreux avant chauffage est inférieure à 100 Ns/m3 ;
- la première couche est une couche poreuse, notamment une couche de feutre ou une couche de mousse poreuse, l’assemblage de la deuxième couche sur la première couche s’effectuant à travers le voile poreux lors de la formation de la deuxième couche ;
- la deuxième couche est formée par moussage d’un matériau moussant, le matériau moussant traversant le voile poreux pour pénétrer au moins partiellement dans la première couche lors du moussage ;
- après l’assemblage, l’interface comporte une couche intermédiaire étanche formée par un mélange du matériau poreux formant la première couche, du polymère du voile fibreux et de la mousse formant la deuxième couche ayant traversé le voile fibreux pour pénétrer dans la première couche ;
- le procédé comprend le réglage de la température de chauffage du voile poreux en fonction de la masse surfacique désirée de la couche intermédiaire étanche ;
- il comprend, après l’étape de chauffage, la fourniture d’une deuxième couche préformée et l’application de la deuxième couche sur le voile poreux ;
- la première couche est poreuse et présente des pores débouchant dans la première face, le procédé comportant, après l’étape de chauffage, la pénétration du polymère du voile poreux dans les pores de la première face et ;
- il comprend avant l’étape de chauffage la disposition sur la première face ou sur le voile poreux d’une couche de fibres non fusibles de renfort en complément du voile poreux .
L'invention a également pour objet un ensemble d’insonorisation de véhicule automobile comportant:
- une première couche ;
- une deuxième couche assemblée avec la première couche;
- une interface entre la première couche et la deuxième couche ;
- la première couche est une couche thermoformée, l’interface comportant un polymère obtenu par chauffage d’un voile poreux en polymère sur une première face de la première couche, le polymère présentant une température de fusion comprise entre 150°C et 250°C et un indie de fluidité compris entre 15 g/10min et 40g/10 min à 220 °C, notamment entre20 g/10min et 35 g/10 min à 220°C.
L’ensemble selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible :
- la première couche est poreuse, la deuxième couche étant une mousse réalisée à partir d’un matériau moussant, l’interface comportant une couche intermédiaire étanche, la couche intermédiaire étanche étant formée par un mélange du matériau poreux formant la première couche, du polymère du voile fibreux et de la mousse formant la deuxième couche ayant traversé le voile fibreux pour pénétrer dans la première couche et ;
- l’interface fixe la première couche sur la deuxième couche, sans pénétration du matériau de la deuxième couche dans la première couche, le polymère de l’interface ayant pénétré dans la première couche ;
- le voile poreux est un non tissé ;
- le polymère du voile poreux est une polyoléfine, notamment du polypropylène ;
- la première couche est une couche de mousse présentant une masse volumique inférieure à 50 g/l.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique en coupe partielle d’un premier ensemble d’insonorisation selon l’invention ;
- la figure 2 est une vue analogue à la figure 1, lors d’une étape du procédé de fabrication de l’ensemble de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue analogue à la figure 2, lors d’une autre étape du procédé de fabrication de l’ensemble de la figure 1 ;
- la figure 4 est une vue analogue à la figure 2, lors d’une autre étape du procédé de fabrication de l’ensemble de la figure 1 ;
- la figure 5 est une vue schématique en coupe partielle d’un deuxième ensemble d’insonorisation selon l’invention ;
- la figure 6 est une vue analogue à la figure 5, lors d’une étape du procédé de fabrication de l’ensemble de la figure 5 ;
- la figure 7 est une vue analogue à la figure 6, lors d’une autre étape du procédé de fabrication de l’ensemble de la figure 5 ;
- la figure 8 est une vue analogue à la figure 6, lors d’une autre étape du procédé de fabrication de l’ensemble de la figure 5.
Dans tout ce qui suit, les orientations sont généralement les orientations habituelles d’un véhicule automobile. Toutefois, les termes « au dessus », « sur », « en dessous », « sous », « supérieur » et « inférieur » s’entendent de manière relative, par rapport à la surface de référence du véhicule automobile, en regard de laquelle est disposé l’ensemble d’insonorisation. Le terme « inférieur » s’entend ainsi comme étant situé le plus près de la surface et le terme « supérieur » comme étant situé le plus éloigné de cette surface.
Un premier ensemble d’insonorisation 10 selon l’invention est représenté sur la figure 1. Cet ensemble 10 est destiné à être disposé en regard d’une surface 12 d’un véhicule automobile.
La surface 12 est par exemple une surface métallique en tôle du véhicule définissant notamment un plancher, un plafond, une porte, un tablier séparant l’habitacle du compartiment moteur, un capot, ou un passage de roue de véhicule automobile.
L’ensemble 10 est destiné à être appliqué directement sur la surface 12. Il peut être fixé sur la surface 12, avantageusement au moyen de pions (par exemple dans le cas d’un tablier) ou posé sur celle-ci (par exemple dans le cas d’un tapis). Dans une variante, l’ensemble est collé sur la surface 12.
Comme illustré par la figure 1, l’ensemble d’insonorisation 10 comporte, une première couche 14 poreuse supérieure, une deuxième couche 16, qui est ici une couche ressort de base, et une interface 18 entre la première couche 14 et la deuxième couche 16, formée dans cet exemple par une couche intermédiaire 20.
En variante (non représentée), l’ensemble d’insonorisation 10 comporte en outre une couche décorative, comme par exemple un décor ou une moquette, disposée au-dessus de la première couche 14.
La première couche poreuse 14 est par exemple réalisée à base de mousse, en particulier d’une mousse injectée ou d’une mousse refendue à cellules ouvertes. Elle est par exemple réalisée en polyuréthanne. La mousse formant la première couche poreuse est thermoformable.
L’épaisseur de la couche poreuse 14 est supérieure à 5 mm et est par exemple comprise entre 5 mm et 20 mm, et est notamment comprise entre 10 mm et 15 mm.
La porosité de la couche poreuse 14 est choisie pour que la résistivité au passage de l’air soit supérieure à 10000 N.rri4.s, avantageusement comprise entre 10000 N.rri4.s et 90000 N.m'4.s, notamment comprise entre 25000 N.rri4.s et 35000 N.rriis.
La résistance au passage de l’air ou la résistivité est mesurée par la méthode décrite dans la thèse Mesures des paramètres caractérisant un milieu poreux. Etude expérimentale du comportement acoustique des mousses aux basses fréquences., Michel HENRY, soutenue le 3 octobre 1997 à l’Université du Mans.
Dans un mode de réalisation particulier, dans lequel la couche poreuse 14 et la couche intermédiaire 20 viennent en substitution d’une masse lourde, la couche poreuse 14 est raide. Elle présente une raideur en flexion B, ramenée à une largeur unitaire, supérieure à 0,01 N.m, notamment comprise entre 0,01 N.m et 10 N.m. Cette raideur en flexion B est par exemple supérieure à 0,1 N.m, et est notamment comprise entre 0,1 N.m et 1 N.m.
La raideur en flexion B peut également être supérieure à 1,5 N.m, notamment supérieure à 3 N.m. Elle peut être comprise entre 1,5 N.m et 2,5 N.m.
La raideur en flexion B est calculée, par l’équation :
B = E.h3/12, où h est l’épaisseur de la couche 14, et E est son Module d’Young.
Le Module d’Young ou module d’élasticité est mesuré par exemple par la méthode décrite dans l’article : C. Langlois, R. Panneton, and N. Atalla, “Polynomial relations for quasistatic mechanical characterization of isotropie poroelastic materials,”J. Acoust. Soc. Am. 110, 3032-3040 (2001).
Avantageusement, la couche poreuse 14 est tortueuse. Elle présente une tortuosité oint supérieure à 1,5, et notamment comprise entre 1,8 et 2,5.
La tortuosité est mesurée par détermination de la pente de la courbe représentant la variation du carré de l'indice de réfraction pour la longueur d'onde acoustique utilisée en fonction de l'inverse de la racine carrée de la fréquence. En pratique, la tortuosité est liée à la forme des trajets de circulation dans un matériau poreux. Une méthode de mesure de la tortuosité est par exemple décrite au paragraphe 4.2.2 de l’article « Characterization of Porous Materials », Conférence SAPEM 2005, pages 167 à 180.
La couche poreuse 14 est avantageusement légère. La densité de la couche poreuse 14 est par exemple inférieure à 30 g/l et est comprise avantageusement entre 8 g/l et 25 g/l. Elle est par exemple réalisée à base de mousse F25 commercialisée par la société HUNTSMAN.
En variante, la couche poreuse 14 est un feutre élastique.
Par « feutre », on entend au sens de la présente invention, un mélange de fibres de base et de liant. Les fibres de base peuvent être des fibres nobles et/ou recyclées, naturelles ou synthétiques, d’une seule ou de plusieurs natures. Des exemples de fibres naturelles pouvant être utilisées sont le lin, le coton, le chanvre, le bambou etc. Des exemples de fibres synthétiques pouvant être utilisées sont les fibres minérales telles que des fibres de verre, ou des fibres organiques telles que le kevlar, le polyamide, l’acrylique, le polyester, le polypropylène.
Le liant est de préférence une résine thermodurcissable. Des exemples de résines thermodurcissables sont les résines époxy, ou les résines polyester.
Au sortir de la ligne de fabrication du feutre, ces résines ont été pré-réticulées dans un four de façon à fournir un feutre partiellement lié et manipulable
En variante, le liant est une fibre fusible ou une fibre bi-composant ayant généralement une âme en polyester et une gaine en co-polyester à plus bas point de fusion que l’âme.
Au sortir de la ligne de fabrication du feutre, les fibres fusibles ont fusionnées lors du passage dans un four de façon à assurer la cohésion du feutre et le rendre manipulable.
Quel que soit le type de liant utilisé, le feutre ne subit que très peu de pression dans le four de fixation, de façon à présenter sa forme la plus poreuse.
Dans une variante, le feutre comprend un pourcentage élevé de microfibres, par exemple plus de 50% et avantageusement 80% de microfibres.
Par « microfibres >>, on entend des fibres de tailles inférieures à 0,9 dtex, avantageusement 0,7 dtex.
Dans une variante, le feutre contient de la matière recyclée, provenant par exemple de déchets d’origine interne ou externe, notamment de chutes de pièces d’équipements automobiles, de rebus de fabrication, ou de pièces en fin de vie d’un véhicule. Ces déchets sont par exemple broyés et incorporés dans le feutre sous forme de morceaux de matière divisée constituées par des agglomérats, des flocons ou des particules. Les composants des déchets peuvent être séparés avant ou pendant le broyage.
La masse surfacique de la couche poreuse 14, lorsqu’elle est en feutre, est supérieure à 500 g/m2 et est comprise entre 500 g/m2 et 1000 g/m2, avantageusement entre 600 g/m2 et 750 g/m2.
Ses autres propriétés, notamment son épaisseur, sa résistivité au passage de l’air, et sa rigidité en flexion sont avantageusement analogues à celles décrites plus haut lorsque la couche poreuse 14 est en mousse.
La deuxième couche 16 est réalisée à base d’une mousse injectée. Elle est par exemple réalisée en polyuréthanne.
Dans une variante, la mousse de la deuxième couche 16 contient également de la matière recyclée, telle que définie ci-dessus, et/ou du 'bio-polyol'.
La masse volumique de la couche de base 16 est comprise entre 40 g/l et 80 g/l et notamment entre 45 g/l et 60 g/l.
L’épaisseur de la couche de base 16, prise perpendiculairement à la surface 12, est avantageusement comprise entre 5 mm et 30 mm, par exemple entre 10 mm et 20 mm.
Pour présenter des propriétés de ressort, la couche de base 16 présente avantageusement un module d’Young supérieur à 5000 Pa. Ce module d’Young est avantageusement compris entre 5000 Pa et 60 000 Pa, notamment entre 10 000 Pa et 20 000 Pa.
Comme indiqué plus haut, l’interface 18 est ici formée par une couche intermédiaire 20 assemblant entre elles la première couche 14 et la deuxième couche 16.
La couche intermédiaire 20 est formée en disposant un voile fibreux 30 poreux en polymère sur une première face 32 de la première couche 14 (visible sur la figure 2), en chauffant le voile fibreux 30 pour fondre au moins partiellement le polymère tout en maintenant une porosité du voile fibreux 30, avant de faire passer au moins une partie du matériau moussant destiné à former la deuxième couche 16 à travers le voile fibreux 30 pour pénétrer partiellement dans la première couche 14.
Ainsi, la couche intermédiaire 20 est formée par un mélange du matériau poreux formant la première couche poreuse 14, du polymère du voile fibreux 30 et de la mousse formant la deuxième couche 16 ayant traversé le voile fibreux 30 pour pénétrer dans la première couche poreuse 14.
Le voile fibreux 30 est de préférence formé d’un non-tissé en polymère, notamment d’un non-tissé en polyoléfine, tel que du polypropylène.
La masse surfacique du voile fibreux 30 est inférieure à 100 g/m2 et est comprise notamment entre 70 g/m2 et 90 g/m2.
Avant chauffage, à température ambiante par exemple égale à 20°C, la résistance au passage de l’air du voile fibreux 30 est inférieure à 100 Ns/m3 et est comprise entre 25 Ns/m3 et 50 Ns/m3.
Le polymère du voile poreux 30 présente une température de fusion comprise entre 150°C et 250°C, notamment entre 160 °C et 2201 C.
Il présente un indice de fluidité compris entre 15 g/10min et 40 g/10 min à 220°C, notamment entre 20 g/10min et 35 g/10 min à220°C.
La variation de l’indice de fluidité du polymère du voile poreux 30 est significative sur une plage de température limitée, par exemple comprise entre 160 °C et 220 °C. Avantageusement, l’indice de fluiditéà 160 °C est supérieur d’au moins 50% à l’indice de fluidité mesuré à 220 °C.
L’indice de fluidité est de préférence mesuré par la norme NF T 51 -0160.
La porosité du voile fibreux 30 après chauffage est ainsi ajustable, en réglant la température à laquelle est soumis le voile fibreux 30 lors du chauffage. Plus la température de chauffage est élevée, moins le voile fibreux 30 est poreux. Plus la température de chauffage est faible, plus le voile fibreux 30 est poreux.
Le retrait du voile fibreux 30 après chauffage à une température comprise entre 150°C et 250°C est inférieur à 5 %.
La couche intermédiaire 20 ainsi formée est étanche au passage de l’air. Par « étanche au passage de l’air », on entend que sa résistance au passage de l’air est trop élevée pour être mesurée par la méthode mentionnée plus haut.
L’étanchéité de la couche intermédiaire 20 est obtenue par remplissage des pores ou interstices ménagés dans la première couche poreuse 14 à l’aide du matériau moussant injecté lors de la réalisation de la deuxième couche 16 ayant transité à travers le voile fibreux 30.
La couche intermédiaire 20 présente une épaisseur inférieure à celle de la première couche poreuse 14, avantageusement une épaisseur inférieure à 50 % de l’épaisseur de la première couche poreuse 14.
La couche intermédiaire 20 présente en outre une épaisseur inférieure à celle de la deuxième couche de base 16, avantageusement une épaisseur inférieure à 50 % de l’épaisseur de la deuxième couche de base 16.
L’épaisseur de la couche intermédiaire 20 est par exemple inférieure à 2 mm, et notamment comprise entre 0,5 mm et 1,5 mm.
Selon l’invention, l’épaisseur de la couche intermédiaire 20 est ajustée par le choix de la température à laquelle le voile poreux 30 est chauffé, pour régler la porosité du voile poreux 30 et donc la quantité de matériau moussant susceptible de passer à travers le voile poreux 30.
La masse surfacique de la couche intermédiaire 20 est généralement supérieure à 50 g/m2 et est notamment supérieure à 100 g/m2. Cette masse surfacique est comprise en particulier entre 100 g/m2 et 500 g/m2.
Le module d’Young de la couche intermédiaire 20 est avantageusement égal ou supérieur à celui de la première couche 14 et est susceptible de contribuer à la raideur en flexion de la première couche 14 lorsque ceci est nécessaire.
Un procédé de fabrication de l’ensemble d’insonorisation 10 va maintenant être décrit, en regard des figures 2 à 4.
Ce procédé est mis en oeuvre dans une installation comportant un poste de chauffage 40, visible sur la figure 2, un moule de thermoformage 42, visible sur la figure 3, et un moule de moussage 44, visible sur la figure 4. Les moules 42, 44 sont représentés séparés, mais peuvent être le même moule.
Le poste de chauffage 40 comporte un support 45 destiné à recevoir en appui la première couche 14 et le voile fibreux 30 appliqué sur la première face 32 de la première couche 14. Il comporte au moins un élément de chauffage 46 du voile 30, formé par exemple par une résistance électrique ou une lampe chauffante, et une unité de commande 48 de l’élément de chauffage 46 pour chauffer le voile 30 à une température choisie en fonction de l’épaisseur désirée de la couche intermédiaire 20 à former.
Le moule de thermoformage 42 comporte un premier demi-moule 50 de support de la première couche 14, un deuxième demi-moule 52 de fermeture, destiné à s’appliquer sur le voile fibreux 30.
Le premier demi-moule 50 et le deuxième demi-moule 52 définissent entre eux une cavité de moulage 54 dans une configuration fermée du moule 42. Cette cavité de moulage 54 présente une forme complémentaire à la forme désirée de la première couche 14.
Le moule de thermoformage 42 est régulé pour être maintenu à une température de l’ordre de 15°C.
Le moule de moussage 44 comporte un premier demi-moule 60 de support de la première couche 14 thermoformée, et un deuxième demi-moule 62 de fermeture.
Dans une configuration fermée du moule 44, le premier demi-moule 60 et le deuxième demi-moule 62 définissent entre eux une cavité de moussage 64 de forme complémentaire à celle de l’empilement de la première couche poreuse 14, de la deuxième couche poreuse 16 et de l’interface 18 entre les couches 14, 16.
Le moule de moussage 44 comporte en outre une unité 66 d’injection d’un matériau moussant dans la cavité de moussage 64 en regard du voile 30 et de la première face 32 de la première couche poreuse 14.
Le procédé de fabrication de l’ensemble d’insonorisation 10 comporte initialement la fourniture de la première couche poreuse 14, suivie de la mise en place du voile fibreux 30 sur la première face 32 de la première couche poreuse 14. Le voile fibreux 30 couvre avantageusement toute la première face 32.
Puis, en référence à la figure 2, l’ensemble comprenant la première couche poreuse 14 et le voile fibreux 30 est amené dans le poste de chauffage 40. Une face opposée 70 à la première face 32 est disposée en appui sur le support 45. La première face 32 et le voile 30 sont disposées en regard de l’élément de chauffage 46.
L’unité de commande 48 active alors l’élément de chauffage 46 pour chauffer le voile fibreux 30 à une température souhaitée qui correspond à l’épaisseur choisie pour la couche intermédiaire 20.
En fonction de la température de chauffage, la porosité du voile fibreux 30 s’ajuste. Plus la température est élevée, moins le voile fibreux 30 est poreux, alors que plus la température est faible, plus le voile fibreux 30 est poreux.
La variation significative d’indice de fluidité du polymère formant le voile fibreux dans la gamme de température comprise entre 160° C et 220°C assure un réglage précis de la porosité.
Puis, en référence à la figure 3, l’ensemble comprenant la première couche 14 et le voile fibreux 30 chauffé à la température souhaitée est introduit dans le moule de thermoformage 42.
La face opposée 70 à la première face 32 est disposée contre le premier demi-moule 50. Le demi-moule de fermeture 52 est alors appliqué sur le voile fibreux 30 ayant été préalablement chauffé. Ceci lisse le voile fibreux 30 lorsque la surface du demi-moule 52 est polie.
La première couche 14 et le voile fibreux 30 sont alors thermoformées à la forme de la cavité de moulage 54.
Ensuite, en référence à la figure 4, l’ensemble thermoformé comprenant la première couche 14 et le voile fibreux 30 est introduit dans le moule de moussage 44.
La face opposée 70 à la première face 32 est appliquée contre le premier demi-moule 60. Le deuxième demi-moule 52 est alors déplacé pour fermer le moule de moussage 44. Un espace intermédiaire 72 est créé dans la cavité de moussage 64 entre le deuxième demi-moule 62 et le voile fibreux 30.
Un matériau moussant est ensuite introduit dans l’espace intermédiaire 72 par l’unité d’injection 66. Le matériau moussant subit une expansion dans l’espace intermédiaire 72, formant la deuxième couche 16 lors de son durcissement.
Une partie du matériau moussant traverse le voile fibreux 30 et pénètre dans la première couche 14 au niveau de la première face 32. Ce matériau moussant forme la couche intermédiaire 20 lors de son durcissement, conjointement avec le polymère du voile fibreux 30 et avec le matériau de la première couche fibreuse 14.
La porosité du voile fibreux 30 ayant été réglée par la température choisie lors du chauffage, la quantité de matériau moussant pénétrant dans la première couche 14 résulte de cette porosité, assurant un contrôle de l’épaisseur et de la densité de la couche intermédiaire 20.
Le lissage du voile fibreux 30, résultant de sa fusion partielle contre le deuxième demi-moule 52 du moule de thermoformage 44, facilite la migration de la mousse en formation dans l’interface 18. Ceci évite l’affaissement de la mousse et engendre une couche intermédiaire 20 de qualité homogène. Un assemblage robuste de la deuxième couche 16 sur la première couche 14 est ainsi obtenu.
Après durcissement des couches 16, 20, l’ensemble d’insonorisation 10 est extrait du moule de moussage 44.
Le procédé selon l’invention produit donc des ensembles d’insonorisation 10 présentant une couche intermédiaire 20 fabriquée in situ, ce qui simplifie le procédé, et diminue son coût. Ceci est obtenu en offrant un contrôle précis des propriétés de la couche intermédiaire 20, de manière simple et reproductible.
Un deuxième ensemble d’insonorisation 110 selon l’invention est illustré par la figure 5.
À la différence de l’ensemble d’insonorisation 10 représenté sur la figure 1, la deuxième couche 16 de l’ensemble d’insonorisation 110 est formée par une couche de masse lourde étanche au passage de l’air.
L’interface 18 est alors constituée du polymère formant le voile fibreux 30 ayant pénétré partiellement dans les pores de la première couche 14 au niveau de la première face 32 et adhérant sur la masse lourde de la deuxième couche 16.
Dans l’exemple représenté sur la figure 5, l’ensemble d’insonorisation 110 comporte en outre une troisième couche poreuse 112 assemblée sur deuxième couche 16, à l’opposé de la première couche 14. La troisième couche poreuse 112 est une couche ressort de base présentant les propriétés décrites plus haut.
La masse lourde comprend avantageusement un matériau thermoplastique de type polyoléfine, tel qu’un copolymère d’éthylène et d’acétate de vinyle, un polyéthylène, un polypropylène, un polymère éthylène propylène diène monomère.
La masse lourde incorpore avantageusement des charges, de type bitume, craie et/ou sulfate de baryum permettant d’obtenir une densité élevée par exemple supérieure à 1500 kg/m3, de préférence supérieure ou égale à 2000 kg/m3.
La masse surfacique de la masse lourde est comprise avantageusement entre 0,2 kg/m2 et 10 kg/m2 notamment 1 kg/m2 et 4 kg/m2.
L’épaisseur de la masse lourde est généralement comprise entre 0,1 mm et 5 mm.
L’interface 18 est réalisée par fusion, puis durcissement du polymère constituant le voile fibreux 30, lors du thermoformage de l’ensemble constitué par la première couche 14, le voile fibreux 30 et la deuxième couche 16.
La troisième couche 112 est avantageusement légère. La densité de la troisième couche 112 est par exemple inférieure à 30 g/l et est comprise avantageusement entre 8 g/l et 25 g/l. Elle est par exemple réalisée à base de mousse F25 commercialisée par la société HUNTSMAN.
La troisième couche 112 présente une épaisseur par exemple comprise entre comprise entre 5 mm et 20 mm, et est notamment comprise entre 10 mm et 15 mm.
La résistivité au passage de l’air de la troisième couche est avantageusement supérieure 10000 N.m-4.s, avantageusement comprise entre 10000 N.m-4.s et 90000 N.m-4.s, notamment comprise entre 25000 N.m-4.s et 35000 N.m-4.s.
La troisième couche 112 est par exemple réalisée à base d’une mousse injectée notamment à base d’une mousse de polyuréthanne.
Dans une variante, la mousse contient également de la matière recyclée, telle que définie ci-dessus, et/ou de la charge minérale et/ou du 'bio-polyol'.
En variante, la troisième couche 112 est un feutre élastique tel que défini plus haut, assemblé par collage sur la deuxième couche 16 de masse lourde.
Comme illustré par la figure 6, le procédé de fabrication de l’ensemble d’insonorisation 110 comprend le chauffage d’un empilement comprenant la première couche 14, et le voile fibreux 30 appliqué sur une première face 32 de la première couche 14, analogue à celui représenté sur la figure 2.
À la différence du procédé de fabrication précédent, la deuxième couche 16 de masse lourde est préchauffée à une température avantageusement supérieure à 160 °C et comprise entre 140 °C et 180 °C. La deusime couche 16 préchauffée est empilée sur le voile fibreux 30 en regard de la première face 32 de la première couche 14.
L’empilement préchauffé ainsi obtenu est introduit dans le moule de thermoformage 42 avec la face 70 opposée à la première face 32 de la première couche 14 placée au contact du premier demi-moule 50. Le deuxième demi-moule 52 est refermé et s’applique sur la deuxième couche 16 de masse lourde.
L’empilement prend alors la forme de la cavité de moulage 54.
Puis, cet empilement est introduit dans le moule de moussage 44 en appliquant la face opposée 70 de la première couche 14 contre le premier demimoule 60. Comme décrit précédemment, le deuxième demi-moule 62 est refermé en définissant un espace intermédiaire 72 avec la deuxième couche 16.
Le matériau moussant destiné à former la troisième couche 112 est alors introduit dans l’espace intermédiaire 72 et forme la troisième couche 112. La troisième couche 112 adhère à la deuxième couche 16 à l’opposé de la première couche 14.
Les propriétés du polymère du voile fibreux 30, en particulier son indice de fusion dans la gamme précitée, rendent sa viscosité faible à chaud. Cette faible viscosité permet au polymère de pénétrer dans les pores de la première couche 14 pour assurer une adhésion mécanique lors du thermoformage. Ceci est obtenu même en cas d’incompatibilité chimique entre le polymère formant le voile fibreux 30 et le matériau formant la mousse de la première couche 14.
De plus, le retrait du voile fibreux 30 lors du chauffage est faible, ce qui assure une adhésion forte de la deuxième couche 16 de masse lourde sur toute la première face 32 de la première couche 14.
Dans une variante, l’ensemble d’insonorisation 110 est dépourvu de troisième couche 112.
Dans une variante non représentée de chaque ensemble d’insonorisation 10, 110 décrit précédemment, une couche de fibres de renfort comprenant des fibres non fusibles à la température de chauffage du voile fibreux 30 est disposée entre le voile fibreux 30 et la première couche 14 ou/et sur le voile fibreux 30.
La couche de fibres de renfort est par exemple formée de fibres minérales, notamment de fibres de verre, de fibres naturelles telles que le lin, le coton, le chanvre, le bambou, et/ou de fibres synthétiques comme le kevlar, le polyamide, l’acrylique, le polyester, le polypropylène.
Les fibres de renfort présentent une température de fusion supérieure à celle des fibres du voile fibreux 30. Ainsi, elles conservent leur intégrité lors du chauffage du voile fibreux 30.
La couche de fibres de renfort est par exemple un mat tissé ou non-tissé. Elle présente avantageusement une épaisseur inférieure à 1 mm. Elle présente une masse surfacique inférieure à 120 g/m2 et comprise entre 70 g/m2 et 120 g/m2, avantageusement entre 80 g /m2 et 100 g/m2.
Lors du thermoformage, le polymère au moins partiellement fondu du voile fibreux 30 se répartit autour des fibres non fusibles de la couche de renfort, formant une matrice.

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé de fabrication d’un ensemble d’insonorisation (10;110) de véhicule automobile, comportant les étapes suivantes :
    - fourniture d’une première couche (14) ;
    - disposition d’un voile poreux (30) sur une première face (32) de la première couche (14) ;
    - chauffage du voile poreux (30) sur la première face (32) de la première couche (14) ;
    - assemblage d’une deuxième couche (16) sur la première face (32) de la première couche (14) ;
    caractérisé en ce que le procédé comprend un thermoformage conjoint de la première couche (14) et du voile poreux (30) avant l’assemblage de la deuxième couche (16) sur la première face (32) de la première couche (14) ;
    le voile poreux (30) étant formé d’un polymère présentant une température de fusion comprise entre 150°C et 250°C et un indice é fluidité compris entre 15 g/10min et 40g/10 min à 220°C, notamment entre 20 griOmin et 35 g/10 min à 200 °C.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le chauffage du voile poreux (30) comporte la fusion au moins partielle du polymère formant le voile poreux (30), le voile poreux présentant un retrait après chauffage inférieur à 5 %.
  3. 3. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le voile poreux (30) reste poreux après l’étape de chauffage.
  4. 4. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la masse surfacique du voile poreux (30) est inférieure à 100 g/m2 et est comprise notamment entre 70 g/m2 et 90 g/m2.
  5. 5. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la résistance au passage de l’air du voile poreux (30) avant chauffage est inférieure à 100 N.s/m3.
  6. 6. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première couche (14) est une couche poreuse, notamment une couche de feutre ou une couche de mousse poreuse, l’assemblage de la deuxième couche (16) sur la première couche (14) s’effectuant à travers le voile poreux (30) lors de la formation de la deuxième couche (16).
  7. 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel la deuxième couche (16) est formée par moussage d’un matériau moussant, le matériau moussant traversant le voile poreux (30) pour pénétrer au moins partiellement dans la première couche (14) lors du moussage.
  8. 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel, après l’assemblage, l’interface (18) comporte une couche intermédiaire étanche (20) formée par un mélange du matériau poreux formant la première couche (14), du polymère du voile fibreux (30) et de la mousse formant la deuxième couche (16) ayant traversé le voile fibreux (30) pour pénétrer dans la première couche (14).
  9. 9. Procédé selon la revendication 8, comprenant le réglage de la température de chauffage du voile poreux (30) en fonction de la masse surfacique désirée de la couche intermédiaire étanche (20).
  10. 10. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant après l’étape de chauffage, la fourniture d’une deuxième couche (16) préformée et l’application de la deuxième couche (16) sur le voile poreux (30).
  11. 11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel la première couche (14) est poreuse et présente des pores débouchant dans la première face (32), le procédé comportant, après l’étape de chauffage, la pénétration du polymère du voile poreux (30) dans les pores de la première face (32).
  12. 12. Procédé selon l’une quelconque des revendications 10 à 11, comportant, avant l’étape de chauffage la disposition sur la première face (32) ou sur le voile poreux (30) d’une couche de fibres non fusibles de renfort en complément du voile poreux (30).
  13. 13. Ensemble d’insonorisation (10; 110) de véhicule automobile comportant:
    - une première couche (14) ;
    - une deuxième couche (16) assemblée avec la première couche (14) ;
    - une interface (18) entre la première couche (14) et la deuxième couche (16) ; caractérisée en ce que la première couche (14) est une couche thermoformée, l’interface (18) comportant un polymère obtenu par chauffage d’un voile poreux (30) en polymère sur une première face (32) de la première couche (14), le polymère présentant une température de fusion comprise entre 150°C et 250°C et un indice de fluidité compis entre 15 g/10min et 40g/10 min à 220 °C, notamment entre 20 g/10min et35 g/10 min à 220°C.
  14. 14. Ensemble (10) selon la revendication 13, dans lequel la première couche (14) est poreuse, la deuxième couche (16) étant une mousse réalisée à partir d’un matériau moussant, l’interface (18) comportant une couche intermédiaire (20) étanche, la couche intermédiaire étanche (20) étant formée par un mélange du
    5 matériau poreux formant la première couche (14), du polymère du voile fibreux (30) et de la mousse formant la deuxième couche (16) ayant traversé le voile fibreux (30) pour pénétrer dans la première couche (14).
  15. 15. Ensemble (110) selon la revendication 13, dans laquelle l’interface (18) fixe la première couche (14) sur la deuxième couche (16), sans pénétration du ίο matériau de la deuxième couche (16) dans la première couche (14), le polymère de l’interface (18) ayant pénétré dans la première couche (14).
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