FR3114263A1 - Procédé de réalisation d’un panneau de protection acoustique pour véhicule automobile - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un procédé de réalisation d’un panneau (1) de protection acoustique pour véhicule automobile, comprenant les étapes suivantes : conformer un empilement dans un moule (9) refroidi dont la face (10) recevant la couche supérieure (8) est pourvue d’au moins un conduit (11) permettant une compression de ladite couche supérieure par aspiration de la couche intermédiaire (7), ledit moule définissant au moins une zone de surcompression (12) correspondant à un entrefer (13) réduit, de manière à permettre une compression accentuée de la couche inférieure (2) dans ladite zone ; chauffer localement ladite couche supérieure dans ladite zone de manière à réaliser un gonflement localisé de ladite couche supérieure ; après refroidissement, découper un orifice traversant lesdites couches à l’intérieur de ladite zone, de sorte que ledit orifice soit entouré d’une couronne périphérique de couche supérieure (8) d’épaisseur accentuée destinée à former un joint d’étanchéité acoustique. Figure 1b
Description
L’invention concerne un procédé de réalisation d’un panneau de protection acoustique, un panneau issu d’un tel procédé et un montage d’un tel panneau.
Il est connu de mettre en œuvre un procédé de réalisation d’un panneau de protection acoustique pour véhicule automobile, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
- empiler successivement :
- une couche inférieure de ressort à base de flocons de mousse élastiquement compressible et de fibres de liaison bi-composant comprenant une âme, fusible à haute température ou infusible, et une gaine fusible à température moindre, lesdites fibres occupant entre 10 et 20% en masse de ladite couche,
- une couche intermédiaire d’étanchéité à l’air,
- une couche supérieure de rigidification à base de flocons de mousse élastiquement compressible et de fibres de liaison bi-composant comprenant une âme, fusible à haute température ou infusible, et une gaine fusible à température moindre, lesdites fibres occupant entre 10 et 30% en masse de ladite couche,
- chauffer l’empilement réalisé à température de fusion de la gaine desdites fibres,
- conformer ledit empilement dans un moule refroidi, la face dudit moule recevant ladite couche supérieure étant pourvue d’au moins un conduit connecté à un dispositif de tirage sous vide, de manière à permettre une compression de ladite couche supérieure par aspiration de ladite couche intermédiaire vers ladite face,
- après refroidissement, découper un orifice de passage d’organe traversant lesdites couches.
L’orifice est destiné à permettre le passage d’un organe tel qu’une colonne de direction.
On réalise ainsi un panneau de protection acoustique isolant, selon un principe « masse-ressort » (la masse étant formée par la couche supérieure et la couche intermédiaire et le ressort par la couche inférieure), présentant en outre des propriétés d’absorption améliorées grâce à la porosité de la couche supérieure.
Il a été montré qu’une couche inférieure telle que sus-définie présente l’avantage d’avoir une moindre densité que les couches usuellement utilisées pour former le ressort d’un tel système « masse-ressort », telles que les couches en mousse ou en feutre, ce qui permet un allègement du panneau.
En outre, il a été montré qu’une telle couche inférieure présente un coefficient d’absorption acoustique amélioré, notamment sur une plage de fréquence s’étendant de 800 à 8000 Hz.
Concernant l’orifice de passage d’organe, il est nécessaire d’y adjoindre, afin d’assurer une bonne isolation, un joint compressible permettant d’assurer une étanchéité acoustique entre ledit organe et la périphérie de l’orifice quand le panneau est monté sur véhicule.
Une telle opération entraîne un surcoût de production et de montage.
L’invention a pour but de proposer un procédé permettant de créer un joint d’étanchéité acoustique issu du panneau, ce qui permet d’éviter l’adjonction d’une pièce spécifique pour réaliser ledit joint, avec pour conséquence un abaissement du coût de fabrication et de montage dudit panneau.
A cet effet et selon un premier aspect, l’invention propose un procédé de réalisation d’un panneau de protection acoustique pour véhicule automobile, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
- empiler successivement :
- une couche inférieure de ressort à base de flocons de mousse élastiquement compressible et de fibres de liaison bi-composant comprenant une âme, fusible à haute température ou infusible, et une gaine fusible à température moindre, lesdites fibres occupant entre 10 et 20% en masse de ladite couche,
- une couche intermédiaire d’étanchéité à l’air,
- une couche supérieure de rigidification à base de flocons de mousse élastiquement compressible et de fibres de liaison bi-composant comprenant une âme, fusible à haute température ou infusible, et une gaine fusible à température moindre, lesdites fibres occupant entre 10 et 30% en masse de ladite couche,
- chauffer l’empilement réalisé à température de fusion de la gaine desdites fibres, de manière à lier lesdits flocons entre eux par lesdites fibres de liaison,
- conformer ledit empilement dans un moule refroidi, la face dudit moule recevant ladite couche supérieure étant pourvue d’au moins un conduit connecté à un dispositif de tirage sous vide, de manière à permettre une compression de ladite couche supérieure par aspiration de ladite couche intermédiaire vers ladite face, ledit moule définissant au moins une zone de surcompression correspondant à un entrefer réduit, de manière à permettre une compression accentuée de ladite couche inférieure dans ladite zone,
- chauffer localement ladite couche supérieure dans ladite zone à température de fusion de la gaine des fibres de liaison bi-composant correspondantes, tout en protégeant ladite couche inférieure de la chaleur, de manière à réaliser un gonflement localisé de ladite couche supérieure,
- après refroidissement, découper un orifice traversant lesdites couches à l’intérieur de ladite zone, de sorte que ledit orifice soit entouré d’une couronne périphérique de couche supérieure d’épaisseur accentuée destinée à former un joint d’étanchéité acoustique.
La mise en œuvre d’un tel procédé permet de disposer d’un joint intégré au panneau, ce qui permet de réaliser une baisse du coût de production et de montage.
Selon d’autres aspects, l’invention propose un panneau issu d’un tel procédé et un montage d’un tel panneau.
D’autres particularités et avantages de l’invention apparaîtront dans la description qui suit, faite en référence aux figures jointes, dans lesquelles :
- la figure 1a représente l’étape de chauffage d’un empilement entre deux plateaux chauffants,
- la figure 1b représente l’étape de conformation dudit empilement dans un moule,
- la figure 1c représente l’étape de chauffage localisé de la couche supérieure pour réaliser son gonflement en zone de surcompression,
- la figure 1d représente partiellement un panneau semi-fini après découpe de l’orifice,
En référence aux figures, on décrit un procédé de réalisation d’un panneau 1 de protection acoustique pour véhicule automobile, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
- empiler successivement :
- une couche inférieure 2 de ressort à base de flocons de mousse 3 élastiquement compressible et de fibres 4 de liaison bi-composant comprenant une âme 5, fusible à haute température ou infusible, et une gaine 6 fusible à température moindre, lesdites fibres occupant entre 10 et 20% en masse de ladite couche,
- une couche intermédiaire 7 d’étanchéité à l’air,
- une couche supérieure 8 de rigidification à base de flocons de mousse 3 élastiquement compressible et de fibres 4 de liaison bi-composant comprenant une âme 5, fusible à haute température ou infusible, et une gaine 6 fusible à température moindre, lesdites fibres occupant entre 10 et 30% en masse de ladite couche,
- chauffer l’empilement 20 réalisé à température de fusion de la gaine 6 desdites fibres, par exemple par contact entre des plateaux chauffants 21, de manière à lier lesdits flocons entre eux par lesdites fibres de liaison,
- conformer ledit empilement dans un moule 9 refroidi, la face 10 dudit moule recevant ladite couche supérieure étant pourvue d’au moins un conduit 11 connecté à un dispositif de tirage sous vide, non représenté, de manière à permettre une compression de ladite couche supérieure par aspiration de ladite couche intermédiaire vers ladite face, ledit moule définissant au moins une zone de surcompression 12 correspondant à un entrefer 13 réduit, de manière à permettre une compression accentuée de ladite couche inférieure dans ladite zone,
- chauffer localement – par exemple par chauffage infra rouge – ladite couche supérieure dans ladite zone à température de fusion de la gaine 6 des fibres 4 de liaison bi-composant correspondantes, tout en protégeant ladite couche inférieure de la chaleur – par exemple en la disposant sur une embase refroidie – de manière à réaliser un gonflement localisé de ladite couche supérieure, ceci du fait de la mémoire élastique de ladite couche supérieure compressée qui est libérée par la fusion de la gaine 6 desdites fibres de liaison,
- après refroidissement, découper un orifice 14 traversant lesdites couches à l’intérieur de ladite zone, de sorte que ledit orifice soit entouré d’une couronne 15 périphérique de couche supérieure 8 d’épaisseur accentuée destinée à former un joint d’étanchéité acoustique.
Selon la réalisation représentée, le procédé comprend en outre une étape, avant chauffage de l’empilement 20 pour réaliser sa conformation dans le moule 9, de recouvrement des faces externes des couches inférieure 2 et supérieure 8 par deux couches fibreuses respectives de protection 16.
Une telle façon de procéder permet notamment d’éviter une adhésion de l’empilement 20 sur des plateaux chauffants 21 utilisés pour réaliser son chauffage avant conformation dans le moule 9, et aussi d’assurer une protection des deux faces du panneau 1 fini lors de sa manipulation.
Selon une réalisation, les couches de protection 16 présentent une masse surfacique comprise entre 40 et 60 g/m2.
Les couches de protection 16 peuvent notamment être de type « Spun » polyester de 20 à 30 g/m² ou encore de non tissé.
La couche de protection 16 de la couche supérieure 8 peut présenter une résistance au passage de l'air comprise entre 200 et 1800 N.s.m-1, de manière à être résistif.
L’utilisation d’une telle couche résistive permet de mettre en œuvre un effet « bi-perméable », tel que décrit notamment par J.F. Allard dans l’ouvrage « Sound propagation in porous media », Elsevier, 2ndedition 2009, p.266-271, un tel effet permettant d’optimiser l’absorption en moyennes fréquences.
Selon une réalisation, l’entrefer 13 du moule 9 en zone de surcompression 12 est défini de sorte que la couronne 15 soit sensiblement non saillante de la face supérieure du panneau 1, ce qui permet de faciliter le conditionnement dudit panneau pour son transport, ceci par diminution de son encombrement.
Selon une réalisation, la couche inférieure 2 présente une masse surfacique comprise entre 1000 et 1500 g/m2, et notamment entre 1200 et 1400 g/m2.
Les fibres 4 occupent notamment entre 13 et 17% en poids de la couche inférieure 2, et notamment de l’ordre de 15%.
Selon une réalisation, la couche inférieure 2 une fois conformée peut présenter une épaisseur pouvant varier de 40 mm, en partie peu comprimée, à 5 mm, en partie surcomprimée.
La couche inférieure 2 peut présenter, en fonction de contraintes d’encombrement autour du panneau 1 dans le véhicule, d’autres parties surcomprimées que celle située au niveau de l’orifice 14.
Selon une réalisation, la couche inférieure 2 une fois conformée présente en partie peu comprimée une densité inférieure à 0,25, et notamment inférieure à 0,20, une densité aussi faible pouvant être atteinte grâce à l’utilisation des fibres 4 de liaison bi-composant, et ceci sans nuire aux performances de ladite couche comme ressort.
Selon une réalisation, la couche intermédiaire 7 est sous forme d’un film thermoplastique, notamment d’épaisseur inférieure à 200 microns, et notamment inférieure à 100 microns.
Selon une autre réalisation, la couche intermédiaire 7 est sous la forme d’une couche en élastomère thermoplastique – par exemple en éthylène propylène diène monomère – chargé avec une charge minérale – par exemple de la baryte – ou métallique – par exemple de la limaille de fer.
Une telle couche intermédiaire 7 peut notamment présenter une masse surfacique comprise entre 1 et 4 kg/m2.
Selon une réalisation, la couche supérieure 8 présente une masse surfacique comprise entre 700 et 2500 g/m2, en notamment entre 900 et 1900 g/m2.
Le pourcentage en masse des fibres 4 de liaison bi-composant dans la couche supérieure 8 est notamment compris entre 15 et 30% de la masse de ladite couche.
Selon une réalisation, la couche supérieure 8 présente un module de Young, mesuré selon une direction correspondant à l’épaisseur de ladite couche, supérieur à 1 MPa, ce qui permet d’optimiser les performances d’isolation du panneau 1.
Selon diverses réalisations, dans la couche supérieure 8 et/ou inférieure 2 :
- les flocons 3 sont issus de recyclage,
- et/ou les flocons 3 sont à base de polyuréthanne,
- et/ou la taille des flocons 3 est comprise entre 5 et 15 mm, ceci afin de permettre leur dispersion optimale,
- et/ou les fibres 4 de liaison bi-composant sont à base de polyéthylène téréphtalate (PET) ; en particulier, l’âme 5 peut être à base de polyester et la gaine 6 à base de co-polyester,
- et/ou les fibres 4 peuvent présenter un titre compris entre 1,7 et 6 dtex, et notamment de l’ordre de 4,4 dtex, sachant que l’utilisation de fibres fines conduit à accroitre la résistance au passage de l'air, et donc à améliorer les propriétés d’absorption.
On décrit à présent un panneau 1 de protection acoustique issu d’un tel procédé, ledit panneau comprenant :
- une couche inférieure 2 à base de flocons 3 de mousse élastiquement compressible et de fibres 4 de liaison bi-composant comprenant une âme 5, fusible à haute température ou infusible, et une gaine 6 fusible à température moindre, lesdites fibres occupant entre 10 et 20% en masse de ladite couche,
- une couche intermédiaire 7 d’étanchéité à l’air,
- une couche supérieure 8 à base de flocons 3 de mousse élastiquement compressible et de fibres 4 de liaison bi-composant comprenant une âme 5, fusible à haute température ou infusible, et une gaine 6 fusible à température moindre, lesdites fibres occupant entre 10 et 30% en masse de ladite couche,
ledit panneau étant pourvu d’un orifice 14, destiné à un passage d’organe 22, ménagé à travers lesdites couches, ledit panneau présentant en périphérie dudit orifice une couronne 15 périphérique de couche supérieure 8 d’épaisseur accentuée destinée à former un joint d’étanchéité.
Selon la réalisation représentée, le panneau 1 comprend en outre deux couches fibreuses respectives de protection 16 recouvrant chacune des faces externes des couches inférieure 2 et supérieure 8.
Selon une réalisation, la couche intermédiaire 7 est sous forme d’un film thermoplastique.
Selon une autre réalisation, la couche intermédiaire 7 est sous la forme d’une couche en élastomère thermoplastique chargé avec une charge minérale ou métallique.
On décrit enfin un montage d’un tel panneau 1 sur une paroi 23 de véhicule automobile – par exemple une tôle de tablier -, ledit montage comprenant :
- ladite paroi,
- ledit panneau posé du côté de sa couche d’envers 2 sur ladite paroi – sachant qu’une couche de protection 16 peut s’interposer entre les deux comme dans la réalisation représentée -,
- un organe 22 allongé – par exemple une colonne de direction – saillant de ladite paroi vers ledit panneau, ledit organe s’étendant au-delà dudit panneau au travers de son orifice 14, ledit organe étant pourvu d’une collerette 24 saillant radialement – c'est à dire selon la direction perpendiculaire à celle d’extension dudit organe au niveau dudit orifice -,
ladite collerette prenant appui sur la couronne 15 dudit panneau en la comprimant, de sorte que ladite couronne forme un joint d’étanchéité acoustique.
Claims (8)
- Procédé de réalisation d’un panneau (1) de protection acoustique pour véhicule automobile, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
- empiler successivement :
- une couche inférieure (2) de ressort à base de flocons (3) de mousse élastiquement compressible et de fibres (4) de liaison bi-composant comprenant une âme (5), fusible à haute température ou infusible, et une gaine (6) fusible à température moindre, lesdites fibres occupant entre 10 et 20% en masse de ladite couche,
- une couche intermédiaire (7) d’étanchéité à l’air,
- une couche supérieure (8) de rigidification à base de flocons (3) de mousse élastiquement compressible et de fibres (4) de liaison bi-composant comprenant une âme (5), fusible à haute température ou infusible, et une gaine (6) fusible à température moindre, lesdites fibres occupant entre 10 et 30% en masse de ladite couche,
- chauffer l’empilement (20) réalisé à température de fusion de la gaine (6) desdites fibres, de manière à lier lesdits flocons entre eux par lesdites fibres de liaison,
- conformer ledit empilement dans un moule (9) refroidi, la face (10) dudit moule recevant ladite couche supérieure étant pourvue d’au moins un conduit (11) connecté à un dispositif de tirage sous vide, de manière à permettre une compression de ladite couche supérieure par aspiration de ladite couche intermédiaire vers ladite face, ledit moule définissant au moins une zone de surcompression (12) correspondant à un entrefer (13) réduit, de manière à permettre une compression accentuée de ladite couche inférieure dans ladite zone,
- chauffer localement ladite couche supérieure dans ladite zone à température de fusion de la gaine (6) des fibres (4) de liaison bi-composant correspondantes, tout en protégeant ladite couche inférieure de la chaleur, de manière à réaliser un gonflement localisé de ladite couche supérieure,
- après refroidissement, découper un orifice (14) traversant lesdites couches à l’intérieur de ladite zone, de sorte que ledit orifice soit entouré d’une couronne (15) périphérique de couche supérieure (8) d’épaisseur accentuée destinée à former un joint d’étanchéité acoustique.
- empiler successivement :
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend en outre une étape, avant chauffage de l’empilement (20) pour réaliser sa conformation dans le moule (9), de recouvrement des faces externes des couches inférieure (2) et supérieure (8) par deux couches fibreuses respectives de protection (16).
- Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’entrefer (13) du moule (9) en zone de surcompression (12) est défini de sorte que la couronne (15) soit sensiblement non saillante de la face supérieure du panneau (1).
- Panneau de protection acoustique issu d’un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, ledit panneau comprenant :
- une couche inférieure (2) à base de flocons (3) de mousse élastiquement compressible et de fibres (4) de liaison bi-composant comprenant une âme (5), fusible à haute température ou infusible, et une gaine (6) fusible à température moindre, lesdites fibres occupant entre 10 et 20% en masse de ladite couche,
- une couche intermédiaire (7) d’étanchéité à l’air,
- une couche supérieure (8) à base de flocons (3) de mousse élastiquement compressible et de fibres (4) de liaison bi-composant comprenant une âme (5), fusible à haute température ou infusible, et une gaine (6) fusible à température moindre, lesdites fibres occupant entre 10 et 30% en masse de ladite couche,
- Panneau selon la revendication 4, caractérisé en ce qu’il comprend en outre deux couches fibreuses respectives de protection (16) recouvrant chacune des faces externes des couches inférieure (2) et supérieure (8).
- Panneau selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que la couche intermédiaire (7) est sous forme d’un film thermoplastique.
- Panneau selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que la couche intermédiaire (7) est sous la forme d’une couche en élastomère thermoplastique chargé avec une charge minérale ou métallique.
- Montage d’un panneau (1) selon l'une quelconque des revendications 4 à 7 sur une paroi (23) de véhicule automobile, ledit montage comprenant :
- ladite paroi,
- ledit panneau posé du côté de sa couche d’envers (2) sur ladite paroi,
- un organe (22) allongé saillant de ladite paroi vers ledit panneau, ledit organe s’étendant au-delà dudit panneau au travers de son orifice (14), ledit organe étant pourvu d’une collerette (24) saillant radialement,
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2020
- 2020-09-24 FR FR2009730A patent/FR3114263B1/fr active Active
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| Title |
|---|
| J.F. ALLARD: "Sound propagation in porous média", 2009, ELSEVIER, pages: 266 - 271 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3114263B1 (fr) | 2022-11-11 |
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