FR3117426A1 - Ecran de protection acoustique - Google Patents

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Abstract

L’invention concerne un écran (1) de protection acoustique destiné à être monté en regard d’un moteur de véhicule automobile, ledit écran comprenant une coque (2) formant une coque poreuse et une couche interne (5) de protection anti-feu recouvrant la face interne (3) de ladite coque, ladite couche interne étant à base de non tissé imprégné par une substance anti-feu permettant de ralentir ou d’empêcher son inflammation, une partie de la surface de ladite couche interne étant recouverte par au moins un format (6) de feuille métallique microperforée destiné à apporter une surprotection thermique en zone surexposée à la chaleur, ledit format étant associé à ladite couche par sa périphérie (7), de manière à créer hors périphérie une lame d’air (8) entre ledit format et ladite couche interne. Figure 1

Description

Ecran de protection acoustique
L’invention concerne un écran de protection acoustique destiné à être monté en regard d’un moteur de véhicule automobile et un procédé de réalisation d’un tel écran.
Il est connu de réaliser un écran de protection acoustique destiné à être monté en regard d’un moteur de véhicule automobile, ledit écran comprenant :
  • une coque thermo-comprimée à base de fibres liées entre elles par un liant activable à chaud, de manière à former une coque poreuse pourvue de propriétés d’absorption acoustique, ladite coque comprenant une face interne, destinée à être tournée vers ledit moteur, et une face externe qui lui est opposée,
  • une couche interne de protection anti-feu recouvrant ladite face interne, permettant de protéger la coque contre le risque d’inflammation.
Selon une réalisation connue, la couche de protection est formée par une feuille métallique, notamment d’aluminium, ladite feuille étant fixée par sa périphérie à ladite coque de manière à ménager hors périphérie une lame d’air permettant une isolation thermique entre ladite coque et ladite feuille.
De façon connue, la feuille métallique est pourvue d’une pluralité de microperforations, par exemple selon une densité surfacique comprise entre 400.000 et 600.000 perforations/m2, ceci afin de permettre une absorption du bruit issu du moteur au sein de la coque poreuse.
Un tel écran présente un poids minime, contrairement à des écrans dont la coque est à base de matériau plastique moulé par injection, et possède également des propriétés d’absorption acoustique, et ceci sans requérir l’ajout d’une couche absorbante du fait de la porosité intrinsèque de ladite coque.
Avec un tel agencement, on observe typiquement un pic d’absorption en basse/moyenne fréquence – ledit pic étant situé par exemple autour de 1500 Hz – qui est dû à la porosité de la coque et à la lame d’air située entre la feuille métallique et la coque.
Cependant, on observe une faible absorption en dehors de ce pic, et notamment au-delà de 4000 Hz, et ceci malgré l’absorption résiduelle apporté en hautes fréquences par la coque.
Or, il est de plus en plus demandé par les constructeurs automobiles d’accentuer l’absorption en hautes fréquences, notamment en raison de la compacité accentuée des moteurs équipant les véhicules les plus récents et émettant de façon accentuée en hautes fréquences.
Et cette exigence est à concilier avec une bonne résistance thermique de l’écran dans les zones où il est le plus exposé à la chaleur, notamment lorsque la température d’exposition dépasse 200°C.
L’invention a pour but de proposer un écran permettant de répondre à ces problématiques.
A cet effet, et selon un premier aspect, l’invention propose un écran de protection acoustique destiné à être monté en regard d’un moteur de véhicule automobile, ledit écran comprenant :
  • une coque thermo-comprimée à base de fibres liées entre elles par un liant activable à chaud, de manière à former une coque poreuse pourvue de propriétés d’absorption acoustique, ladite coque comprenant une face interne, destinée à être tournée vers ledit moteur, et une face externe qui lui est opposée,
  • une couche interne de protection anti-feu recouvrant ladite face interne,
ledit écran présentant en outre les caractéristiques suivantes :
  • ladite couche interne est à base de non tissé imprégné par une substance anti-feu permettant de ralentir ou d’empêcher son inflammation,
  • une partie de la surface de ladite couche interne est recouverte par au moins un format de feuille métallique microperforée destiné à apporter une surprotection thermique en zone surexposée à la chaleur, ledit format étant associé à ladite couche par sa périphérie, de manière à créer hors périphérie une lame d’air entre ledit format et ladite couche interne.
On précise ici que, par le terme « moteur », on entend non seulement le moteur en tant que tel mais aussi sa ligne d’échappement, l’écran étant susceptible d’être monté aussi bien en regard du compartiment à moteur du véhicule que de sa ligne d’échappement.
Avec l’agencement proposé, une partie de la face interne de la coque – en l’occurrence celle destinée à être la moins exposée à des hautes températures – est uniquement revêtue de non-tissé.
En revanche, en zone destinée à être surexposée à la chaleur, on prévoit de revêtir le non tissé par au moins un format de feuille métallique tel que sus-défini qui permet d’apporter une protection thermique accentuée.
Et on observe (voir les courbes en ) qu’un tel agencement permet – du simple fait de prévoir une couverture partielle de la face interne de la coque par une feuille métallique, le reste étant pourvu seulement de non-tissé – de déplacer l’absorption globale vers les hautes fréquences.
Et l’homme du métier aura tout loisir de profiler la courbe d’absorption de l’écran en jouant sur la fraction recouverte par la feuille métallique, et accessoirement sur la résistance au passage de l'air de la couche interne, comme on le verra plus loin, et aussi sur le taux de perforation de la feuille métallique.
Selon un deuxième aspect, l’invention propose un procédé de réalisation d’un tel écran.
D’autres particularités et avantages de l’invention apparaîtront dans la description qui suit, faite en référence aux figures jointes, dans lesquelles :
est une vue schématique partielle en coupe d’un écran selon une réalisation,
est une représentation graphique de l’aire d’absorption équivalente (en m2) en fonction de la fréquence (en Hertz) d’un écran dont la couche interne est :
  • soit une feuille d’aluminium microperforée (courbe 1),
  • soit un non-tissé exempt de feuille d’aluminium microperforée (courbe 2),
  • soit un non-tissé revêtu de feuille d’aluminium microperforée sur la moitié de sa surface (courbe 3) ;
sachant que, pour toutes les courbes :
  • la coque est à base d’un mélange de fibres de polyéthylène téréphtalate (PET) et de fibres de verre, et présente une masse surfacique, en zone non étirée, de 1150 g/m², le liant étant formé par des fibres de polypropylène fondues,
  • le non-tissé est un mélange aiguilleté (20% de fibres de viscose / 80% de fibres de polyester) présentant une masse surfacique totale de 100g/m2(dont 20 g/m2de substance anti-feu),
  • la feuille d’aluminium présente une épaisseur de 70 microns, une densité surfacique de perforations de 600.000 perforations/m², et un diamètre de perforation de 140+/-10 microns, ladite feuille étant par ailleurs embossée selon un réseau bidimensionnel régulier, de manière à présenter une aptitude à l’étirement.
En référence aux figures, on décrit un écran 1 de protection acoustique destiné à être monté en regard d’un moteur de véhicule automobile – et en particulier sous le compartiment dudit moteur ou sous la ligne d’échappement – ledit écran comprenant :
  • une coque 2 thermo-comprimée à base de fibres liées entre elles par un liant activable à chaud – ledit liant étant à base thermoplastique (polypropylène,…) ou thermodurcissable (résine phénolique, résine époxy,…) et lesdites fibres étant par exemple des fibres de verre -, de manière à former une coque poreuse pourvue de propriétés d’absorption acoustique, ladite coque comprenant une face interne 3, destinée à être tournée vers ledit moteur, et une face externe 4 qui lui est opposée,
  • une couche interne 5 de protection anti-feu recouvrant ladite face interne,
ledit écran présentant en outre les caractéristiques suivantes :
  • ladite couche interne est à base de non tissé imprégné par une substance anti-feu permettant de ralentir ou d’empêcher son inflammation,
  • une partie – notamment entre 20 et 60% - de la surface de ladite couche interne est recouverte par au moins un format 6 de feuille métallique – notamment en aluminium – microperforée destiné à apporter une surprotection thermique en zone surexposée à la chaleur, ledit format étant associé – notamment par soudure – à ladite couche par sa périphérie 7, de manière à créer hors périphérie une lame d’air 8 entre ledit format et ladite couche interne.
Selon une réalisation, la substance anti-feu est à base de brome.
Selon diverses réalisations, la feuille métallique présente l’une et/ou l’autre des caractéristiques suivantes :
  • une épaisseur comprise entre 50 et 150 microns,
  • une densité surfacique de perforations comprise entre 400.000 et 600.000 perforations/m2,
  • un diamètre de perforation compris entre 100 et 250 microns,
  • un réseau d’emboutis permettant de créer un bosselage régulier autorisant un étirement limité de ladite feuille sans déchirure.
Selon une réalisation, la couche interne 5 est fixée à la coque 2 par aiguilletage.
Selon une autre réalisation, la couche interne 5 est fixée à la coque 2 par laminage à chaud, par exemple par l’intermédiaire d’une couche de colle à base de résine phénolique ou époxy.
Selon une réalisation, la couche interne 5 est en outre imprégnée avec une substance hydrophobe et oléophobe.
Selon une réalisation, la couche interne 5 présente en zone non étirée une masse surfacique comprise entre 50 et 120 g/m2.
Selon une réalisation, la couche interne 5 présente en zone non étirée une résistance au passage de l’air comprise entre 200 et 1200 N.s.m-3de manière à améliorer l’absorption en moyennes et hautes fréquences.
Il est en effet avéré que, à iso-résistance au passage de l'air, l'absorption en moyennes et hautes fréquences est améliorée par une couche interne 5 en non-tissé mise en lieu et place d’une feuille métallique microperforée telle que connue de l’art antérieur.
Ceci s’explique par la porosité du non-tissé (qui est notamment de l’ordre de 0,7 à 0,9) qui est beaucoup plus importante que celle d’une feuille métallique microperforée (qui est notamment de l’ordre de 0,05 à 0,1).
Selon une réalisation, la masse surfacique de la substance anti-feu est comprise, en zone non étirée de la couche interne 5, entre 15 et 20 g/m2.
Selon une réalisation, la couche interne 5 comprend entre 15 et 25% en poids de fibres de viscose et entre 75 et 85% en poids de fibres de polyester.
Selon une réalisation, les fibres de la coque 2 sont à base de verre, le liant étant à base thermoplastique, étant notamment formé par des fibres de polypropylène.
Selon une réalisation, la coque 2 comprend entre 50 et 55% de fibres de verre et entre 50 et 45% de fibres de polypropylène.
Comme mentionné précédemment, il peut être utilisé en variante un liant thermodurcissable tel qu’une résine phénolique ou époxy.
Par ailleurs, on peut envisager que les fibres soient autres que des fibres de verre, étant par exemple des fibres naturelles ou encore synthétiques, ou encore un mélange de divers types de fibres.
Selon la réalisation représentée, l’écran 1 comprend en outre une couche externe 9 de protection – notamment contre la projection de gravillons quand l’écran 1 est disposé sous un moteur – fixée en face externe 4 de la coque 2 – ladite couche étant par exemple à base de non tissé.
La couche externe 9 est notamment fixée par collage au moyen d’une couche de colle, par exemple à base de résine phénolique ou époxy.
Selon une réalisation, la couche externe 9 est imprégnée par une substance anti-feu, ce qui permet d’optimiser la résistance de l’écran 1 à l’inflammabilité.
Comme mentionné précédemment, on voit sur la que le fait de passer, pour la couche interne 5, d’une feuille d’aluminium microperforée (courbe 1) à un non-tissé (courbe 2), en passant de façon intermédiaire (selon l’invention) par un non-tissé partiellement revêtu de feuille métallique (courbe 3), permet d’augmenter progressivement l’absorption en hautes fréquences.
On décrit enfin un procédé de réalisation d’un tel écran 1, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
  • prévoir une nappe à base de fibres pourvues d’un liant activable à chaud,
  • imprégner une couche de non tissé avec une substance anti-feu, de manière à réaliser une couche interne 5 de protection anti-feu,
  • associer ladite couche à ladite nappe,
  • comprimer l’ensemble porté à température d’activation dudit liant entre la matrice et le poinçon d’un moule refroidi, de manière à obtenir une coque 2 pourvue d’une couche interne 5 anti-feu,
  • démouler ladite coque pourvue de ladite couche interne et associer par sa périphérie 7 – notamment par soudure – au moins un format 6 de feuille métallique microperforée sur ladite couche.
On peut notamment prévoir que la feuille métallique soit pourvue d’une enduction d’envers en matériau thermoplastique ou thermodurcissable pour favoriser la soudure.
Selon diverses réalisations, la couche interne 5 est associée :
  • soit, avant l’étape de compression, par aiguilletage sur la nappe,
  • soit, lors de l’étape de compression, par laminage à chaud sur ladite nappe.

Claims (10)

  1. Ecran (1) de protection acoustique destiné à être monté en regard d’un moteur de véhicule automobile, ledit écran comprenant :
    • une coque (2) thermo-comprimée à base de fibres liées entre elles par un liant activable à chaud, de manière à former une coque poreuse pourvue de propriétés d’absorption acoustique, ladite coque comprenant une face interne (3), destinée à être tournée vers ledit moteur, et une face externe (4) qui lui est opposée,
    • une couche interne (5) de protection anti-feu recouvrant ladite face interne,
    ledit écran étant caractérisé en ce que :
    • ladite couche interne est à base de non tissé imprégné par une substance anti-feu permettant de ralentir ou d’empêcher son inflammation,
    • une partie de la surface de ladite couche interne est recouverte par au moins un format (6) de feuille métallique microperforée destiné à apporter une surprotection thermique en zone surexposée à la chaleur, ledit format étant associé à ladite couche par sa périphérie (7), de manière à créer hors périphérie une lame d’air (8) entre ledit format et ladite couche interne.
  2. Ecran selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche interne (5) est fixée à la coque par aiguilletage.
  3. Ecran selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche interne (5) est fixée à la coque par laminage à chaud.
  4. Ecran selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche interne (5) est en outre imprégnée avec une substance hydrophobe et oléophobe.
  5. Ecran selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fibres de la coque (2) sont à base de verre, le liant étant à base de polypropylène.
  6. Ecran selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend en outre une couche externe (9) de protection fixée en face externe (4) de la coque (2).
  7. Ecran selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la couche externe (9) est imprégnée par une substance anti-feu.
  8. Procédé de réalisation d’un écran selon l'une quelconque des revendications précédentes, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
    • prévoir une nappe à base de fibres pourvues d’un liant activable à chaud,
    • imprégner une couche de non tissé avec une substance anti-feu, de manière à réaliser une couche interne (5) de protection anti-feu,
    • associer ladite couche à ladite nappe,
    • comprimer l’ensemble porté à température d’activation dudit liant entre la matrice et le poinçon d’un moule refroidi, de manière à obtenir une coque (2) pourvue d’une couche interne (5) anti-feu,
    • démouler ladite coque pourvue de ladite couche interne et associer par sa périphérie (7) au moins un format (6) de feuille métallique microperforée sur ladite couche.
  9. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la couche interne (5) est associée avant l’étape de compression, par aiguilletage sur la nappe.
  10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la couche interne (5) est associée lors de l’étape de compression, par laminage à chaud sur la nappe.
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