FR3130681A1 - Procédé de réalisation d’un panneau de protection acoustique pour véhicule automobile - Google Patents

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Arnaud BRUNOIS
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Treves Products Services and Innovation SAS
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Abstract

L’invention concerne un procédé de réalisation d’un panneau (1) de protection acoustique pour véhicule automobile comprenant une couche de découplage à base de flocons de mousse (3) agglomérés par un agent de liaison (4) activable à chaud, ledit agent de liaison étant formé par des fibres liantes, lesdites fibres comprenant une âme fusible à haute température et une gaine fusible à température moindre, lesdits flocons étant liés entre eux par fusion de ladite gaine, de sorte que ladite couche soit sous forme de flocons de mousse agglomérés par lesdites fibres, lesdits flocons occupantnt entre 80% et 90% en poids de ladite couche, de sorte que lesdites fibres occupent entre 20% et 10% en poids de ladite couche. Figure 2

Description

Procédé de réalisation d’un panneau de protection acoustique pour véhicule automobile
L'invention concerne un procédé de réalisation d’un panneau de protection acoustique pour véhicule automobile et un panneau obtenu par un tel procédé.
II est connu de mettre en œuvre un procédé de réalisation d’un panneau de protection acoustique pour véhicule automobile, ledit panneau comprenant une couche de découplage acoustique élastiquement compressible, ladite couche étant à base d’un mélange de fibres liées par un agent de liaison activable à chaud, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
  • prévoir un moule permettant de définir successivement une première cavité et une deuxième cavité de moindre volume,
  • pré-comprimer ledit mélange dans ladite première cavité et le chauffer de manière à activer ledit agent et conférer une pré-géométrie audit mélange,
  • tout en maintenant le chauffage, définir ladite deuxième cavité de moulage de manière à surcomprimer ledit mélange pour obtenir ladite couche de découplage,
  • refroidir ladite couche et la retirer dudit moule.
Le procédé connu implique une couche de découplage essentiellement fibreuse, l’agent de liaison étant notamment formé par des fibres fusibles.
Un panneau ainsi réalisé peut notamment être disposés sur le sol ou sur le tablier du véhicule, c'est à dire la paroi métallique séparant le compartiment moteur de l'habitacle.
Un tel panneau peut comprendre, outre la couche de découplage, une couche de masse étanche associée à ladite couche de découplage pour former, du fait de l'élasticité de ladite couche de découplage, un système « masse-ressort » présentant des propriétés d'isolation acoustique.
Selon une autre réalisation, le panneau peut comprendre, outre la couche de découplage, une couche poreuse associée à ladite couche de découplage de manière à former un système absorbant « bi-perméable ».
On verra par la suite des modalités de mise en œuvre de tels systèmes dans la cadre de l’invention.
Le procédé sus décrit permet de réaliser un panneau tridimensionnel dans lequel on peut maîtriser la densité de la couche de découplage en toute zone en fonction des propriétés de portance et/ou de comportement acoustique attendues.
Par exemple, on peut prévoir une zone – telle qu’une « cave à pieds » ou une zone de pédalier – présentant une densité et une portance accentuées et une autre zone de moindre densité.
Cependant, avec un tel procédé, il est difficile de conférer à la couche de découplage une géométrie précise, en particulier en zone rayonnée de faible rayon – notamment inférieur à 10 mm -, si ce n’est au prix d’une surcompression drastique dans ladite zone où ladite couche devient très compacte et perd ses propriétés de découplage acoustique.
Un tel comportement s’expliquerait du fait de la nature essentiellement fibreuse de la couche de découplage, le caractère linéaire des fibres et leur longueur importante – par exemple comprise entre 40 et 100 mm – formant une entrave à la définition de formes géométriques fines sur ladite couche.
Il en résulte que la couche de découplage une fois montée sur son support (notamment une tôle) :
  • soit n’épouse pas finement la forme dudit support dans les zones de géométrie fine, avec pour conséquence des propriétés d’amortissement dégradées, ceci du fait de l’absence d’amortissement induit en l’absence de contact entre ladite couche et ledit support,
  • soit est en contact avec ledit support dans lesdites zones, mais en ne présentant pas les propriétés de découplage acoustique attendues du fait de sa surcompression (module de Young trop important).
L'invention a pour but de proposer un procédé permettant de pallier ces inconvénients.
A cet effet, l'invention propose un procédé de réalisation d’un panneau de protection acoustique pour véhicule automobile, ledit panneau comprenant une couche de découplage acoustique élastiquement compressible, ladite couche étant à base de flocons de mousse élastiquement compressible agglomérés les uns aux autres par un agent de liaison activable à chaud, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
  • prévoir un moule pourvu d’une matrice, ledit moule permettant de définir successivement une première cavité et une deuxième cavité de moindre volume,
  • prévoir un mélange homogène desdits flocons et dudit agent de liaison,
  • disposer ledit mélange dans ladite matrice de manière à former un matelas,
  • mettre en place un premier poinçon en regard de ladite matrice de manière à définir une première cavité de moulage réalisant une pré-compression dudit matelas,
  • chauffer ledit matelas pré-comprimé à température d’activation dudit agent de manière à assurer un pré-maintien desdits flocons entre eux,
  • mettre en place un deuxième poinçon en regard de ladite matrice de manière à définir une deuxième cavité de moulage permettant de surcomprimer ledit matelas pour obtenir ladite couche de découplage,
  • refroidir ladite couche et la retirer dudit moule,
ledit procédé présentant en outre les caractéristiques suivantes :
  • ledit agent de liaison est formé par des fibres liantes, lesdites fibres comprenant une âme fusible à haute température et une gaine fusible à température moindre,
  • lesdits flocons sont liés entre eux par fusion de ladite gaine, de sorte que ladite couche soit sous forme de flocons de mousse agglomérés par lesdites fibres,
  • lesdits flocons occupent entre 80% et 90% en poids de ladite couche, de sorte que lesdites fibres occupent entre 20% et 10% en poids de ladite couche.
La mise en œuvre d’un tel procédé appliqué à une telle composition de couche de découplage permet, de façon surprenante, de conformer finement la géométrie de ladite couche tout en préservant ses propriétés de découplage acoustique, y compris dans les zones de géométrie très fine, présentant par exemple des rayons de l’ordre de 5 mm, tout en maintenant une densité modérée de ladite couche dans lesdites zones.
Un choix judicieux de la taille des flocons permet d’affiner à loisir la définition géométrique de la couche de découplage, sachant qu’une diminution de leur taille va dans le sens d’une amélioration de la définition géométrique.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit faite en référence aux figures jointes, dans lesquelles :
,
et
représentent différentes étapes du procédé, en coupe schématique partielle, selon une réalisation, la représentant l’étape de mise en place du mélange dans la matrice pour former un matelas, la la pré-conformation dudit matelas dans la première cavité et la la conformation dudit matelas par surcompression dans la deuxième cavité pour obtenir la couche de découplage,
représente un panneau selon une réalisation, la couche de découplage étant associée à une couche de masse.
représente une fibre liante en coupe schématique.
En référence aux figures, on décrit un procédé de réalisation d’un panneau 1 de protection acoustique pour véhicule automobile, ledit panneau comprenant une couche de découplage 2 acoustique élastiquement compressible, ladite couche étant à base de flocons de mousse 3 élastiquement compressible – notamment issus de matelas usagés de literie – agglomérés les uns aux autres par un agent de liaison 4 activable à chaud, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
  • prévoir un moule pourvu d’une matrice 5, ledit moule permettant de définir successivement une première cavité 6 et une deuxième cavité 7 de moindre volume,
  • prévoir un mélange 8 homogène desdits flocons et dudit agent de liaison,
  • disposer ledit mélange dans ladite matrice de manière à former un matelas 17,
  • mettre en place un premier poinçon 12 en regard de ladite matrice de manière à définir une première cavité 6 de moulage réalisant une pré-compression dudit matelas,
  • chauffer ledit matelas pré-comprimé à température d’activation dudit agent de manière à assurer un pré-maintien desdits flocons entre eux,
  • mettre en place un deuxième poinçon 13 en regard de ladite matrice de manière à définir une deuxième cavité 7 de moulage permettant de surcomprimer ledit matelas pour obtenir ladite couche de découplage,
  • refroidir ladite couche et la retirer dudit moule,
ledit procédé présentant en outre les caractéristiques suivantes :
  • ledit agent de liaison est formé par des fibres liantes, lesdites fibres comprenant une âme 9 fusible à haute température et une gaine 10 fusible à température moindre,
  • lesdits flocons sont liés entre eux par fusion de ladite gaine, de sorte que ladite couche soit sous forme de flocons de mousse agglomérés par lesdites fibres,
  • lesdits flocons occupent entre 80% et 90% en poids de ladite couche, de sorte que lesdites fibres occupent entre 20% et 10% en poids de ladite couche.
Le chauffage et le refroidissement décrits ci-dessus peuvent être réalisés notamment par un flux d'air (symbolisé par des flèches en figures 1b et 1c) porté à la température choisie, ici par l'intermédiaire d'orifices 11 prévus à cet effet dans la matrice 5 et les poinçons 12,13.
Selon une autre réalisation, le chauffage est réalisé par de la vapeur envoyée sous pression.
Selon une réalisation, les flocons 3 occupent entre 83% et 87% en poids de la couche inférieure 2, et notamment de l’ordre de 85%, de sorte que les fibres 4 occupent entre 17% et 13% en poids de ladite couche.
Selon diverses réalisations, les flocons 3 présentent les caractéristiques suivantes :
  • ils sont à base de polyuréthanne,
  • et/ou leur masse volumique avant compression est comprise entre 15 et 80 kg/m3,
  • et/ou 90% desdits flocons présentent une dimension maximale avant compression comprise entre 5 et 20 mm, et notamment inférieure à 10 mm,
  • et/ou leur module de Young avant compression est inférieur à 50 kPa.
Selon une réalisation, le mélange 8 est projeté sous pression dans la matrice 5.
Selon une réalisation, les fibres 4 ont un titre compris entre 1,7 et 6,7 dtex, étant notamment de l’ordre de 4,4 dtex.
L’utilisation de fibres 4 relativement fines favorise l’absorption par dissipation visco-thermique, ce qui a un rôle favorable sur l’efficacité du découplage acoustique.
Selon une réalisation, l’âme 9 est à base de polyester et la gaine 10 à base de co-polyester.
Selon une réalisation, le matelas 17 est plaqué contre la matrice 5 par aspiration (symbolisée par des flèches en ) au travers d’orifices 11 prévus dans ladite matrice.
Selon la réalisation représentée, le mélange 8 est disposé dans la matrice 5 de façon inhomogène selon au moins deux zones 18a,18b, de sorte que la masse surfacique du matelas 17 soit différente d’une desdites zones à l’autre.
La masse volumique locale de la couche de découplage 2 obtenue est fonction du taux de compression réalisé en chacune de ses zones lors de sa conformation à sa géométrie finale dans la deuxième cavité 7.
On peut notamment prévoir une masse volumique rehaussée dans les zones requérant une portance élevée, telles que les « caves à pieds » d’un garnissage de sol, tout en conservant un bon découplage acoustique, y compris pour des masses volumiques très élevées de la couche de découplage 2, par exemple de l’ordre de 300 kg/m3.
On peut notamment prévoir une masse volumique comprise entre 50 et 80 kg/m3en zone de faible compression et comprise entre 100 et 200 kg/m3en zone de compression accentuée.
De la même façon, il peut être prévu, de façon non représentée, d'augmenter localement la masse volumique de la couche de découplage 2 dans des zones comprenant des orifices destinés au passage d'organes fonctionnels, tels que la colonne de direction, ceci afin de garantir un bon plaquage de ladite couche contre ledit organe, et donc une bonne étanchéité acoustique.
Selon la réalisation représentée, le deuxième poinçon 13 est formé par déformation du premier poinçon 12, ledit premier poinçon étant pourvu d’au moins une partie mobile 19 actionnable pour réaliser une surcompression du matelas 17 en regard de ladite partie.
Selon une réalisation, illustrée en , le procédé comprend en outre l'étape d’associer, par exemple par collage, une couche de masse 16 à la couche de découplage 2, de manière à former un système « masse-ressort ».
Selon diverses réalisations, la couche de masse 16, qui peut être localisée seulement sur une partie de la couche de découplage 2, est formée au choix par :
  • une couche dense étanche; une telle couche dense peut par exemple être à base d'EPDM chargé avec une charge minérale, telle que du carbonate de calcium ; elle peut présenter notamment une masse surfacique comprise entre 1000 et 4000 g/m2; selon une réalisation, ladite couche dense peut être revêtue d’une couche poreuse, par exemple fibreuse, destinée à réaliser en outre de l’absorption acoustique et/ou un aspect avantageux,
  • ou un film étanche, par exemple d’épaisseur comprise entre 50 et 150 microns, revêtu d’une couche poreuse raide d’absorption acoustique, par exemple fibreuse – pouvant présenter notamment une masse surfacique comprise entre 1000 et 2500 g/m2– ladite couche poreuse contribuant essentiellement à la masse de ladite couche de masse.
La couche de masse 16 peut être conformée, préalablement à son association à la couche de découplage 2, à la géométrie de ladite couche de découplage une fois conformée de manière à en épouser finement la géométrie.
Selon une autre réalisation non représentée, le procédé comprend en outre l'étape d’associer une couche poreuse perméable à l’air à la couche de découplage 2, de manière à former un système « bi-perméable ».
La couche poreuse est par exemple un feutre comprimé ou bien constituée de flocons de mousse comprimés et agglomérés par des fibres liantes.
La couche poreuse peut présenter par exemple une résistance au passage de l'air comprise entre 500 et 2500 N.s.m-3.
On décrit enfin un panneau 1 réalisé par un tel procédé, ledit panneau comprenant une couche de découplage 2, ladite couche comprenant :
  • des flocons 3 de mousse élastiquement compressible,
  • des fibres liantes 4, lesdites fibres comprenant une âme 9 fusible à haute température et une gaine 10 fusible à température moindre,
sachant que :
  • lesdits flocons sont liés entre eux par fusion de ladite gaine, de sorte que ladite couche soit sous forme de flocons de mousse agglomérés par lesdites fibres,
  • lesdits flocons occupent entre 80% et 90% en poids de ladite couche, de sorte que lesdites fibres occupent entre 20% et 10% en poids de ladite couche,
ladite couche de découplage présentant au moins une zone rayonnée de rayon compris entre 2 et 10 mm.
Selon une réalisation, la zone rayonnée présente un module de Young en compression inférieur à 150 kPa et une masse volumique inférieure à 300 kg/m3.
Selon une réalisation, la couche de découplage 2 présente des zones 18a,18b de différentes densités.

Claims (10)

  1. Procédé de réalisation d’un panneau (1) de protection acoustique pour véhicule automobile, ledit panneau comprenant une couche de découplage (2) acoustique élastiquement compressible, ladite couche étant à base de flocons de mousse (3) élastiquement compressible agglomérés les uns aux autres par un agent de liaison (4) activable à chaud, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
    • prévoir un moule pourvu d’une matrice (5), ledit moule permettant de définir successivement une première cavité (6) et une deuxième cavité (7) de moindre volume,
    • prévoir un mélange (8) homogène desdits flocons et dudit agent de liaison,
    • disposer ledit mélange dans ladite matrice de manière à former un matelas (17),
    • mettre en place un premier poinçon (12) en regard de ladite matrice de manière à définir une première cavité (6) de moulage réalisant une pré-compression dudit matelas,
    • chauffer ledit matelas pré-comprimé à température d’activation dudit agent de manière à assurer un pré-maintien desdits flocons entre eux,
    • mettre en place un deuxième poinçon (13) en regard de ladite matrice de manière à définir une deuxième cavité (7) de moulage permettant de surcomprimer ledit matelas pour obtenir ladite couche de découplage,
    • refroidir ladite couche et la retirer dudit moule,
    ledit procédé présentant en outre les caractéristiques suivantes :
    • ledit agent de liaison est formé par des fibres liantes, lesdites fibres comprenant une âme (9) fusible à haute température et une gaine (10) fusible à température moindre,
    • lesdits flocons sont liés entre eux par fusion de ladite gaine, de sorte que ladite couche soit sous forme de flocons de mousse agglomérés par lesdites fibres,
    • lesdits flocons occupent entre 80% et 90% en poids de ladite couche, de sorte que lesdites fibres occupent entre 20% et 10% en poids de ladite couche.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les flocons (3) occupent entre 83% et 87% en poids de la couche de découplage (2), de sorte que les fibres (4) occupent entre 17% et 13% en poids de ladite couche.
  3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les flocons (3) présentent les caractéristiques suivantes :
    • ils sont à base de polyuréthanne,
    • et/ou leur masse volumique avant compression est comprise entre 15 et 80 g/m3,
    • et/ou 90% desdits flocons présentent une dimension maximale avant compression inférieure à 10 mm,
    • et/ou leur module de Young avant compression est inférieur à 50 kPa.
  4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mélange (8) est projeté sous pression dans la matrice (5).
  5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matelas (17) est plaqué contre la matrice (5) par aspiration au travers d’orifices (11) prévus dans ladite matrice.
  6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mélange (8) est disposé dans la matrice (5) de façon inhomogène selon au moins deux zones (18a,18b), de sorte que la masse surfacique du matelas (17) soit différente d’une desdites zones à l’autre.
  7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le deuxième poinçon (13) est formé par déformation du premier poinçon (12), ledit premier poinçon étant pourvu d’au moins une partie mobile (19) actionnable pour réaliser une surcompression du matelas (17) en regard de ladite partie.
  8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape d’associer une couche de masse (16) à la couche de découplage (2), de manière à former un système « masse-ressort ».
  9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape d’associer une couche poreuse perméable à l’air à la couche de découplage (2), de manière à former un système « bi-perméable ».
  10. Panneau (1) réalisé par un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, ledit panneau comprenant une couche de découplage (2), ladite couche comprenant :
    • des flocons (3) de mousse élastiquement compressible,
    • des fibres liantes (4), lesdites fibres comprenant une âme (9) fusible à haute température et une gaine (10) fusible à température moindre,
    sachant que :
    • lesdits flocons sont liés entre eux par fusion de ladite gaine, de sorte que ladite couche soit sous forme de flocons de mousse agglomérés par lesdites fibres,
    • lesdits flocons occupent entre 80% et 90% en poids de ladite couche, de sorte que lesdites fibres occupent entre 20% et 10% en poids de ladite couche,
    ladite couche de découplage présentant au moins une zone rayonnée de rayon compris entre 2 et 10 mm.
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