FR3140148A1 - Dispositif de traitement acoustique d’un système de ventilation. - Google Patents

Abstract

Titre : Dispositif de traitement acoustique pour un système de refroidissement d’un véhicule. Dispositif de traitement acoustique (1) destiné à équiper un système de refroidissement d’un véhicule et comprenant au moins une paroi (4) participant à délimiter un conduit (2) de circulation d’un flux d’air, le dispositif de traitement acoustique (1) comprenant au moins un réseau de résonateurs (16) formé par une ou plusieurs rangées (18) de résonateurs (16) disposés autour du conduit (2) perpendiculairement à un axe d’allongement (A) du conduit, chaque résonateur (16) d’une rangée (18) de résonateurs (16) comprenant au moins une cavité (20) disposée dans la paroi (4) et un col (22) reliant ladite cavité (20) au conduit (2), caractérisé en ce que, au moins pour une dimension donnée de la cavité (20) ou du col (22), au moins un résonateur (16) de la rangée (18) présente une valeur différente de la valeur de la dimension correspondante des autres résonateurs (16) de la rangée (18). (Figure 3)

Description

Dispositif de traitement acoustique d’un système de ventilation.

La présente invention s’inscrit dans le domaine des systèmes de ventilation d’un véhicule, et plus particulièrement dans le domaine des dispositifs de traitement acoustique de tels systèmes, le cas échéant dans un système de refroidissement des batteries d’un véhicule.

Les systèmes de refroidissement des batteries d’un véhicule peuvent être positionnés en face avant du véhicule. Les modules de face avant qu’ils participent à former comportent des moyens d’aspiration d’air extérieur au véhicule ainsi qu’un échangeur de chaleur à travers lequel l’air ainsi aspiré est guidé pour refroidir un liquide circulant dans l’échangeur de chaleur et destiné à assurer le refroidissement des batteries au sein du pack-batteries du véhicule. La mise en circulation d’air à travers de tels systèmes de refroidissement est générée par le fonctionnement d’un dispositif de ventilation et aussi bien ce fonctionnement que la circulation d’air au sein des conduits du système implique l’émission d’ondes acoustiques, qui peuvent entraîner des nuisances sonores importantes.

Ce phénomène de nuisances sonores est d’autant plus présent sur les véhicules électriques récents, qui présentent des pack-batteries volumineux et qui peuvent être rechargés par des opérations de charge rapide. Durant la charge rapide des batteries, ces dernières montent rapidement en température et la température maximale atteinte est importante. Afin de compenser cette chauffe, le dispositif de ventilation du système de refroidissement doit fonctionner à très haute vitesse de rotation, ce qui provoque des nuisances sonores importantes à l'extérieur du véhicule à l'arrêt. Cette nuisance peut aussi entrainer un désagrément auprès des passagers dans l'habitacle qui peuvent être présent durant la phase de charge des batteries.

Il est connu d’équiper des systèmes équipés de dispositif de ventilation d’au moins un dispositif d’atténuation acoustique afin de diminuer l’énergie acoustique rayonnée en sortie desdits dispositifs de ventilation, comme illustré dans le document FR3083298. Ce type de dispositif d’atténuation acoustique comprend par exemple un réseau de résonateurs de Helmholtz. Ce réseau de résonateurs est configuré en dimension et en formes pour dissiper un maximum d’énergie acoustique afin d’éviter que le fonctionnement du système de refroidissement ne provoque des nuisances sonores environnementales et/ou pour les usagers du véhicule.

Ce type de dispositifs d’atténuation acoustique est classiquement réalisé dans une problématique d’absorption des ondes acoustiques aux interfaces que constituent les parois, afin d’atténuer, par effet dissipatif, l’énergie acoustique se propageant à travers un conduit de l’installation de ventilation guidant par exemple un flux d’air vers l’habitacle d’un véhicule.

Cependant, les modules de faces avant de véhicule automobile, qui comprennent une bouche de soufflage et une bouche d'aspiration disposées de part et d'autre d'un ou plusieurs échangeurs de chaleur, génèrent des ondes basses fréquences, entre 200 et 1000 Hz, provoquant une gêne importante pour les piétons. Ces basses fréquences ayant une longueur d'onde importante sont difficiles à traiter avec des dispositifs d’atténuation acoustique classiques. Cette difficulté est d’autant plus importante lorsque les volumes disponibles sont restreints, ce qui est le cas des bouches d'aspiration ou de soufflage des modules de faces avant, le caractère restreint des volumes disponibles étant définis par le rapport entre la profondeur disponible pour intégrer un dispositif d’atténuation et la longueur d’onde liée à la fréquence des ondes à traiter.

La présente invention vise à améliorer les solutions déjà existantes en proposant un dispositif de traitement acoustique destiné à équiper un système de refroidissement d’un véhicule, le dispositif de traitement acoustique comprenant au moins une paroi participant à délimiter un conduit de circulation d’un flux d’air, ledit conduit étant agencé autour d’un axe d’allongement parallèlement au sens de circulation d’un flux d’air à travers le conduit, le dispositif de traitement acoustique comprenant au moins un réseau de résonateurs formé par une ou plusieurs rangées de résonateurs disposés autour du conduit, chaque résonateur d’une rangée de résonateurs comprenant au moins une cavité disposée dans la paroi et un col reliant ladite cavité au conduit, caractérisé en ce que, au moins pour une dimension donnée de la cavité ou du col, au moins un résonateur de la rangée présente une valeur différente de la valeur de la dimension correspondante des autres résonateurs de la rangée.

Le dispositif de traitement acoustique selon l’invention permet de traiter plusieurs fréquences d’ondes acoustiques avec une unique rangée de résonateurs, et donc dans un encombrement réduit. Le dispositif de traitement acoustique permet ainsi de traiter des ondes acoustiques sur une largeur de bande fréquentielle donnée. Cette largeur de bande fréquentielle dépendra des limites imposées pas la physique qui dépendent des volumes d'intégration disponible. Afin de traiter une bande fréquentielle cible, le dispositif proposé est muni d'un réseau de résonateur de Helmholtz positionné en parallèle, autrement dit sur une même rangée perpendiculaire au sens de propagation des ondes. A partir d'un processus d'optimisation, certains des résonateurs de la même rangée sont dimensionnés différemment des autres pour atténuer les ondes sur la bande fréquentielle cible.

Le traitement d’ondes acoustiques d’une première fréquence, présente dans la bande fréquentielle cible, est visé par des premiers résonateurs de la rangée, présentant un dimensionnement donné, tandis que le traitement d’ondes acoustiques d’une autre fréquence distincte de la première fréquence et présente dans la bande fréquentielle cible est visée par d’autres résonateurs de la même rangée et présentant un autre dimensionnement. Le dispositif de traitement acoustique développé selon l’invention permet ainsi de diminuer la perception d’une plus grande largeur de bande fréquentielle aussi bien à l’extérieur du véhicule que par le conducteur et/ou les passagers présents dans l’habitacle.

Les résonateurs peuvent notamment être des résonateurs d’Helmholtz. Les résonateurs sont, dans le dispositif de traitement acoustique de l’invention, agencés autour du conduit en une ou plusieurs rangées, la caractéristique de l’invention selon laquelle des résonateurs d’une même rangée présentent des dimensions différentes d’un résonateur à l’autre pouvant être appliquée sur une ou sur chacune des rangées.

On entend ici par « rangée » le fait que les résonateurs sont agencés les uns à la suite des autres autour d’une section du conduit vue dans un plan perpendiculaire à l’axe d’allongement du conduit, qui définit la direction de propagation des ondes acoustiques. Autrement dit, les résonateurs d’une même rangée sont disposés de manière à être traversés par un même plan s’étendant perpendiculairement à l’axe d’allongement du conduit, ou axe de propagation des ondes acoustiques.

De plus, le terme « dimension donnée » du résonateur est notamment une dimension de référence choisie dudit résonateur, la « dimension correspondante » correspondant à la dimension donnée dudit résonateur mesurée sur un autre résonateur de même rangée. On comprend que, par exemple, on choisit comme dimension donnée la longueur de la cavité d’un résonateur, la dimension correspondant sur un autre résonateur étant la longueur de la cavité dudit autre résonateur, les deux longueurs étant différentes l’une de l’autre.

Par ailleurs, deux dimensions sont différentes au sens de l’invention dans la mesure où elles vont au-delà d’un simple écart dû à un jeu de fabrication d’un résonateur à l’autre. On peut constater un différentiel de dimensionnement d’un résonateur à l’autre au sein d’une même rangée tel qu’il fait l’objet d’une caractéristique de l’invention dès lors que ce différentiel a un effet sur le traitement acoustique d’ondes sur une plage de fréquences de l’ordre de 3 à 4 Hz.

Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, la dimension donnée correspond à une hauteur de la cavité mesurée le long d’une direction parallèle à un axe d’extension du col.

Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, la dimension donnée correspond à une largeur de la cavité mesurée le long d’une direction perpendiculaire à l’axe d’allongement du conduit et à un axe d’extension du col.

Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, la dimension donnée correspond à une longueur de la cavité mesurée le long d’une direction parallèle à l’axe d’allongement du conduit.

Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, la dimension donnée correspond à une hauteur du col mesurée le long d’une direction parallèle à un axe d’extension du col.

Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, la dimension correspond à un rayon du col mesuré le long d’une direction perpendiculaire à l’axe d’extension du col.

Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, au moins un résonateur de la rangée des résonateurs présente une dimension donnée identique à la dimension correspondante de ces résonateurs voisins. On comprend que les résonateurs ne sont pas tous différents les uns des autres au sein d’une même rangée.

Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, la rangée de résonateurs comprend un premier sous-groupe de résonateurs présentant une dimension donnée d’une première valeur et au moins un deuxième sous-groupe de résonateurs présentant une deuxième valeur de la dimension donnée, différente de la première valeur, le premier sous-groupe de résonateurs étant disposé sur une première portion du dispositif de traitement acoustique tandis que le deuxième sous-groupe de résonateurs est disposé sur une deuxième portion du dispositif de traitement acoustique distincte de la première portion. On comprend que les résonateurs de la rangée de résonateurs présentant une même dimension donnée sont disposés les uns à la suite de autres autour du conduit.

Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, la rangée de résonateurs comprend un premier sous-groupe de résonateurs présentant une dimension donnée d’une première valeur et au moins un deuxième sous-groupe de résonateurs présentant une deuxième valeur de la dimension donnée, différente de la première valeur, les résonateurs du premier sous-groupe de résonateurs étant disposés en alternance avec les résonateurs du deuxième sous-groupe de résonateurs.

Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, au moins le col d’un des résonateurs de la rangée de résonateurs est décalé le long de l’axe d’allongement par rapport aux cols des autres résonateurs de la rangée de résonateurs.

Ici, il convient de comprendre, par la notion de décalage axial des cols de résonateurs d’une même rangée, qu’une position le long de l’axe d’allongement de l’un des cols associés à un résonateur d’une rangée déterminée est différente de la position d’un autre col associé à un autre résonateur de cette rangée, le long de l’axe d’allongement. Cette position différente reflète un décalage déterminé de la position théorique des cols, de sorte qu’il convient de comprendre que le décalage axial entre deux cols de deux résonateurs d’une même rangée conforme à l’invention est plus important qu’un décalage minime du fait des tolérances de fabrication de chacun des cols. Le décalage axial entre deux cols de deux résonateurs d’une même rangée permet d’optimiser le traitement acoustique, en mettant en œuvre un phénomène d’interférence d’un champ d’ondes planes.

Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, la rangée de résonateurs comprend au moins un premier sous-ensemble de résonateurs dont les cols sont traversés par un premier plan perpendiculaire à l’axe d’allongement et un deuxième sous-ensemble dont les cols sont traversés par un deuxième plan perpendiculaire à l’axe d’allongement, le premier plan et le deuxième plan étant distincts l’un de l’autre. Il convient de comprendre que les cavités des résonateurs de la rangée sont centrées les unes par rapport aux autres et que seul le col de certains des résonateurs, c’est-à-dire ceux formant le premier sous-ensemble évoqué. En d’autres termes, on a bien dans le système selon l’invention une seule rangée de résonateurs avec des cols désaxés d’un sous-ensemble de résonateurs.

Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, les résonateurs du premier sous-ensemble sont disposés les uns à la suite des autres, les résonateurs du deuxième sous-ensemble étant disposés les uns à la suite des autres.

Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, le conduit est ouvert sur une ouverture d’entrée d’un flux d’air et sur une ouverture de sortie d’un flux d’air, les cols des résonateurs du premier sous-ensemble de résonateurs étant disposés plus proches de l’ouverture d’entrée du conduit que de l’ouverture de sortie du conduit, tandis que les cols des résonateurs du deuxième sous-ensemble de résonateurs sont disposés plus proches de l’ouverture de sortie du conduit que de l’ouverture d’entrée du conduit.

Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, les résonateurs du premier sous-ensemble sont disposés sur une première face de la paroi opposée à une deuxième face de la paroi sur laquelle sont disposés les résonateurs du deuxième sous-ensemble.

Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, les résonateurs du premier sous-ensemble sont disposés en alternance avec les résonateurs du deuxième sous-ensemble.

La présente invention a également pour objet un module de face avant d’un véhicule destiné à coopérer avec un système de ventilation, de chauffage et/ou d’air climatisé d’un véhicule, le module de face avant comprenant au moins un dispositif de guidage d’un flux d’air participant à délimiter un conduit au travers duquel circule le flux d’air, un organe de ventilation apte à forcer la circulation du flux d’air au travers du dispositif de guidage, un échangeur de chaleur en travers du dispositif de guidage et un dispositif de traitement acoustique caractérisé selon l’une quelconque des caractéristiques précédentes. On comprend ici que le dispositif de traitement acoustique forme tout ou partie du dispositif de guidage, et qu’il y a une continuité entre le conduit du dispositif de traitement acoustique et le conduit du dispositif de guidage.

D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :

est une représentation schématique d’une face avant d’un véhicule automobile équipé d’un module de face avant dans lequel est monté un dispositif de traitement acoustique selon l’invention ;

est une représentation en perspective d’un premier mode de réalisation du dispositif de traitement acoustique selon l’invention ;

est une représentation en perspective des résonateurs et d’un conduit du dispositif de traitement acoustique illustré sur la , une paroi du dispositif de traitement acoustique ayant été retirée pour rendre visible les résonateurs ;

est une coupe transversale du dispositif de traitement acoustique illustré sur la ;

est une coupe transversale d’une variante du dispositif de traitement acoustique ;

est un schéma illustrant la réduction d’énergie acoustique réalisée par le dispositif de traitement acoustique de la pour des ondes acoustiques d’une fréquence de 490Hz et pour des ondes acoustiques d’une fréquence de 900Hz ;

est un schéma permettant une comparaison entre d’une part l’efficacité du dispositif de traitement acoustique de la , apte à gérer un traitement acoustique des ondes d’une première fréquence de 292Hz et d’une deuxième fréquence de 584Hz, et d’autre part l’efficacité de deux dispositifs de traitement acoustique de l’art antérieur traitant chacun distinctement les ondes de première fréquence et les ondes de deuxième fréquence ;

est une représentation schématique d’une variante de réalisation de l’invention, et plus particulièrement d’une face de la paroi délimitant le conduit dans lequel débouchent les résonateurs, rendant visible un décalage axial des résonateurs au sein d’une même rangée ;

est une coupe longitudinale d’une variante du dispositif de traitement acoustique illustré sur la ;

est un schéma illustrant la réduction d’énergie acoustique réalisée par le dispositif de traitement acoustique de la pour des ondes acoustiques d’une fréquence de 292Hz et pour des ondes acoustiques d’une fréquence de 584Hz.

Les caractéristiques, variantes et les différentes formes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes par rapport aux autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolée des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique et/ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur.

Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence.

Dans la description détaillée qui va suivre, les dénominations « longitudinale », « transversale » et « verticale » se réfèrent à l’orientation d’un dispositif de traitement acoustique selon l’invention. Une direction longitudinale correspond à une direction principale de circulation d’un flux d’air au travers du dispositif de traitement acoustique et un axe d’allongement d’un conduit du dispositif de traitement acoustique, cette direction longitudinale étant parallèle à un axe longitudinal L d’un repère orthonormé L, V, T illustré sur les figures. Une direction transversale et une direction verticale correspondent à des directions perpendiculaires à la direction longitudinale, respectivement parallèles à un axe transversal T et à un axe vertical V du repère L, V, T.

Sur la est illustré un dispositif de traitement acoustique 1 selon l’invention configuré pour être installé au sein d’un module de face avant 100 d’un véhicule 101. Un tel module de face avant 100 comprend par exemple au moins un dispositif de guidage 102 d’un flux d’air participant à délimiter un conduit 2 au travers duquel circule le flux d’air, un organe de ventilation 104 apte à forcer la circulation du flux d’air au travers du dispositif de guidage, un échangeur de chaleur 106 du flux d’air circulant à travers le dispositif de guidage et le dispositif de traitement acoustique 1 selon l’invention. Plus particulièrement, l’organe de ventilation force la circulation d’un flux d’air à travers le dispositif depuis l’environnement extérieur du véhicule au travers du dispositif de guidage, et l’échangeur de chaleur est installé au travers du conduit 2 et configuré pour pouvoir refroidir un liquide circulant par ailleurs au sein de cet échangeur de chaleur à des fins de refroidissement, dans une autre zone du véhicule, d’un pack-batterie.

L’utilisation de l’organe de ventilation génère des ondes acoustiques à différentes fréquences, qui se propagent à travers le module de face avant. Le dispositif de traitement acoustique 1 est configuré pour atténuer l’énergie acoustique des ondes acoustiques qui peuvent être perçues à l’extérieur du véhicule et/ou par un utilisateur du véhicule. Le dispositif de traitement acoustique 1 peut notamment être agencé au niveau de l’entrée du module de face avant, à savoir une bouche d’aspiration 108, ou au niveau de la sortie du module de face avant, à savoir une bouche de soufflage 110.

Quelle que soit la position du dispositif de traitement acoustique 1 par rapport au dispositif de guidage, le dispositif de traitement acoustique 1 participe à délimiter le conduit 2 au travers duquel le flux d’air est forcé de circuler. Plus particulièrement, et comme illustré sur la , le dispositif de traitement acoustique 1 comprend au moins une paroi 4, et plus particulièrement une face interne 6, qui participe à délimiter au moins en partie le conduit 2 au travers duquel le flux d’air est apte à circuler.

La face interne 6 de la paroi 4 est configurée de sorte à délimiter le conduit 2 autour d’un axe d’allongement A s’étendant parallèlement au sens de circulation du flux d’air à travers le conduit 2.

La paroi 4 comprend plus particulièrement quatre pans, dont deux pans transversaux 10 et deux pans verticaux 8 s’étendant respectivement dans des plans sensiblement perpendiculaires aux plans dans lesquels s’inscrivent les pans transversaux 10, la face interne de la paroi étant définie par les faces internes successives des différents pans. Les pans sont agencés de sorte qu’une section du conduit 2 délimité par la paroi 4 vue dans un plan perpendiculaire à l’axe d’allongement A prend une forme globalement rectangulaire délimitée transversalement par les faces internes 6 des pans transversaux 10 et verticalement par les faces internes 6 des pans verticaux 8. On peut également définir une ouverture d’entrée 12 du conduit 2 et une ouverture de sortie 14 dudit conduit 2 définissant la dimension longitudinale du conduit 2 au travers du dispositif de traitement acoustique 1. Les termes « entrée » et « sortie » sont notamment choisis par rapport au sens de circulation du flux d’air au travers du conduit 2.

Afin de traiter l’énergie acoustique au travers du conduit 2 du dispositif de traitement acoustique 1, ce dernier comprend au moins un réseau de résonateurs 16 formé par une ou plusieurs rangées 18 de résonateurs 16 disposés dans la paroi 4 autour du conduit 2. Chaque résonateur 16 d’une rangée 18 de résonateurs 16 comprend au moins une cavité 20 disposée dans la paroi 4 et un col 22 reliant ladite cavité 20 au conduit 2. Les résonateurs 16 sont avantageusement des résonateurs d’Helmholtz. Tel que cela a été précisé précédemment, des résonateurs sont agencés dans une même rangée 18 dès lors qu’ils sont agencés autour d’une même section du conduit 2 vue dans un plan perpendiculaire à l’axe d’allongement A, c’est-à-dire dès lors qu’un même plan, ici transversal et vertical, passe par chacun de ces résonateurs. Les différentes figures de la présente demande illustrent un dispositif de traitement acoustique dans une application à encombrement réduit, ici un module de face avant, qui implique la présence d’une unique rangée de résonateurs. Mais ce qui va être décrit par la suite convient également à des dispositifs de traitement acoustique dans lesquels plusieurs rangées de résonateurs sont agencées, dès lors qu’au moins une des rangées reprend les caractéristiques qui vont être décrites.

Comme mentionné ci-dessus et tel qu’illustré sur les figures 3 à 5, 8 et 9, chacun des résonateurs comprend une cavité 20 et un col 22 reliant la cavité 20 au conduit 2, les résonateurs étant rendus visibles sur ces figures par le masquage de la paroi délimitant le conduit 2. Plus particulièrement, la paroi 4 présente une épaisseur mesurée le long d’une direction perpendiculaire à l’axe d’allongement A entre la face interne 6 de la paroi 4 tournée vers le conduit et une face externe 24 opposée, et les cavités 20 sont disposées dans l’épaisseur de la paroi 4. Le col 22 de chacun des résonateurs 16 s’étend également dans l’épaisseur de la paroi 4 en débouchant d’une part dans la cavité 20 et d’autre part dans le conduit 2.

Les cavités 20 prennent une forme globalement parallélépipédique dans la paroi 4 en présentant une section sensiblement rectangulaire vue dans un plan perpendiculaire à l’axe d’allongement A. Les cols 22 présentent quant à eux une forme globalement cylindrique de section circulaire entre la cavité 20 et le conduit 2.

Selon l’invention, au moins pour une dimension D donnée de la cavité 20 ou du col 22, un ou plusieurs résonateurs 16 de la rangée 18 présentent une valeur de dimension D différente de la valeur de dimension D correspondante d’au moins un autre résonateur 16 de la même rangée 18. La différence de valeurs de la dimension D d’un résonateur à l’autre au sein d’une même rangée 18 permet de traiter des ondes acoustiques à deux fréquences différentes, les ondes acoustiques d’une première fréquence étant par exemple traitées principalement par les résonateurs 16 d’un dimensionnement donné, tandis que les ondes acoustiques d’une deuxième fréquence distincte de la première fréquence sont traitées principalement par un résonateur 16 d’un autre dimensionnement. Le dispositif de traitement acoustique 1 développé selon l’invention permet ainsi de diminuer la perception d’une plus grande plage fréquentielle d’ondes par le conducteur et/ou le passager présent dans l’habitacle.

De plus, au moins un résonateur 16 de la rangée 18 des résonateurs 16 présente une dimension D donnée identique à la dimension D correspondante de ces résonateurs 16 voisins. On comprend que les résonateurs 16 ne sont pas tous différents les uns des autres au sein d’un même rangée 18, au moins selon une dimension D donnée.

On peut ainsi définir que la rangée 18 de résonateurs 16 comprend un premier sous-groupe 26 de résonateurs 16 présentant une dimension D donnée d’une première valeur et au moins un deuxième sous-groupe 28 de résonateurs 16 présentant une deuxième valeur de la dimension D donnée, différente de la première valeur. Plus généralement, selon l’invention, les résonateurs 16 peuvent être regroupés en un nombre défini de sous-groupes pour traiter l’énergie acoustique pour ce nombre défini de fréquences de propagation distinctes.

A propos des dimensions D mentionnées auparavant dans la description, le terme « dimension D donnée » du résonateur 16 est notamment une dimension D de référence choisie dudit résonateur 16, la « dimension D correspondante » correspondant à la dimension D donnée dudit résonateur 16 mesurée sur un autre résonateur 16 de même rangée 18. On comprend que, par exemple, on choisit comme dimension D donnée la longueur D2 de la cavité 20 d’un résonateur 16, la dimension D correspondant sur un autre résonateur 16 étant la longueur D2 de la cavité 20 dudit autre résonateur 16, les deux longueurs D2 étant différentes l’une de l’autre.

La dimension D donnée peut être choisie parmi une hauteur D1 de la cavité 20, une longueur D2 de la cavité 20, une largeur D3 de la cavité 20, une hauteur D4 du col 22 et/ou un rayon D5 du col 22, cette liste n’étant pas exhaustive.

La hauteur D1 d’une cavité 20 correspond à la plus grande distance de la cavité 20 mesurée le long d’une direction parallèle à un axe d’extension du col 22.

La longueur D2 d’une cavité 20 correspond à la plus grande distance de la cavité 20 mesurée le long d’une direction parallèle à l’axe d’allongement A du conduit 2.

La largeur D3 d’une cavité 20 correspond à la plus grande distance de la cavité 20 mesurée le long d’une direction perpendiculaire à l’axe d’allongement A du conduit 2 et à un axe d’extension du col 22.

La hauteur D4 d’un col 22 correspond à la plus grande distance du col 22 mesurée le long d’une direction parallèle à un axe d’extension du col 22 entre une débouchure du col 22 dans la cavité 20 et une débouchure du col 22 dans le conduit 2.

Le rayon D5 d’un col 22 correspond à la moitié de la plus grande distance mesuré le long d’une direction perpendiculaire à l’axe d’extension du col 22.

A titre d’exemple, un dispositif de traitement acoustique selon l’invention peut être configuré de telle sorte que le premier sous-groupe 26 de résonateurs 16 peut traiter des ondes acoustiques dont la fréquence est comprise entre 400Hz et 500Hz, par exemple 450Hz le deuxième sous-groupe 28 de résonateurs 16 pouvant traiter des ondes acoustiques dont la fréquence est comprise entre 850Hz et 950Hz, par exemple 900Hz.

Dans un autre essai, les inventeurs ont pu valider l’efficacité d’un dispositif dans lequel on distingue un premier sous-groupe 26 de résonateurs 16, dimensionnés pour traiter des ondes acoustiques dont la fréquence est comprise entre 250Hz et 300Hz, par exemple 292Hz, et un deuxième sous-groupe 28 de résonateurs 16, dimensionnés pour traiter des ondes acoustiques dont la fréquence est comprise entre 550Hz et 600Hz, par exemple 584Hz.

On va maintenant décrire plus en détails un exemple de réalisation dans lequel le dimensionnement des résonateurs 16 du premier sous-groupe 26 est configuré pour traiter acoustiquement des ondes acoustiques présentant une fréquence de 450Hz, et dans lequel le dimensionnement des résonateurs 16 du deuxième sous-groupe 28 est configuré pour traiter acoustiquement des ondes acoustiques présentant une fréquence de 900Hz.

Dans la suite de la description, la description des caractéristiques d’un résonateur 16 du premier sous-groupe 26 peut s’appliquer à l’ensemble des résonateurs 16 du premier sous-groupe 26. De façon équivalente, la description des caractéristiques d’un résonateur 16 du deuxième sous-groupe 28 peut s’appliquer à l’ensemble des résonateurs 16 du deuxième sous-groupe 28.

Ici, la longueur D2 des résonateurs 16 du premier sous-groupe 26 et des résonateurs 16 du deuxième sous-groupe 28 est identique et égale à 80,0mm.

Dans cet exemple particulier, le résonateur 16 du premier sous-groupe 26 présente une première hauteur D11 de cavité 20 comprise entre 22,0mm et 24,5mm. Plus particulièrement, la première hauteur D11 de cavité 20 du résonateur 16 du premier sous-groupe 26 est de 23,5mm.

De plus, le résonateur 16 du premier sous-groupe 26 présente une première largeur D31 de cavité 20 comprise entre 30,0mm et 33,5mm. Plus particulièrement, la première largeur D31 de cavité 20 du résonateur 16 du premier sous-groupe 26 est de 31,7mm.

Le résonateur 16 du premier sous-groupe 26 présente également une première hauteur D41 de col 22 comprise entre 1,9mm et 2,1mm. Plus particulièrement, la première hauteur D41 de col 22 du résonateur 16 du premier sous-groupe 26 est de 2,0mm.

Enfin, le résonateur 16 du premier sous-groupe 26 présente un premier rayon R51 de col 22 compris entre 9,0mm et 10mm. Plus particulièrement, le premier rayon R51 de col 22 du résonateur 16 du premier sous-groupe 26 est de 9,5mm.

Le dimensionnement du résonateur 16 du deuxième sous-groupe 28 se distingue en ce qu’il présente une deuxième hauteur D12 de cavité 20 comprise entre 34,5mm et 38,0mm. Plus particulièrement, la deuxième hauteur D12 de cavité 20 du résonateur 16 du deuxième sous-groupe 28 est de 36,3mm.

De plus, le résonateur 16 du deuxième sous-groupe 28 présente une deuxième largeur D32 de cavité 20 comprise entre 47,5mm et 52,5mm. Plus particulièrement, la deuxième largeur D32 de cavité 20 du résonateur 16 du deuxième sous-groupe 28 est de 50,0mm.

Le résonateur 16 du deuxième sous-groupe 28 présente également une deuxième hauteur D42 de col 22 comprise entre 16,0mm et 18,0mm. Plus particulièrement, la deuxième hauteur D42 de col 22 du résonateur 16 du deuxième sous-groupe 28 est de 17,0mm.

Enfin, le résonateur 16 du deuxième sous-groupe 28 présente un deuxième rayon D52 de col 22 compris entre 9,5mm et 10,5mm. Plus particulièrement, le deuxième rayon D52 de col 22 du résonateur 16 du deuxième sous-groupe 28 est de 10,0mm.

Tel qu’illustré sur la , qui reflète la quantité d’énergie acoustique atténuée, définie par le rapport entre quantité d’énergie en entrée et quantité d’énergie en sortie, en fonction des fréquences des ondes acoustiques au sein du conduit équipé du dispositif de traitement acoustique, le dimensionnement des résonateurs 16 du premier sous-groupe 26 permet d’atténuer des ondes acoustiques de fréquence de 450Hz, notamment ici en réduisant d’environ 17dB l’énergie acoustique de ces ondes se propageant dans le conduit, tandis que le dimensionnement des résonateurs 16 du deuxième sous-groupe 28 permet d’atténuer des ondes acoustiques de fréquence de 900Hz, notamment ici en réduisant d’environ 22dB l’énergie acoustique de ces ondes se propageant dans le conduit.

La présence de résonateurs 16 du premier sous-groupe 26 et de résonateurs 16 du deuxième sous-groupe 28 autour du conduit 2 permet de traiter à la fois des ondes acoustiques d’une première fréquence et des ondes acoustiques d’une deuxième fréquence. Les inventeurs ont pu constater qu’un tel traitement acoustique combiné permet de traiter efficacement des ondes acoustiques de deux fréquences différentes, sans que l’efficacité du traitement acoustique pour chaque fréquence propre ne soit réduite de manière préjudiciable. A titre d’exemple, la illustre en trait plein la quantité d’énergie acoustique réduite avec un dispositif de traitement acoustique selon l’invention, configuré pour traiter de manière combinée des ondes acoustiques d’une première fréquence de 292Hz et des ondes acoustiques d’une deuxième fréquence de 584Hz. Il est notable sur cette figure qu’un dispositif spécifiquement configuré pour traiter les ondes acoustiques à cette première fréquence permet de réduire plus fortement le niveau sonore, tel que cela est visible en traits pointillés, et qu’un dispositif spécifiquement configuré pour traiter les ondes acoustiques à cette deuxième fréquence permet de réduire plus fortement le niveau sonore, tel que cela est visible en traits mixtes, mais les inventeurs ont pu constater que la performance maximale réduite pour chaque fréquence est avantageusement comblée par l’intérêt d’avoir une large plage de fréquences traitées efficacement par un même dispositif de traitement acoustique.

Dans l’exemple illustré sur les figures 3 et 4, les résonateurs 16 de la rangée 18 de résonateurs 16 présentant une même dimension D donnée sont disposés les uns à la suite des autres autour du conduit 2. Le premier sous-groupe 26 de résonateurs 16 est ainsi disposé sur une première portion du dispositif de traitement acoustique 1 tandis que le deuxième sous-groupe 28 de résonateurs 16 est disposé sur une deuxième portion du dispositif de traitement acoustique 1 distincte de la première portion. Plus particulièrement, dans cet exemple, le premier sous-groupe 26 est disposé à la fois sur l’un des pans verticaux 8 et l’un des pans transversaux 10 tandis que le deuxième sous-groupe 28 est disposé à la fois sur l’autre pan vertical 8 et l’autre pan transversal 10 de la paroi 4.

Selon un exemple alternatif de l’invention illustré sur la , les résonateurs 16 du premier sous-groupe 26 de résonateurs 16 sont disposés en alternance avec les résonateurs 16 du deuxième sous-groupe 28 de résonateurs 16. On comprend que les résonateurs 16 du premier sous-groupe 26 et les résonateurs 16 du deuxième sous-groupe 28 sont disposés sur chacun des pans verticaux 8 et des pans transversaux 10 de la paroi 4 de sorte qu’au moins un résonateur 16 du premier sous-groupe 26 soit encadré par deux résonateurs 16 du deuxième sous-groupe 28, et qu’au moins un résonateur 16 du deuxième sous-groupe 28 soit encadré par deux résonateurs 16 du premier sous-groupe 26.

On va maintenant décrire une fonctionnalité différente et qui peut être mise en œuvre de façon complémentaire à ce qui vient d’être décrit. Les résonateurs 16 d’une même rangée peuvent également se distinguer du fait de leur positionnement axial au sein du conduit, de manière complémentaire à leur distinction par leur dimensionnement.

Tel qu’illustré sur les figures 8 et 9, au moins le col 22 d’un des résonateurs 16 de la rangée 18 de résonateurs 16 est décalé axialement, le long de l’axe d’allongement A, par rapport aux cols 22 des autres résonateurs 16 de la même rangée 18, d’une distance d. Le décalage axial longitudinal du col 22 d’au moins l’un des résonateurs 16 par rapport aux cols 22 des autres résonateurs 16 de la rangée 18 permet d’augmenter la réduction du niveau sonore, et ce dans un encombrement réduit, en jouant sur un phénomène d'interférence de phase, dans une hypothèse de champ d'onde plane.

En d’autres termes, une position le long de l’axe d’allongement A de l’un des cols 22 est différente de la position d’un autre col 22 le long de cet axe d’allongement A. Pour cela, au moins l’un des cols 22 de la rangée 18 de résonateurs 16 est plus proche de l’ouverture d’entrée 12 que de l’ouverture de sortie 14 du conduit 2, et/ou moins l’un des autres cols 22 de la rangée 18 de résonateurs 16 est plus proche de l’ouverture de sortie 14 que de l’ouverture d’entrée 12 du conduit 2.

On peut ainsi définir que la rangée 18 de résonateur 16 comprend au moins un premier sous-ensemble 30 de résonateurs 16 dont les cols 22 sont traversés par un premier plan perpendiculaire à l’axe d’allongement A et un deuxième sous-ensemble 32 dont les cols 22 sont traversés par un deuxième plan perpendiculaire à l’axe d’allongement A, le premier plan et le deuxième plan étant distincts l’un de l’autre. On comprend que les cols 22 des résonateurs 16 du premier sous-ensemble 30 s’alignent les uns par rapport aux autres en s’inscrivant dans le premier plan tandis que les cols 22 des résonateurs 16 du deuxième sous-ensemble 32 s’alignent les uns par rapport aux autres en s’inscrivant dans le deuxième plan.

Dans l’exemple illustré et visible sur les figures 8 et 9, les cols 22 des résonateurs 16 du premier sous-ensemble 30 sont disposés plus proches de l’ouverture d’entrée 12 du conduit 2 que de l’ouverture de sortie 14 du conduit 2, et les cols 22 des résonateurs 16 du deuxième sous-ensemble 32 sont disposés plus proches de l’ouverture de sortie 14 du conduit 2 que de l’ouverture d’entrée 12 du conduit 2.

Une distance d mesurée le long d’une direction parallèle à l’axe d’allongement A entre le col 22 d’un des résonateurs 16 du premier sous-ensemble 30 et le col 22 d’un des résonateurs 16 du deuxième sous-ensemble 32 est comprise entre 30mm et 80mm. Cette distance est ici mesurée le long d’une direction parallèle à l’axe d’allongement A entre des droites perpendiculaires à cet axe d’allongement A et passant par les centres des deux cols 22. A titre d’exemple, une telle distance mesurée entre le col 22 d’un des résonateurs 16 du premier sous-ensemble 30 et le col 22 d’un des résonateurs 16 du deuxième sous-ensemble 32 peut être de l’ordre de 46mm ou de l’ordre de 60mm. Cette distance peut être fonction des caractéristiques dimensionnelles des résonateurs 16 de la rangée et/ou fonction de la fréquence des ondes acoustiques que l’on souhaite traiter.

La illustre de façon schématique le gain acoustique rendu possible par une configuration conforme à ce qui vient d’être décrit, à savoir un décalage axial de certains des cols de résonateurs par rapport à d’autres cols de la même rangée de résonateurs. Les inventeurs ont pu déterminer par le calcul que, pour des résonateurs disposés dans un module de face avant et configurés pour traiter des ondes acoustiques d’une fréquence de 292Hz, un distance d entre les deux sous-ensembles de résonateurs peut avantageusement être égale à 60mm, et que pour des résonateurs disposés dans un module de face avant et configurés pour traiter des ondes acoustiques d’une fréquence de 584Hz, un distance d entre les deux sous-ensembles de résonateurs peut avantageusement être égale à 46mm. La illustre que pour chacune de ces distances d et de la fréquence des ondes acoustiques traitées correspondante, le gain de réduction de l’énergie acoustique est de l’ordre de 20 à 30%. On comprend que pour d’autres fréquences d’ondes acoustiques, cette distance d serait déterminée mathématiquement par les inventeurs pour être optimale et réduire au maximum l’énergie acoustique transmise afin d’éviter qu’elle ne soit perçue par un utilisateur du véhicule ainsi qu’à l’extérieur du véhicule.

Dans une première configuration, illustrée sur la et visible sur la , les résonateurs 16 du premier sous-ensemble 30 sont disposés en alternance avec les résonateurs 16 du deuxième sous-ensemble 32. Autrement dit, au moins un résonateur 16 du premier sous-ensemble 30 est encadré par deux résonateurs 16 du deuxième sous-ensemble 32 et au moins un résonateur 16 du deuxième sous-ensemble 32 est encadré par deux résonateurs 16 du premier sous-ensemble 30.

Alternativement et comme illustré sur la , les résonateurs 16 du premier sous-ensemble 30 peuvent être disposés les uns à la suite des autres, et les résonateurs 16 du deuxième sous-ensemble 32 sont disposés les uns à la suite des autres. Dans l’exemple illustré, les résonateurs 16 du premier sous ensemble 30 sont disposés les uns à la suite des autres en étant disposés sur l’un des pans verticaux 8 tandis que les résonateurs 16 du deuxième sous-ensemble 32 sont disposés les uns à la suite des autres sur l’autre pan vertical 8, mais il sera compris que les résonateurs 16 du premier sous ensemble 30 pourraient également s’étendre sur l’un des pans transversaux 10 tandis que les résonateurs 16 du deuxième sous ensemble 32 pourraient alors s’étendre sur l’autre pan transversal 10.

Dans une variante ici non illustrée, le dispositif de traitement acoustique 1 selon l’invention peut être configuré de sorte que les résonateurs 16 d’une même rangée 18 sont à la fois répartis dans un premier sous-groupe 26 et dans un deuxième sous-groupe 28 comme ceux décrits auparavant dans la description, et dans un premier sous-ensemble 30 et dans un deuxième sous-ensemble 32 comme décrits ci-dessus. On comprend qu’un même résonateur 16 est constitutif à la fois de l’un des sous-groupes et de l’un des sous-ensembles. Un résonateur 16 peut ainsi être constitutif du premier sous-groupe 26 et du premier sous-ensemble 30 ou du deuxième sous-ensemble 32, ou du deuxième sous-groupe 28 et du premier sous-ensemble 30 ou du deuxième sous-ensemble 32.

L’invention telle qu’elle vient d’être décrite à travers plusieurs modes de réalisation permet d’atteindre le but qu’elle s’était fixé, à savoir l’optimisation de la diminution d’énergie acoustique transmise et susceptible d’être perçue par l’utilisateur d’un véhicule automobile ainsi qu’à l’extérieur du véhicule, dans une application d’un dispositif de traitement acoustique avec des résonateurs disposés dans un environnement à l’encombrement réduit. Le dimensionnement différent des résonateurs au sein d’une même rangée de résonateurs permet avantageusement d’augmenter la plage de fréquences des ondes acoustiques susceptibles d’être traitées de manière efficace par le dispositif de traitement acoustique et permet la mise en œuvre de dispositif de traitement acoustique avec un nombre réduit de rangées de résonateurs.

La présente invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations décrits et illustrés ici et elle s’étend également à tout moyen et configuration équivalents ainsi qu’à toute combinaison techniquement opérante de tels moyens. En particulier, les exemples de dimensionnements et de répartition des résonateurs 16 dans le dispositif de traitement acoustique 1 sont donnés à titre indicatif et ne sont pas limitatifs de l’invention.

Claims (9)

1. Dispositif de traitement acoustique (1) destiné à équiper un système de refroidissement d’un véhicule, le dispositif de traitement acoustique (1) comprenant au moins une paroi (4) participant à délimiter un conduit (2) de circulation d’un flux d’air, ledit conduit (2) étant agencé autour d’un axe d’allongement (A) parallèlement au sens de circulation d’un flux d’air à travers le conduit (2), le dispositif de traitement acoustique (1) comprenant au moins un réseau de résonateurs (16) formé par une ou plusieurs rangées (18) de résonateurs (16) disposés autour du conduit (2), chaque résonateur (16) d’une rangée (18) de résonateurs (16) comprenant au moins une cavité (20) disposée dans la paroi (4) et un col (22) reliant ladite cavité (20) au conduit (2), caractérisé en ce que, au moins pour une dimension (D, D1, D11, D12, D2, D3, D31, D32, D4, D41, D42, D5, D51, D52) donnée de la cavité (20) ou du col (22), au moins un résonateur (16) de la rangée (18) présente une valeur différente de la valeur de la dimension correspondante des autres résonateurs (16) de la rangée (18).
2. Dispositif de traitement acoustique (1) selon la revendication précédente, dans lequel la dimension (D, D1, D11, D12, D2, D3, D31, D32, D4, D41, D42, D5, D51, D52) donnée correspond à une hauteur (D1, D11, D12) de la cavité (20) mesurée le long d’une direction parallèle à un axe d’extension du col (22).
3. Dispositif de traitement acoustique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la dimension (D, D1, D11, D12, D2, D3, D31, D32, D4, D41, D42, D5, D51, D52) donnée correspond à une largeur (D3, D31, D32) de la cavité (20) mesurée le long d’une direction perpendiculaire à l’axe d’allongement (A) du conduit (2) et à un axe d’extension du col (22).
4. Dispositif de traitement acoustique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la dimension (D, D1, D11, D12, D2, D3, D31, D32, D4, D41, D42, D5, D51, D52) donnée correspond à une hauteur (D4, D41, D42) du col (22) mesurée le long d’une direction parallèle à un axe d’extension du col (22).
5. Dispositif de traitement acoustique 1 selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la dimension (D, D1, D11, D12, D2, D3, D31, D32, D4, D41, D42, D5, D51, D52) correspond à un rayon (D5, D51, D52) du col (22) mesuré le long d’une direction perpendiculaire à l’axe d’extension du col (22).
6. Dispositif de traitement acoustique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la rangée (18) de résonateurs (16) comprend un premier sous-groupe (26) de résonateurs (16) présentant une dimension (D, D1, D11, D12, D2, D3, D31, D32, D4, D41, D42, D5, D51, D52) donnée d’une première valeur et au moins un deuxième sous-groupe (28) de résonateurs (16) présentant une deuxième valeur de la dimension (D, D1, D11, D12, D2, D3, D31, D32, D4, D41, D42, D5, D51, D52) donnée, différente de la première valeur, le premier sous-groupe (26) de résonateurs (16) étant disposé sur une première portion du dispositif de traitement acoustique (1) tandis que le deuxième sous-groupe (28) de résonateurs (16) est disposé sur une deuxième portion du dispositif de traitement acoustique (1) distincte de la première portion.
7. Dispositif de traitement acoustique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la rangée (18) de résonateurs (16) comprend un premier sous-groupe (26) de résonateurs (16) présentant une dimension (D, D1, D11, D12, D2, D3, D31, D32, D4, D41, D42, D5, D51, D52) donnée d’une première valeur et au moins un deuxième sous-groupe (28) de résonateurs (16) présentant une deuxième valeur de la dimension (D, D1, D11, D12, D2, D3, D31, D32, D4, D41, D42, D5, D51, D52) donnée, différente de la première valeur, les résonateurs (16) du premier sous-groupe (26) de résonateurs (16) étant disposés en alternance avec les résonateurs (16) du deuxième sous-groupe (28) de résonateurs (16).
8. Dispositif de traitement acoustique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins le col (22) d’un des résonateurs (16) de la rangée (18) de résonateurs (16) est décalé le long de l’axe d’allongement (A) par rapport aux cols (22) des autres résonateurs (16) de la rangée (18) de résonateurs (16).
9. Module de face avant d’un véhicule destiné à coopérer avec un système de refroidissement d’un véhicule, le module de face avant comprenant au moins un dispositif de guidage d’un flux d’air participant à délimiter un conduit (2) au travers duquel circule le flux d’air, un organe de ventilation apte à forcer la circulation du flux d’air au travers du dispositif de guidage, un échangeur de chaleur disposé en travers du dispositif de guidage et un dispositif de traitement acoustique (1) caractérisé selon l’une quelconque des revendications précédentes.