La présente invention est relative au domaine de la circulation de fluides, plus particulièrement de fluides gazeux dans des conduits, et plus spécifiquement encore la circulation des gaz d'admission et/ou d'échappement dans un véhicule à moteur à combustion interne.

Dans ce contexte, l'invention a pour objet un conduit de circulation de gaz intégrant au moins un dispositif d'atténuation acoustique et un véhicule comprenant au moins un tel conduit.

De nombreuses solutions d'atténuation acoustique des bruits générés par la circulation de gaz dans des conduits ont déjà été proposées, notamment dans l'application précitée.

Ainsi, les brevets FR 2 840 847 et FR 2 864 199 illustrent des exemples de réalisation de conduits intégrant des dispositifs constructifs particuliers pour réaliser une telle atténuation.

Néanmoins, ces dispositifs d'atténuation sont relativement encombrant, forment des excroissances importantes sur certains côtés des conduits, peuvent rendre délicat leur fabrication du fait de formes complexes, et présentent généralement une plage de fréquences atténuées relativement limitée et ciblée.

Des solutions moins encombrantes, dans lesquelles le ou les moyens réalisant l'atténuation sont directement intégrés au conduit concerné, sont également connues.

Un premier type de solutions moins encombrantes est divulgué par exemple par les documents JP 2007 046 481 et EP 1 022 505, et consiste à pourvoir le conduit concerné d'une unique ouverture (préférentiellement obturée par une membrane partiellement perméable) ou d'une unique zone poreuse.

Un second type de solution moins encombrante ressort également des documents EP 1 170 499, EP 1 147 304 et JP 2007 046 481.

Ainsi, le document EP 1 170 499 concerne un conduit extrudé pourvu de trous ou de fentes.

Le document EP 1 147 304 a quant à lui pour objet un conduit de section continûment variable, formé par l'assemblage de deux demi- coques et muni de perforations au niveau des zones d'assemblage des deux demi-coques. Le document JP 2007 046 481 porte également sur une portion de conduit présentant plusieurs zones de paroi à structure poreuse.

Ces conduits à moyens d'atténuation intégrés n'aboutissent toutefois qu'à une diminution limitée du bruit.

II en est de même des constructions de conduits avec moyens d'atténuation divulguées par les documents US 2 189 424, US 2 166 417, US 2010/224159, US 2008/173271 et EP 0 167 252, qui présentent de plus des structures composites et complexes, avec une enveloppe ou paroi de confinement extérieure étanche, l'isolant de son environnement.

Enfin, le document US 2012/292127 présente un conduit pourvu de moyens d'atténuation sous forme de zones localisées perforées de sa paroi, en forme de bandes, réparties le long du conduit et pourvues de parties de paroi additionnelles, rapportées extérieur et également perforées. Cette construction fait également état de performances d'atténuation limitées et d'une structure composite complexe.

Le problème posé à la présente invention consiste à proposer une solution constructivement simple, aisée à fabriquer et fournissant une atténuation notable sur une plage de fréquences relativement large, englobant notamment les différentes fréquences concernées par la circulation de fluides gazeux dans un environnement de moteur à combustion interne.

A cet effet, l'invention a pour objet un conduit de circulation de gaz, notamment d'air, par exemple conduit de circulation d'air associé à un moteur à combustion interne, ledit conduit intégrant au moins un dispositif d'atténuation acoustique, caractérisé en ce que ledit dispositif d'atténuation acoustique comprend au moins une portion longitudinale de conduit dont la section de passage est plus importante, c'est-à-dire supérieure à la section de passage courante du conduit, notamment à des sections de passage de portions de conduit amont et aval attenantes et/ou à la section de passage à l'entrée et/ou à la sortie dudit conduit, et dont la paroi est pourvue d'une pluralité de perforations ou d'ouvertures traversantes analogues, réparties, préférentiellement de manière sensiblement homogène, sur la majeure partie de, avantageusement sur toute la périphérie de ladite portion élargie, ces perforations ou ouvertures débouchant sur l'extérieur.

L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci- après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemple non limitatif, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :

les figures 1A et 1B sont des vues schématiques en coupe, selon un plan contenant l'axe médian, de deux variantes d'un conduit selon un premier mode de réalisation de l'invention, respectivement de forme rectiligne et de forme courbe ;

les figures 2A et 2B sont des vues similaires à celles des figures 1 de deux variantes d'un conduit selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, avec une structure à double paroi ;

la figure 3 est une vue similaire à celles de la figure 2 A, du même conduit avec intégration d'un corps sans effet acoustique, par exemple absorbant les ondes sonores, dans la structure à double paroi ;

les figures 4 et 5 sont des vues similaires à celles des figures 2 et 3, illustrant deux variantes constructives du conduit représenté figure 2 A, à partir de deux (figure 4) ou de trois (figure 5) parties constitutives ;

les figures 6 et 7 sont des vues en coupe selon un plan perpendiculaire à l'axe médian du conduit représenté figure 5, illustrant deux réalisations pratiques de la paroi extérieure de la structure à double paroi par assemblage de deux demi-coques ;

les figures 8 à 10 sont des vues similaires à celles des figures 1 à 5, illustrant trois autres variantes constructives du conduit représenté figure 2A, à partir de trois parties constitutives élémentaires ;

la figure 11A représente des courbes Atténuation/Fréquence d'un conduit, respectivement avec et sans dispositif d'atténuation selon l'invention ;

la figure 11B représente des courbes Atténuation/Fréquence d'un conduit selon l'invention, respectivement sans dispositif d'atténuation (courbe "sans artifice") et avec divers dispositifs d'atténuation du type représenté figure 2A (à double paroi ou double peau), présentant des nombres de perforations externes et des diamètres des perforations externes (en mm) différents, mais avec les données numériques communes suivantes : longueur du dispositif d'atténuation = 130 mm, d = 68 mm, D = 88 mm, perforations peau interne = 12 x 0 7 mm, et,

la figure 11C représente des courbes Atténuation/Fréquence d'un conduit sans dispositif d'atténuation selon l'invention ("sans artifice"), avec une paroi de conduit perforée ("simple peau perforée"), avec un dispositif tel que représenté figure 1 A ("simple peau perforée et décalée") et avec un dispositif tel que représenté figure 2A ("double peau perforée"), avec les données numériques communes suivantes : longueur du dispositif d'atténuation = 200 mm, perforations peau externe = 96 x 0 1 mm, perforations peau interne = 12 x 0 7 mm, d = 69 mm, D = 95 mm.

Les figures 1 à 10 montrent un conduit 1 de circulation de gaz, notamment d'air, par exemple un conduit de circulation d'air associé à un moteur à combustion interne, ledit conduit 1 intégrant au moins un dispositif d'atténuation acoustique 2.

Conformément à l'invention, ledit dispositif d'atténuation acoustique 2 comprend au moins une portion longitudinale de conduit 4 dont la section de passage est plus importante, c'est-à-dire supérieure à la section de passage courante du conduit 1, notamment à des sections de passage de portions de conduit amont 1" et aval " et/ou à la section de passage à l'entrée 6 et/ou à la sortie 6' dudit conduit, et dont la paroi est pourvue d'une pluralité de perforations ou d'ouvertures traversantes analogues 4', réparties, préférentiellement de manière sensiblement homogène, sur la majeure partie de, préférentiellement sur toute la périphérie de ladite portion élargie 4 et débouchant sur l'extérieur.

Les inventeurs ont constaté que l'association d'une augmentation locale de la section de passage et d'une perforation multiple de la paroi de la portion élargie, établissant une communication fluidique répartie et calibrée avec l'environnement extérieur, permettait d'obtenir une atténuation notable du bruit généré par le flux gazeux circulant dans le conduit considéré, ce avec un effet sur une plage fréquentielle élargie.

L'augmentation de la section de passage peut être obtenue par un élargissement circonférentiellement identique et homogène du conduit (avec conservation de la même forme de section) ou par un élargissement non uniforme, mais affectant néanmoins la totalité de la circonférence locale du conduit 1 (par exemple excroissance plus prononcée d'un côté - variante non représentée). De même, les perforations peuvent éventuellement être réparties avec une densité variable, ou même être concentrées sur une partie seulement de la portion de paroi élargie (pour une orientation du bruit diffusé).

Les inventeurs ont constaté que, de manière générale, plus le rapport des sections est grand, meilleure sera l'atténuation acoustique obtenue. Il faut néanmoins tenir compte de l'environnement et de l'encombrement disponible et, de ce fait, un compromis au cas par cas doit être trouvé par l'homme du métier, par exemple dans le domaine de l'alimentation en air des moteurs à combustion interne de véhicules automobiles.

Ainsi, de façon privilégiée, l'élargissement de la portion élargie et perforée 4 par rapport aux portions de conduit amont et aval 1 ", " de section courante est un élargissement circonférentiel de la section de passage par rapport aux portions amont et aval 1", ", à parois continues et pleines, préférentiellement un élargissement uniforme circonférentiellement homogène et correspondant par exemple à un agrandissement du diamètre dans le cas de sections circulaires. Préférentiellement, les perforations 4' sont réparties circonférentiellement et longitudinalement sensiblement sur toute la surface de la paroi de ladite portion élargie et perforée 4, avantageusement avec une répartition sensiblement homogène en termes de densité par unité de surface.

De plus, une répartition de l'augmentation de la section de passage sur sensiblement toute la périphérie ou circonférence du conduit est à privilégier pour conserver une forme générale relativement profilée du conduit 1.

Un compromis optimisé, entre encombrement limité et degré élevé d'atténuation, peut être atteint lorsque la valeur du rapport [section de passage D de la portion de conduit élargie et perforée 4 / section courante d du conduit 1] est comprise entre 1,1 et 3,0, préférentiellement entre 1,3 et 2,0.

Dans la région comprenant le dispositif d'atténuation acoustique 2, le conduit peut présenter une structure sensiblement rectiligne (figures 1 A et 2 à 10) ou, en variante, ce dispositif 2 peut être intégré dans une portion du conduit 1 courbée ou coudée (figure 1B).

Dans les deux variantes précitées, et comme me montrent les figures 1A et 1B, il est avantageusement prévu que l'axe médian de la portion de conduit élargie et perforée 4 faisant partie du ou formant ledit dispositif d'atténuation acoustique 2 est situé dans la continuité des axes médians des portions amont et aval du conduit 1, les formes géométriques des contours de la section de la portion de conduit élargie et perforée 4 et des sections des portions amont et aval du conduit étant préférentiellement de même type, par exemple circulaire.

En accord avec une caractéristique très avantageuse de l'invention, la portion de conduit élargie et perforée 4 forme une pièce d'un seul tenant avec au moins l'une des deux portions de conduit amont et aval 1" et ", le cas échéant avec les deux portions 1" et ", par exemple en tant que pièce venue de moulage.

En accord avec un mode de réalisation préféré de l'invention, ressortant des figures 2 à 10, le dispositif d'atténuation acoustique 2 est formé par une structure à double paroi, avec une portion de paroi tubulaire intérieure perforée 3 s'étendant sensiblement dans la continuité de la paroi du conduit 1 et une portion de paroi tubulaire extérieure perforée 4 entourant ladite portion de paroi intérieure 3, en délimitant entre elles un volume creux 5 en forme de manchon, ladite portion de paroi extérieure 4 correspondant à la portion de conduit élargie et perforée.

La présence d'un dispositif double paroi permet non seulement d'atténuer le phénomène de résonance (sur les figures 11B et 11C dans une plage de fréquences de 200 à 400 Hz environ), mais également d'avoir un effet silencieux pour une autre plage de fréquences plus ciblée (sur la figure 11C, il s'agit de la plage 720 à 880 Hz environ).

La plage de fréquences subissant l'effet "silencieux" est notamment déterminée par le volume entre les deux portions de parois 3 et 4.

De plus, la conservation d'un diamètre interne constant dans le dispositif 2 à double paroi permet de limiter les pertes de charge (absence de modification de la section de passage) et de conserver sensiblement un flux laminaire (en cas d'écoulement laminaire).

Avantageusement, la portion de paroi intérieure 3 est pourvue d'une première perforation 3', par exemple en forme de fente circonférentielle ou quasi-circonférentielle, ou de plusieurs premières perforations 3' présentant des premières dimensions et la portion de paroi extérieure 4 est pourvue d'une pluralité de secondes perforations 4' présentant des secondes dimensions, la ou les première(s) perforation(s) 3' étant plus grande(s) que les secondes perforations 4'.

Pour que les effets d'atténuation des deux peaux perforées, formées par les portions de paroi mutuellement concentriques 3 et 4, s'additionnement au moins partiellement, il est avantageusement prévu selon l'invention que les premières perforations 3' et les secondes perforations 4' ne soient pas coïncidentes entre elles, c'est-à-dire qu'elles ne soient pas mutuellement alignées et qu'elles présentent des répartitions, sur les surfaces des parois desdites portions 3 et 4, propres et distinctes. La présence d'une portion de paroi intérieure 3, dans la continuité de la paroi courante Γ, au niveau du dispositif d'atténuation 2, permet de limiter les perturbations susceptibles de nuire à l'écoulement du fluide dans le conduit 1, de renforcer et de rigidifier localement la structure de ce dernier (affaiblie par la présence des perforations 3', 4') et de former avec la portion de paroi extérieure 4 une chambre d'atténuation, avec deux structures d'atténuation successives (parois perforée 3 et 4) de l'intérieur du conduit 1 vers l'environnement extérieur, l'atténuation fournie par la portion de paroi 4 perforée extérieure restant néanmoins largement prédominante.

Lorsque la portion de paroi intérieure 3 ne comporte qu'une unique perforation 3' sous forme de fente, cette dernière est avantageusement interrompue localement par des ponts de matière assurant la continuité structurelle (fente quasi circonférentielle).

Concernant les caractéristiques des perforations 3' et 4', qui bien entendu influencent les propriétés d'atténuation du dispositif 2, diverses options peuvent être envisagées en fonction des effets recherchés.

Selon une première caractéristique optionnelle, il peut être prévu que la section de passage globale de la ou des première(s) perforation(s) 3' soit au moins deux, préférentiellement au moins trois fois plus grande que la section de passage globale des secondes perforations 4'.

En accord avec une deuxième caractéristique optionnelle, non représentée sur les figures, les premières perforations 3' et/ou les secondes perforations 4' peuvent comprendre au moins deux populations différentes de perforations 3', 4', préférentiellement elliptiques ou circulaires, présentant chacune un diamètre spécifique, différent de celui de l'autre ou des autres population(s) de perforations formant avec elles l'ensemble desdites premières ou secondes perforations 3' ou 4'.

Conformément à une troisième caractéristique possible, ne ressortant pas non plus des dessins annexés, les premières 3' et/ou les secondes 4' perforations peuvent comprendre des perforations de dimensions variables, arrangées au niveau de la ou des portions de paroi intérieure 3 et/ou extérieure 4 selon un gradient de répartition par taille, lesdites perforations présentant des sections de passage décroissantes dans la direction de circulation du flux, et éventuellement selon un gradient de répartition par densité de perforations par unité de surface, leur densité augmentant ou diminuant dans la direction de circulation du flux. Les options ressortant des trois caractéristiques précitées peuvent éventuellement, au moins en partie, être mises en œuvre cumulativement.

Avantageusement, mais non limitativement, la structure 2 à double paroi, comprenant deux portions de paroi 3 et 4 cylindriques, perforées et concentriques, préférentiellement à sections circulaires ou elliptiques, est située sensiblement à mi-distance entre les deux extrémités opposées 6 et 6' dudit conduit 1, formant l'entrée et la sortie de ce dernier.

Comme le montre la figure 3 à titre d'exemple, un corps 7 sans effet acoustique, préférentiellement en matériau hydrophobe et perméable au(x) gaz susceptible(s) de circuler dans le conduit 1, peut être disposé dans le volume 5 délimité entre les portions de paroi intérieure 3 et extérieure 4 sur toute la circonférence dudit conduit 1, préférentiellement en s 'étendant circonférentiellement et longitudinalement dans la totalité dudit manchon creux.

En termes de réalisation constructive et de fabrication du conduit 1 intégrant au moins un dispositif 2 d'atténuation acoustique, sous forme de simple portion de paroi élargie et perforée ou de structure à double paroi, différentes variantes peuvent être envisagées.

Ainsi, pour les modes de réalisation des figures 1A et 1B, le conduit 1 peut être réalisé d'un seul tenant en un matériau thermoplastique, avec la portion de conduit élargie et perforée 4, les portions de conduit amont 1 " et aval " et les structures de raccordement au niveau des entrée 6 et sortie 6'.

Pour les modes de réalisation des figures 2 A, 2B et 3, le conduit 1 peut également être réalisé entièrement, inclusivement les deux portions de paroi 3 et 4 constituant la structure à double paroi 2, en un matériau thermoplastique, ledit conduit 1 avec ladite structure 2 étant néanmoins formé par assemblage de deux parties 8, 8', 8" au moins, fabriquées séparément (voir figures 4 à 10).

En accord avec une première variante constructive, ressortant de la figure 4, le conduit 1 peut comprendre deux parties 8 et 8' dont chacune incorpore respectivement l'une des portions de conduit amont et aval 1", " et qui sont assemblées par emboîtement mutuel au niveau de la structure 2 à double paroi, à savoir une première partie 8 formée d'un seul tenant avec la portion de paroi intérieure 3 perforée et une seconde partie 8' formée d'un seul tenant avec la portion de paroi extérieure 4 perforée, ledit emboîtement, selon la direction longitudinale du conduit 1, étant verrouillé au moins au niveau de l'une des zones de contact entre les deux parties 8 et 8'.

Comme le montre également la figure 4, le verrouillage est avantageusement réalisé par accrochage mécanique, par exemple par encliquetage, du bord libre de la portion de paroi extérieure 4 sur une collerette ou une nervure radiale externe analogue 9 formée sur la face extérieure de la paroi Γ du conduit 1 (éventuel collage ou éventuelle soudure supplémentaire).

La liaison par collage ou par soudure peut, le cas échéant, réaliser seule le verrouillage de l'emboîtement.

En accord avec une deuxième variante de réalisation constructive, ressortant des figures 5 à 7, le conduit 1 peut être formé d'un seul tenant avec les portions 1" et ", avec la portion de paroi intérieure 3 perforée et avec deux collerettes ou nervures radiales externes analogues 10 et 10', entre lesquelles s'étend ladite portion de paroi intérieure 3 perforée, la portion de paroi extérieure 4 perforée étant formée de deux demi-coquille 11 et 1 Γ indépendantes ou reliées par une liaison charnière 12, et étant rapportée sur le conduit 1 par montage sur lesdites collerettes ou nervures 10 et 10' et verrouillage en position par encliquetage double ou simple 13.

Avant montage, les deux demi-coquilles 11 et 1 Γ peuvent être deux pièces indépendantes (figure 7) ou ne former qu'une seule pièce, les deux parties 11 et 1 Γ étant reliées par une charnière film (figure 6).

Enfin, selon une troisième variante de réalisation, illustrée sur les figures 8 à 10 par trois exemples pratiques, le conduit 1 peut également être formé de trois parties 8, 8', 8" assemblées par emboîtement au niveau du dispositif 2 à double paroi, avec verrouillage par encliquetage ou par soudure, à savoir une première partie 8 comprenant une portion de conduit amont ou aval et la majeure partie de la portion de paroi extérieure 4, une seconde partie 8' comprenant une portion de conduit aval ou amont et la partie complémentaire de la portion de paroi extérieure 4 et une troisième partie 8" formant la portion de paroi intérieure 3.

Préférentiellement dans les trois variantes précitées, la pièce monobloc ou les parties 8, 8', 8" constituant le conduit 1 avec le dispositif 2 est(sont) directement réalisée(s) par moulage par injection avec les premières et/ou secondes perforations 3', 4'. En relation avec les exemples représentés aux figures annexées, et à titre d'exemples non limitatifs de dimensionnements possibles, l'invention peut prévoir que la paroi 2 présente une extension longitudinale, selon l'axe du conduit 1, comprise entre 100 et 200 mm, préférentiellement de l'ordre de 150 mm, et en ce que la distance séparant les portions de paroi intérieure et extérieure 3 et 4 est comprise entre 3 et 20 mm, préférentiellement entre 4 et 15 mm.

Les figures 11 A, 11B et 11C illustrent les performances d'atténuation de l'invention en relation avec différentes variantes de réalisation, notamment en termes de dimensionnement et de nombre de perforations 4'.

Dans le cadre de l'application préférentielle de l'invention (ligne d'admission d'air), le diamètre des perforations 3 est généralement compris entre 5 mm et 15 mm environ et celui des perforations 4 entre 0,5 mm et 2 mm environ.

Les inventeurs ont constaté que le degré d'atténuation fourni par le dispositif 2 dépend notamment de la surface totale des perforations 4' de la portion de paroi 4 (le cas échéant extérieure). En effet, plus la surface de passage totale est importante (somme des différentes sections de passage des perforations 4'), plus on tendra vers une atténuation à la bouche. Néanmoins, il y a lieu de tenir compte du bruit rayonné dans l'environnement et des passages de gaz (perte de flux, de pression) à travers les perforations 4, et donc aboutir à un compromis en fonction des priorités fixées.

L'invention concerne également un véhicule automobile comprenant au moins un circuit de circulation d'air, caractérisé en ce que ce ou ces circuit(s) incorpore(nt) au moins un conduit 1 tel que décrit précédemment.

La solution proposée par l'invention permet, en particulier, en relation avec un conduit de circulation de gaz faisant partie d'une ligne d'admission d'air de :

- traiter les phénomènes de résonnance : la géométrie de la ligne d'admission d'air (en particulier la longueur) va naturellement provoquer un phénomène de résonnance qui va être nuisible à certains régimes du moteur. Le dispositif 2 permet de "casser" ce phénomène de résonnance, - traiter une fréquence ou une plage de fréquences précise (effet silencieux) : la mise en œuvre d'un dispositif 2 à double paroi aboutit également à un "effet silencieux", avec une atténuation du bruit à une certaine fréquence, qui va dépendre des paramètres du dispositif 2 (en particulier le volume entre deux portions de paroi).

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.