Dans les véhicules automobiles équipés d'un moteur thermique, le silencieux d'échappement, ou tout autre volume d'échappement équipant la ligne d'échappement à laquelle est relié le moteur est une source importante de rayonnements acoustiques engendrant des nuisances sonores pour l'en- vironnement.

Afin de réduire les émissions acoustiques, il a été envisagé que l'en- veloppe extérieure du volume d'échappement soit formée, sur toute la sur- face externe du volume d'échappement, par deux couches superposées en- tre lesquelles est interposé un matériau isolant phonique tel que des fibres de céramique ou un treillis métallique.

L'utilisation d'un matériau stratifié pour former l'enveloppe du pot d'échappement conduit à une augmentation du poids de celui-ci et rend sa fabrication relativement complexe.

L'invention a pour but de proposer un volume d'échappement permet- tant de réduire les émissions sonores, et dont la masse est réduite.

A cet effet, l'invention a pour objet un volume d'échappement du type précité, caractérisé en ce que les dimensions de la pièce de couverture et la liaison entre la pièce de couverture et la paroi continue sont telles que, pour au moins une fréquence d'excitation du volume d'échappement comprise entre 200 Hz et 4 kHz, la pièce de couverture et la paroi continue vibrent avec un déphasage supérieur à 90°.

Suivant des modes particuliers de réalisation, le volume d'échappe- ment comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :

- la surface totale de la paroi continue recouverte par la ou chaque pièce de couverture est comprise entre 10 % et 50 % de la surface totale de ladite paroi continue ; - les dimensions de la pièce de couverture et la liaison entre la pièce de couverture et la paroi continue sont telles que, pour au moins une fré- quence d'excitation du volume d'échappement comprise entre 200 Hz et 4 kHz, la pièce de couverture et la paroi continue vibrent en opposition de phase ; - les dimensions de la pièce de couverture et la liaison entre la pièce de couverture et la paroi continue sont telles que, pour au moins une fré- quence d'excitation du volume d'échappement comprise entre 200 Hz et 4 kHz, la pièce de couverture et la paroi continue vibrent avec un déphasage compris entre 90° et 270° pour au moins 20 % des fréquences ; - ladite paroi continue est une paroi libre essentiellement lisse ; - une unique pièce de couverture est rapportée sur une paroi conti- nue, et ladite région repérée suivant laquelle est rapportée ladite pièce de couverture s'étend sensiblement au centre de la développée de ladite paroi continue ; - il comporte au moins deux pièces de couverture rapportées sur une paroi continue, et le barycentre des pièces de couverture se situe sensible- ment au centre de la développée de ladite surface continue ; - il comporte une paroi transversale disposée à l'intérieur de ladite en- veloppe et délimitant dans celle-ci deux chambres adjacentes, et ladite pièce de couverture est rapportée le long de ladite paroi transversale ; - ladite pièce de couverture est rapportée le long de ladite enveloppe extérieure ; - ladite enveloppe extérieure comporte au moins deux demi-coquilles solidarisées suivant un joint, et ladite pièce de couverture est solidarisée aux deux demi-coquilles dans au moins deux régions dudit joint ; - ladite pièce de couverture est soudée au moins partiellement suivant sa périphérie à ladite paroi ; - ladite paroi continue présente une cuvette dans laquelle est confinée ladite pièce de couverture ;

- il comporte un matériau amortisseur interposé entre la paroi et la pièce de couverture ; et - ladite pièce de couverture est accolée sur l'essentiel de sa surface contre ladite paroi continue.

L'invention a également pour objet l'utilisation, dans un volume d'échappement, pour réduire les émissions sonores produites par le volume d'échappement comportant une enveloppe extérieure délimitant un passage de circulation des gaz, et comportant au moins une paroi continue, d'au moins une pièce de couverture rapportée le long de la paroi continue, la ou chaque pièce de couverture s'étendant seulement sur une région repérée réduite de ladite paroi continue, les dimensions de la pièce de couverture et la liaison entre la pièce de couverture et la paroi continue étant telles que, pour au moins une fréquence d'excitation du volume d'échappement com- prise entre 200 Hz et 4 kHz, la pièce de couverture et la paroi continue vi- brent avec un déphasage supérieur à 90°.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux des- sins, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique et en perspective d'un premier mode de réalisation d'un silencieux d'échappement selon l'invention ; - la figure 2 est une courbe montrant, dans un silencieux selon l'invention, la différence de phase entre une paroi et une pièce de couverture rapportée en fonction de la fréquence ; - la figure 3 est une vue schématique de l'installation expérimentale de mesure permettant d'obtenir la courbe de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue schématique en perspective d'un deuxième mode de réalisation d'un silencieux selon l'invention ; - la figure 5 est une vue en section transversale d'un troisième mode de réalisation d'un silencieux selon l'invention ; et - la figure 6 est une vue en section d'un quatrième mode de réalisa- tion d'un silencieux selon l'invention.

Le volume d'échappement représenté sur la figure 1 constitue un si- lencieux d'échappement destiné à tre disposé dans la partie courante d'une

ligne d'échappement. II comporte une enveloppe extérieure 10 délimitant un passage de circulation des gaz d'échappement. II présente un tube 12 d'en- trée des gaz d'échappement et un tube 14 de sortie des gaz d'échappement.

L'enveloppe 12 présente une paroi latérale généralement cylindrique de section elliptique formée par une virole 16 constituée d'une simple tôle enroulée sur elle-mme. Les bords longitudinaux opposés de la virole 16 sont reliés l'un à l'autre par une soudure longitudinale 18.

A chaque extrémité, la virole 16 est obturée par une paroi d'extrémité transversale 20,22 couramment appelée"coupelle extérieure".

Les parois d'extrémité 20 et 22 sont traversées, respectivement, par les tubes d'entrée 12 et de sortie 14.

En outre, à l'intérieur du passage de circulation des gaz délimité par l'enveloppe 10, s'étendent une ou plusieurs parois transversales intermédiai- res 24 délimitant, suivant la longueur du volume d'échappement, plusieurs chambres adjacentes. Ces chambres communiquent les unes avec les au- tres par des ouvertures ou des conduits adaptés. Les parois transversales sont généralement appelées"coupelles intérieures".

Dans le mode de réalisation représenté, une unique paroi intermé- diaire 24 est prévue à l'intérieur du volume d'échappement.

Les plages de la virole 16 définies entre les coupelles forment des parois continues du volume d'échappement. De mme, les plages des cou- pelles définies entre la périphérie de la coupelle et le ou chaque passage ménagé dans la coupelle forment des parois continues.

L'expression"paroi continue"désigne toute paroi formée d'une unique feuille ou panneau sans que cette paroi soit formée de deux éléments acco- lés côte à côte.

Avantageusement, ces parois continues sont des parois libres essen- tellement lisses.

Plus généralement, l'expression"paroi libre essentiellement lisse" désigne toute plage convexe d'une paroi du volume d'échappement qui est dépourvue de profils de couverture en saillie et en creux venus de matière et qui n'est pas solidarisée directement à un autre élément du volume d'échappement ou en appui sur celui-ci.

Afin de réduire les nuisances sonores dues à la circulation des gaz d'échappement au travers du volume d'échappement et aux vibrations du moteur qui se propagent le long de la ligne d'échappement, au moins une paroi continue du volume d'échappement présente au moins une pièce de couverture rapportée, la ou chaque pièce étant accolée contre cette paroi, seulement dans une région repérée de la paroi, la surface totale de la paroi recouverte par la ou chaque pièce de couverture étant comprise entre 10 et 50 % de la surface totale de ladite paroi continue.

Avantageusement, la paroi est libre et essentiellement lisse. La sur- face totale recouverte par la ou chaque pièce de couverture est alors com- prise entre 10 et 50 % de la surface totale de la paroi libre essentiellement lisse.

L'enveloppe 10 délimitant le passage de circulation des gaz com- porte, par exemple sur le tronçon de la surface latérale 16 compris entre la paroi d'extrémité 20 et la paroi intermédiaire 24, deux pastilles 26A, 26B constituant de telles pièces de couverture. Les pastilles 26A, 26B sont acco- lées sur la surface externe de la virole 16 délimitant la paroi latérale du si- lencieux d'échappement.

Avantageusement, les pastilles 26A, 26B sont disposées sur le tron- çon libre et lisse délimité sur la virole 16 entre la paroi d'extrémité 20 et la paroi intermédiaire 24, de telle sorte que l'isobarycentre des pastilles 26A, 26B soit sensiblement confondu avec l'isobarycentre de la développée du tronçon libre et lisse délimité sur la virole.

L'expression"développée"d'une paroi gauche désigne la surface plane obtenue en ramenant la paroi gauche suivant un plan.

Chaque pastille 26A, 26B a par exemple une forme elliptique. Elle est constituée d'une plaque de tôle conformée pour épouser la forme de la virole 16. Chaque pastille est soudée à sa périphérie sur l'enveloppe du volume d'échappement. La liaison entre chaque pastille 26A, 26B et la surface de l'enveloppe est réalisée par exemple par un ensemble de soudures disjoin- tes réparties à la périphérie de la pastille.

La surface totale du tronçon libre de la virole 16 recouverte par les pastilles 26A, 26B est par exemple sensiblement égale à 30 % de la surface totale de ce tronçon.

En outre, des pièces de couverture 30,32 sont également accolées localement contre la surface externe des parois d'extrémité 20 et 22. Ces pièces de couverture sont formées de pastilles métalliques dont la surface est très inférieure à la surface des parois transversales 20,22. Ces pastilles sont soudées à leur périphérie contre les parois d'extrémité, sensiblement au centre de la plage lisse principale définie par chaque paroi d'extrémité.

De mme, une pièce de couverture 34 de taille réduite est rapportée sur une face de la paroi transversale intermédiaire 24. Cette pièce de cou- verture est constituée, comme précédemment, d'une pastille métallique for- mée dans une tôle. Elle est soudée contre une surface de la paroi intermé- diaire sensiblement au centre d'une surface lisse de celle-ci.

Selon l'invention, les dimensions de chaque pièce de couverture 26A, 26B, 30,32, 34 et la liaison entre la pièce de couverture et la paroi continue associée sont telles que, pour au moins une fréquence d'excitation du vo- lume d'échappement comprise entre 200 Hz et 4 kHz, la pièce de couverture et la paroi continue associée vibrent avec un déphasage supérieur à 90°. De préférence, ce déphasage est supérieur à 90° pour plus de 20% des fré- quences d'excitation de 200 Hz à 4 kHz.

En particulier, les dimensions de la pièce de couverture et les condi- tions de liaison de celle-ci sont telles que, dans la plage de fréquences considérée, la pièce de couverture et la paroi continue vibrent en opposition de phases pour au moins une fréquence d'excitation.

Pour satisfaire les contraintes évoquées ci-dessus, chaque pièce de couverture peut tre soudée à la paroi continue en un point intérieur de sa surface noté 35 pour la pièce 26A sur la figure 1.

Sur la figure 2 est illustrée l'évolution de la différence de phases entre la pièce de couverture et la paroi continue sur laquelle elle est appliquée en un point considéré de cette surface en fonction de la fréquence d'excitation.

Sur cette figure, la courbe R représente la différence de phases me- surée en un point entre les deux points de la paroi continue en l'absence de pièce de couverture. Cette courbe R constitue une courbe de référence.

La courbe C représente la différence de phases, mesurée en des points correspondants du volume d'échappement, entre la pièce de couver- ture et la paroi continue sur laquelle la pièce de couverture est rapportée.

Les courbes de la figure 2 ont été obtenues avec l'installation expéri- mentale illustrée sur la figure 3.

Cette installation comporte un caisson d'excitation 36 à l'intérieur du- quel est disposé un ensemble de seize hauts-parleurs 37 reliés à une source électrique d'excitation 38 propre à appliquer un signal d'excitation sinusoïdal de fréquences variables aux hauts-parleurs 37.

Les parois internes du caisson 36 sont recouvertes d'un matériau acoustiquement isolant 39. L'une des parois du caisson disposée en regard de la face d'émission des hauts-parleurs présente une ouverture 40 de pas- sage d'un signal acoustique d'excitation. L'échantillon 41 à tester est solida- risé au caisson 36 en regard de l'ouverture 40. Cet échantillon est constitué d'une paroi continue 41A du silencieux sur laquelle est rapportée ou non une pièce de couverture.

La pièce de couverture 41 B est placée lorsqu'elle est présente sur la face de l'échantillon tournée à l'opposé des seize hauts-parleurs.

Au-dessous de la paroi continue 41A, du côté des hauts-parleurs 37, est disposé un accéléromètre mécanique 42 appliqué en un point donné de la paroi. L'accéléromètre est relié à un dispositif d'enregistrement et de trai- tement du signal 43. Au point correspondant de la pièce de couverture 41A est appliqué un vibromètre laser 44 lui aussi relié au dispositif 43.

Le dispositif 43 est adapté pour déterminer, par combinaison des si- gnaux reçus des capteurs 42 et 44, la différence de phases entre les points correspondants de la paroi continue 41A et de la pièce de couverture 41 B.

On constate sur la figure 2 que, en l'absence de pièce de couverture, les deux faces de la paroi continue vibrent avec un déphasage essentielle- ment nul et inférieur à 45°, quelle que soit la fréquence d'excitation comprise dans une plage de 150 kHz à 1,2 kHz.

Selon l'invention, les dimensions de la pièce de couverture et son mode de liaison à la paroi continue sont tels que, pour au moins une fré- quence, et mme pour de nombreuses fréquences, le déphasage entre la pièce de couverture et la paroi continue est supérieur à 90°. En particulier, la pièce de couverture et la paroi continue sont en opposition de phases pour plusieurs fréquences.

De manière avantageuse, le déphasage entre la pièce de couverture et la paroi continue est compris entre 90° et 270° pour au moins 20 % des fréquences d'excitation.

On conçoit que, dans la mesure où la pièce de couverture et la paroi continue vibrent avec un déphasage substantiel, les effets des vibrations de la paroi continue et de la pièce de couverture tendent à s'annuler, de sorte que l'ensemble constitué de la paroi continue et de la pièce de couverture est globalement immobile, réduisant ainsi les émissions sonores nuisibles.

Dans ces conditions, la pièce de couverture assure un amortissement des vibrations produites par l'ensemble constitué de la paroi continue et de la pièce de couverture associée.

La présence de la ou des pièces de couverture de taille réduite sur les parois du volume d'échappement permet de limiter les nuisances sono- res sans augmenter de manière importante le poids du volume d'échappe- ment.

Sur la figure 4 est représentée une autre variante de réalisation d'un silencieux d'échappement selon l'invention. Dans ce mode de réalisation, l'enveloppe 50 est délimitée par deux demi-coquilles 52,54 en forme de cuvettes accolées l'une à l'autre suivant leurs bords. Les deux demi- coquilles 52,54 sont serties suivant une ligne de sertissage périphérique 56.

Une pièce de couverture 70 est accolée localement sur la surface ex- terne de la coque 52 sensiblement dans la partie médiane de celle-ci. Cette pièce de couverture est formée d'une bande métallique disposée transversa- lement à la longueur du volume d'échappement. La bande métallique est conformée pour épouser la forme de la demi-coquille 52 et ainsi s'appliquer exactement sur la surface externe de celle-ci. Chaque extrémité de la pièce

de couverture 70 est reçue et sertie dans le joint périphérique 56 formé entre les demi-coquilles 52 et 54.

On conçoit que dans ce mode de réalisation également, la pièce de couverture 70, accolée à la demi-coquille 52 dans sa partie médiane, amortit les vibrations de la demi-coquille. Ainsi, les nuisances sonores produites lors de la circulation des gaz d'échappement dans le volume d'échappement sont réduites, ceci pour un faible alourdissement du volume d'échappement.

Sur les figures 5 et 6, sont représentées deux variantes de réalisation de pièces de couverture rapportées le long d'une paroi d'un volume d'échappement. Ce volume d'échappement est constitué, comme sur la fi- gure 4, de deux demi-coquilles 52,54 serties l'une à l'autre. Toutefois, celui- ci pourrait tre formé d'une virole enroulée et soudée longitudinalement.

Dans le mode de réalisation de la figure 5, une pièce de couverture 80, formée d'une plaque métallique, est reçue et confinée à l'intérieur d'une cuvette 82 formée dans la paroi du volume d'échappement. Dans le mode de réalisation illustré, cette paroi est la surface principale notée 84 de la demi-coquille 52. La cuvette 82 s'ouvre sur la surface extérieure de l'enve- loppe du volume d'échappement. Elle présente un fond plat 86 contre lequel est maintenue appliquée la pièce de couverture 80. Le fond 86 est déporté par rapport à la surface principale 84 de la paroi vers l'intérieur du volume d'échappement.

A sa périphérie, la cuvette 84 présente des rebord 88 s'étendant au- dessus du contour de la plaque 80 formant la pièce de couverture. Ces re- bords 88 sont formés par déformation de la paroi 84. Les rebords 88 assu- rent une retenue et l'immobilisation de la plaque 80, celle-ci étant enserrée entre les rebords 88 et le fond 86 de la cuvette.

Ainsi, la pièce de couverture 80 est immobilisée dans toutes les direc- tions par rapport à la paroi 84 en étant retenue dans la cuvette 82.

Pour la fabrication de la demi-coquille 52, une cuvette 82 est d'abord formée dans la paroi 84 par déformation plastique de celle-ci avec un outil adapté. La plaque formant la pièce de couverture 80 est alors mise en place dans la cuvette 82 en appui sur le fond 86. Les rebords 88 sont ensuite re-

poussés au-dessus du contour de la pièce de couverture 80 par déformation plastique de la paroi 84 à l'aide d'un outil adapté.

Dans ce mode de réalisation également, on conçoit que la présence de la pièce de couverture 80, solidarisée par encastrement à la paroi 84, amortit les vibrations et réduit ainsi les nuisances sonores.

Dans le mode de réalisation de la figure 6, une pièce de couverture 90 est rapportée par soudage sur la surface extérieure 92 de la demi- coquille 52. Dans ce mode de réalisation, un matériau amortisseur 94 est disposé entre la surface de la paroi 92 et la pièce 90 de couverture. Ce ma- tériau amortisseur est constitué par exemple d'un treillis métallique ou d'un matériau polymère élastique résistant à la chaleur.

La pièce de couverture 90 est soudée à sa périphérie suivant une soudure continue ou un ensemble de soudures disjointes sur la paroi 92.

Dans ce mode de réalisation, la présence du matériau amortisseur 94 disposé entre les surfaces en regard de la pièce de couverture 90 et la paroi 92 assure que la pièce de couverture et la paroi soient maintenues à l'écart l'une de l'autre en dehors de la périphérie de la pièce de couverture 90.

Ainsi, les frottements entre la pièce de couverture 90 et la paroi 92 sont supprimés, réduisant ainsi les risques de corrosion et d'usure dans les régions en contact de ces deux pièces.

Dans ce mode de réalisation également, la pièce de couverture as- sure un amortissement des vibrations.

Quelque soit le mode de réalisation, la pièce de couverture est avan- tageusement formée dans une tôle métallique ou un matériau polymère dont l'épaisseur est comprise entre 0,4 et 1,2 mm et de préférence sensiblement égale à 0,6 mm. Cette épaisseur est par exemple sensiblement égale à celle de la paroi sur laquelle la pièce de couverture est rapportée.

La surface totale de la ou des pièces de couverture dépend de la sur- face et de la nature de la paroi sur laquelle elle est rapportée. Cette surface est de préférence comprise entre 10 et 50 % de la surface totale de la paroi libre sur laquelle elle est appliquée. Elle est avantageusement comprise en- tre 20 et 40 % de cette surface totale. Ainsi, sa surface est comprise entre 2 cm2 et 2500 cm2 pour un volume d'échappement de véhicule automobile.

Une pièce de couverture de taille réduite peut avantageusement tre rapportée sur toute paroi de tout type de volume d'échappement. En particu- lier, une telle pièce de couverture peut tre solidarisée sur la surface d'un tronçon convergent ou divergent ménagé à l'extrémité d'un volume d'échap- pement renfermant un organe de purification catalytique ou un filtre à parti- cules.

Une pièce de couverture peut avantageusement tre également rap- portée sur une paroi continue présentant une nervure de couverture obtenue par déformation de la paroi. La pièce de couverture est alors rapportée par exemple à cheval sur la nervure. Dans ce cas, la pièce de couverture est de préférence formée en polymères.