Titre : Ecran de protection acoustique

L’invention concerne un écran de protection acoustique destiné à être monté sous un véhicule automobile et un procédé de réalisation d’un tel écran.

Il est connu de réaliser un écran de protection acoustique destiné à être monté sous un véhicule automobile, ledit écran comprenant une coque thermo comprimée, ladite coque étant à base de fibres structurelles liées entre elles par un agent de liaison activé à chaud, ladite coque étant pourvue d’une face externe destinée à être tournée vers la route.

Un tel écran présent l’avantage, de par la porosité de la coque, de permettre une absorption acoustique du bruit émis par le moteur.

Cependant, un tel écran est sujet, au cours de sa vie, à diverses agressions de surface, et notamment :

• l’adhésion de glaçons qui, quand ils sont arrachés, risquent de conduire à une dégradation de l’état de surface de l’écran, ceci par arrachage de fibres de surface,

• des râclages pouvant se produire en surface de l’écran, par exemple lorsque le véhicule heurte un trottoir, ce qui entraîne une dégradation de sa surface.

Pour pallier ces inconvénients, il a été proposé de revêtir la face exposée aux projections d’un film de matière plastique ou d’une enduction de matériau plastique.

Cependant, la mise en place d’un tel film ou d’une telle enduction conduit à une dégradation des propriétés d’absorption, ceci dans la mesure où ledit film crée sur l’écran une barrière d’étanchéité empêchant la propagation des ondes acoustiques en son sein pour y être absorbées. L’invention a pour but de pallier ces inconvénients en proposant un écran présentant une grande robustesse face aux agressions de surface sus évoquées, et ceci tout en offrant de bonnes performances d’absorption acoustique.

A cet effet, l’invention propose un écran de protection acoustique destiné à être monté sous un véhicule automobile, ledit écran comprenant une coque thermo comprimée, ladite coque étant à base de fibres structurelles liées entre elles par un agent de liaison activé à chaud, ladite coque étant pourvue d’une face externe destinée à être tournée vers la route, ledit écran présentant en outre les caractéristiques suivantes :

• il comprend en outre une couche fibreuse de protection recouvrant ladite face externe,

• les fibres constitutives de ladite couche sont de deux types se répartissant selon les pourcentages en poids suivants : o entre 50% et 70% de fibres bi-composant comprenant une âme à haut point de fusion et une gaine à point de fusion moindre, ladite gaine assurant la liaison entre les fibres consécutivement à sa fusion, o entre 30% et 50% de fibres de polypropylène, de manière à présenter une composante apolaire propice à une faible adhésion de la glace sur ladite couche,

• ladite couche a fait l’objet d’une fusion à température supérieure à la température de fusion de ladite gaine et du polypropylène et inférieure à celle de ladite âme, de manière à offrir un état de surface lissé par ladite fusion et minimiser l’accroche mécanique de la glace sur ladite couche.

Avec un tel agencement :

• l’adhésion de glaçons est minimisée et leur arrachage ne dégrade pas l’état de surface de l’écran,

• en outre, l’écran présente une grande robustesse face aux râclages qu’il est susceptible de subir en surface. En outre, comme on le verra plus loin, les propriétés d’absorption acoustique de l’écran restent très similaires à celles d’un écran dépourvu de couche de protection.

Selon un autre aspect, l’invention propose un procédé de réalisation d’un tel écran, qui comprend les étapes suivantes :

• prévoir une première nappe fibreuse comprenant des fibres structurelles et un agent de liaison activable à chaud,

• prévoir une deuxième nappe fibreuse dont les fibres sont de deux types se répartissant selon les pourcentages en poids suivants : o entre 50% et 70% de fibres bi-composant comprenant une âme à haut point de fusion et une gaine à point de fusion moindre, ladite gaine assurant la liaison entre les fibres consécutivement à sa fusion, o entre 30% et 50% de fibres de polypropylène,

• superposer lesdites nappes l’une sur l’autre et comprimer l’ensemble entre deux plateaux chauffés à température d’une part supérieure à la température de fusion de ladite gaine et du polypropylène et à la température d’activation dudit agent de liaison et d’autre part inférieure à celle de ladite âme,

• conformer ledit ensemble une fois chauffé dans un moule refroidi pour lui conférer la géométrie dudit écran à obtenir,

• démouler ledit écran.

D’autres particularités et avantages de l’invention apparaîtront dans la description qui suit, faite en référence aux figures jointes, dans lesquelles :

[Fig.1 ] est une vue schématique en coupe partielle d’un écran selon une réalisation,

[Fig.2] est une représentation graphique de la performance en absorption acoustique (coefficient alpha en ordonnée) en fonction de la fréquence 1 /3 octave en Hertz, en champ diffus, d’un échantillon issu d’un écran selon l’invention (courbe en pointillés) et d’un autre échantillon issu d’un écran de référence (courbe en trait plein) selon l’art antérieur (dont les caractéristiques sont présentées plus bas).

On décrit à présent un écran 1 de protection acoustique destiné à être monté sous un véhicule automobile - par exemple un écran sous moteur, sous ligne d’échappement ou bien encore disposé dans toute zone sous caisse, y compris en zone de pare boue -, ledit écran comprenant une coque 2 thermo-comprimée, ladite coque étant à base de fibres structurelles liées entre elles par un agent de liaison activé à chaud, ladite coque étant pourvue d’une face externe 3 destinée à être tournée vers la route, ledit écran présentant en outre les caractéristiques suivantes :

• il comprend en outre une couche fibreuse de protection 4 recouvrant ladite face externe,

• les fibres constitutives de ladite couche sont de deux types se répartissant selon les pourcentages en poids suivants : o entre 50% et 70% de fibres bi-composant comprenant une âme à haut point de fusion et une gaine à point de fusion moindre - par exemple comprise entre 110 et 180°C -, ladite gaine assurant la liaison entre les fibres consécutivement à sa fusion, o entre 30% et 50% de fibres de polypropylène - présentant notamment un point de fusion de l’ordre de 160°C -, de manière à présenter une composante apolaire propice à une faible adhésion de la glace sur ladite couche,

• ladite couche a fait l’objet d’une fusion à température supérieure à la température de fusion de ladite gaine et du polypropylène et inférieure à celle de ladite âme, de manière à offrir un état de surface lissé par ladite fusion et minimiser l’accroche mécanique de la glace sur ladite couche.

Selon une réalisation, la résistance au passage de l'air de l’écran 1 est comprise entre 250 et 8000 N.s.nr ³ .

Selon une réalisation, la couche de protection 4 est co-aiguilletée avec la coque 2. Selon diverses réalisations, l’agent de liaison de la coque 2 est formé au choix :

• de fibres bi-composant dont la gaine a été fondue,

• ou de fibres de polypropylène.

On précise que les fibres bi-composant comprennent une âme à haut point de fusion et une gaine à point de fusion moindre, ladite gaine assurant la liaison entre les fibres consécutivement à sa fusion.

En particulier, les fibres bi-composant comprennent une âme en polyéthylène téréphtalate, de point de fusion de l’ordre de 250°C, et la gaine est en polyéthylène téréphtalate ayant subi une modification chimique de manière à présenter un point de fusion abaissé, par exemple de l’ordre de 180°C.

Selon une réalisation, la coque 2 comprend en outre des fibres fines de titre inférieur à 3,5 dtex destinées à améliorer l’absorption acoustique.

On présente ci-après différents exemples de compositions de coques 2.

Selon un premier exemple, les fibres constitutives de la coque 2 se répartissent selon les pourcentages en poids suivants :

• entre 15% et 25% de fibres fines à base de polyéthylène téréphtalate (PET) et de titre compris entre 1 ,5 et 3,3 dtex,

• entre 30% et 40% de fibres structurelles en verre, notamment de diamètre compris entre 20 et 30 microns,

• entre 40% et 50% de fibres de liage en polypropylène assurant une liaison entre les fibres de ladite coque suite à leur fusion.

Selon un deuxième exemple, les fibres constitutives de la coque 2 se répartissent selon les pourcentages en poids suivants :

• entre 25% et 35% de fibres fines à base de polyéthylène téréphtalate (PET) et de titre compris entre 1 ,5 et 3,3 dtex, • entre 25% et 35% de fibres structurelles à base de polyéthylène téréphtalate (PET) et de titre compris entre 6 et 7 dtex,

• entre 35% et 45% de fibres de liage, notamment de polypropylène ou bi- composant - assurant une liaison entre les fibres de ladite coque suite à leur fusion au moins partielle.

Selon un troisième exemple, les fibres constitutives de la coque 2 se répartissent selon les pourcentages en poids suivants :

• entre 15% et 25% de fibres fines à base de polyéthylène téréphtalate (PET) et de titre compris entre 1 ,5 et 3,3 dtex,

• entre 30% et 40% de fibres structurelles naturelles (lin, chanvre...),

• entre 40% et 50% de fibres de liage en polypropylène assurant une liaison entre les fibres de ladite coque suite à leur fusion.

On décrit à présent un procédé de réalisation d’un tel écran 1, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :

• prévoir une première nappe fibreuse comprenant des fibres structurelles et un agent de liaison activable à chaud,

• prévoir une deuxième nappe fibreuse dont les fibres sont de deux types se répartissant selon les pourcentages en poids suivants : o entre 50% et 70% de fibres bi-composant comprenant une âme à haut point de fusion et une gaine à point de fusion moindre, ladite gaine assurant la liaison entre les fibres consécutivement à sa fusion, o entre 30% et 50% de fibres de polypropylène,

• superposer lesdites nappes l’une sur l’autre et comprimer l’ensemble entre deux plateaux chauffés à température d’une part supérieure à la température de fusion de ladite gaine et du polypropylène et à la température d’activation dudit agent de liaison et d’autre part inférieure à celle de ladite âme - la température de chauffage étant notamment comprise entre 200 et 215°C -,

• conformer ledit ensemble une fois chauffé dans un moule refroidi pour lui conférer la géométrie dudit écran à obtenir, • démouler ledit écran.

Selon une réalisation, le procédé comprend une étape supplémentaire de co aiguilletage des nappes fibreuses entre elles avant leur compression entre les plateaux.

Selon une réalisation, les fibres bi-composant de la deuxième nappe présentent avant fusion de la gaine un titre compris entre 2 et 5 dtex.

Selon une réalisation les fibres de polypropylène de la deuxième nappe présentent avant fusion un titre compris entre 6 et 17 dtex.

On présente enfin une comparaison des résultats obtenus, sur un échantillon d’écran 1 , selon une réalisation, comparé à un échantillon d’écran de référence, dépourvu de couche de protection 4 (donc uniquement pourvu d’une coque 2), en tests de :

• décollement d’un glaçon,

• passage de trottoir,

• absorption acoustique.

L’échantillon selon l’invention présente :

• une masse surfacique de 1000 g/m ² , la coque 2 représentant 80% de la masse totale et la couche de protection 420% de ladite masse,

• une épaisseur de 4 mm.

L’échantillon de référence est uniquement pourvu d’une coque 2 et dépourvu de couche de protection 4.

Afin de comparer des choses comparables, on prévoit que la coque 2 de l’échantillon de référence soit alourdie de la masse correspondant à la couche de protection 4, de manière à présenter la même masse surfacique (1000 g/m ² ) que l’échantillon selon l’invention. En outre, on prévoit un échantillon de référence de même épaisseur (4 mm) que celle de l’échantillon selon l’invention. Quant à la composition de la coque 2 de l’échantillon de référence, elle est la même que celle de la coque 2 de l’échantillon selon l’invention.

En d’autres termes, on compare, selon les trois tests sus mentionnés, un échantillon selon l’invention à un échantillon de référence présentant des caractéristiques analogues.

La composition de la coque 2, dans l’échantillon de référence et dans celui selon l’invention, est la suivante :

• 30% de fibres fines à base de polyéthylène téréphtalate (PET) et de titre égal à 3,3 dtex,

• 30% de fibres structurelles à base de polyéthylène téréphtalate (PET) et de titre égal à 6,7dtex,

• 40% de fibres de liage en polypropylène.

Quant à la couche de protection 4 de l’échantillon selon l’invention qui est testé, elle présente la composition suivante :

• 60% de fibres bi-composant à base de polyéthylène téréphtalate (PET),

• 40% de fibres de polypropylène.

Le test de décollement d’un glaçon est réalisé de la façon suivante pour les deux échantillons, celui de référence et celui selon l’invention :

• un échantillon de 150x80 mm est placé à une température de -15+/- 2°C pendant 1 heure,

• un gabarit cylindrique creux, de diamètre interne de 44 mm, est également placé à -15+/- 2°C pendant 1 heure,

• l’échantillon et le gabarit sont ensuite placés sur un support, la couche de protection 4 de l’échantillon selon l’invention étant tournée vers ledit gabarit, puis 5ml d’eau sont versés dans le gabarit, puis congelés à -15+/- 2°C ; puis à nouveau 5 ml d’eau sont versés ; après 30 minutes, après avoir vérifié que les 10 ml soient bien congelés, on verse 15 ml d’eau dans le gabarit et on laisse reposer à -15+/-2°C pendant 150 minutes, • pour la mesure, on fixe un dynamomètre au gabarit, tout en maintenant l’échantillon, puis on tire perpendiculairement à l’échantillon ; on mesure alors la force de traction et on note l’état de surface de l’échantillon.

Les résultats obtenus montrent que la force de traction à appliquer pour décrocher le glaçon est de 17 N pour l’échantillon selon l’invention et de 57 N pour l’échantillon de référence.

On en conclut qu’un écran 1 pourvu d’une couche de protection 4 selon l’invention, qui contient notamment du polypropylène qui est une molécule apolaire et hydrophobe, permet de diminuer l’adhésion de la glace en surface.

En outre, l’état de surface de l’échantillon selon l’invention - en l’occurrence du côté de la couche de protection 4 - après arrachage du glaçon est inchangé alors que celui de l’échantillon de référence est dégradé, présentant un arrachage de fibres.

Le test de râclage est réalisé de la façon suivante :

• l'essai consiste à faire frotter, à une température de 23°C, une lame métallique sur un échantillon plan perpendiculairement à celui-ci et à juger de l'état de la dégradation ; la lame présente une largeur de 2 mm et une longueur de 17 mm,

• un échantillon de 70x40 mm est soumis à un mouvement de va et vient de la lame mise sous une charge de 7kg, ladite lame effectuant 50 aller- retours,

• on observe alors l’état de surface de l’échantillon.

Les résultats obtenus montrent que l’échantillon selon l’invention ne présente pas de dégradation alors que l’échantillon de référence a été dégradé.

Le test d’absorption acoustique (figure 2) montre, de façon surprenante, que les propriétés d’absorption de l’échantillon selon l’invention sont similaires à celles de l’échantillon de référence, et ceci malgré la présence de la couche de protection 4, dont on aurait pu penser qu’elle constituait une barrière à la pénétration des ondes acoustiques au sein de l’écran 1.

On observe en effet que la présence de la couche de protection 4 améliore légèrement les performances d’absorption de l’écran 1 jusqu’à 4000 Hz environ, et les dégrade un peu au-dessus de 4000 Hz environ.