FR2504520A1 - Materiau formable d'isolation et d'absorption acoustiques et son procede de formage - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN MATERIAU FORMABLE D'ISOLATION ET D'ABSORPTION ACOUSTIQUES ET SON PROCEDE DE FORMAGE. UN TEL MATERIAU COMPREND UNE COUCHE RIGIDE 2 D'ALVEOLES 3 JUXTAPOSEES ET PRIS TRANSVERSALEMENT ENTRE DEUX FEUILLES 4 ET 5 FORMANT DES OPERCULES, UNE COUCHE POREUSE 7 ET UNE COUCHE ETANCHE 8 POUVANT ETRE RAPPORTEES D'UN COTE DU MATERIAU, TANDIS QUE CERTAINS OPERCULES SITUES DE L'AUTRE COTE DE CE DERNIER PEUVENT ETRE CONFORMES EN CORNETS PERCES DE PETITS ORIFICES ET RECOUVERTS D'UNE MEMBRANE ELASTIQUE. L'INVENTION EST APPLICABLE NOTAMMENT A LA REALISATION DE CARAPACES DESTINEES A ENTOURER LES SOURCES DE BRUITS TELLES QUE LES MOTEURS DES VEHICULES AUTOMOBILES.
Description
La présente invention concerne un matériau formable d'isolation et d'absorption acoustiques, destiné notamment à l'atténuation des bruits émis par les véhicules automobiles, plus particulièrement les bruits émis par les sources intenses que constituent les boites de vitesses et les moteurs des poids lourds, et se rapporte en outre à un procédé de formage d'un tel matériau.
Dans le domaine de l'acoustique, on sait que les vibrations ou les bruits d'impact des machines sont transmis par conductibilité dans les matériaux et se propagent également dans l'air, sous la forme d'ondes sonores. Plus précisément, on sait que les basses fréquences passent de façon préférentielle par la voie solide et que les hautes fréquences empruntent essentiellement la voie aérienne. Dans le cas de machines telles que les moteurs thermiques des véhicules routiers, on tente généralement d'isoler les bruits à la source, c'est-à-dire d'empêcher leur transmission dans les matériaux, par exemple en montant les moteurs sur des dispositifs anti-vibratiles. Cependant, il reste essentiel de déterminer l'atténuation des bruits aériens à une certaine distance de leur source, c'est-à-dire autour des moteurs.
A cet effet, compte tenu de ce qu'un bruit aérien subit, en traversant une paroi, un affaiblissement d'autant plus important que le poids de cette paroi est plus élevé par unité de surface, on a déjà tenté d'isoler les moteurs en les entourant d'une carapaceen un matériau dense, par exemple de la tôle métallique. On obtient ainsi un bon affaiblissement de la pression acoustique à travers la carapace mais, par contre, le coefficient de réflexion sur cette dernière est particulièrement élevé. I1 en résulte que le conducteur et les éventuels passagers du véhicule sont assez bien protégés contre les bruits émis par le moteur, mais que ladite réflexion des ondes de bruits et leur réverbération locale sur le sol entraînent, selon l'état de ce dernier, des gênes et des nuisances importantes pour l'environnement.
On a donc tenté de réaliser un certain abaissement du bruit autour des moteurs en ajoutant à la carapace précitée un revêtement relativement mou et nécessairement poreux destiné à réduire le niveau sonore des ondes réfléchies avant leur réverbération ou leur rebondissement sur le sol. On a ainsi obtenu une atténuation partielle des ondes de bruits et une amélioration quant aux nuisances provoquées par les moteurs des véhicules sur l'environnement. I1 faut cependant noter que ledit revêtement poreux s'encrasse avec le temps, ce qui entraîne une réduction de son pouvoir absorbant en même temps qu'une augmentation progressive des réflexions nuisibles. I1 en résulte finalement une inefficacité quasitotale du revêtement encrassé en tant qu'élément d'atténuation des bruits aériens, bien qu'il présente encore un certain intérêt en tant qu'élément d'amortissement des vibrations propres de la carapace.
Pour éviter un tel encrassement du revêtement poreux, on a rapporté sur ce dernier une membrane étanche, souple et la plus légère possible. I1 est clair que l'on évite ainsi tout encrassement du revêtement poreux, mais au détriment de ses qualités d'absorption acoustique du fait que cette membrane rapportée constitue un nouvel élément réfléchissant qui aggrave sensiblement les nuisances subies par l'environnement.
L'invention a pour but de remédier aux inconvénients précédemment indiqués en fournissant un matériau formable d'isolation et d'absorption acoustiques, notamment pour véhicules automobiles, permettant non seulement d'améliorer l'isolation phonique en compensant l'effet de masse du matériau par un effet de rigidité, mais également d'améliorer l'absorption acoustique en réalisant dans le matériau une face absorbante utilisant des alvéoles du type"nids d'abeilles" pour piéger directement les ondes sonores incidentes comme dans des résonnateurs, l'invention visant en outre à permettre le formage dudit matériau et à permettre notamment la réalisation de parois auto-portantes comportant ce dernier.
Les Demandeurs ont en effet découvert de façon surprenante que les structures à alvéoles, mises en oeuvre dans la construction aéronautique pour leurs qualités de rigidité et de légèreté, amélioraient notablement l'isolation phonique à masse volumique égale, notamment en basses fréquences.
Conformément à l'invention, le matériau formable d'isolation et d'absorption acoustiques vis-à-vis d'ondes de bruits incidentes, comprend une couche rigide d'alvéoles juxtaposés et pris transversalement entre deux feuilles formant des opercules obturant les deux extrémités desdits alvéoles,ces derniers étant éventuellement remplis d'une mousse de matière plastique dure à cellules ouvertes.
Selon d'autres caractéristiques :
- certains ou tous les opercules situés du côté incidence des ondes de bruits sont conformés chacun en un cornet vers l'intérieur de l'alvéole associé, l'axe du cornet correspondant sensiblement à l'axe dudit alvéole;
- certains ou tous les cornets comportent un ou plusieurs petits orifices débouchant dans l'alvéole associé;
- le matériau comprend une fine membrane de protection, étanche et élastique, disposée extérieurement sur la feuille à opercules formant cornets.
- certains ou tous les opercules situés du côté incidence des ondes de bruits sont conformés chacun en un cornet vers l'intérieur de l'alvéole associé, l'axe du cornet correspondant sensiblement à l'axe dudit alvéole;
- certains ou tous les cornets comportent un ou plusieurs petits orifices débouchant dans l'alvéole associé;
- le matériau comprend une fine membrane de protection, étanche et élastique, disposée extérieurement sur la feuille à opercules formant cornets.
Egalement selon l'invention, un matériau composite comprenant une couche du matériau précité comprend en outre une couche épaisse d'une matière poreuse, légère et molle, disposée sur la feuille à opercules de la couche rigide qui est située à l'opposé du côté incidence des ondes de bruits, et une couche mince d'une matière étanche, lourde et souple, qui est disposée sur la couche poreuse à l'opposé de la couche rigide, lesdites couches étant liées les unes aux autres.
Par ailleurs, conformément à l'invention, dans le procédé de formage du matériau précité, on réalise deux demimoules présentant des empreintes de formes sensiblement complémentaires, on dispose sur l'empreinte du demi-moule inférieur une pellicule de revêtement dont la face supérieure est enduite d'une résine, puis on place sur le demi-moule ainsi préparé une couche plane d'alvéoles juxtaposés préalablement remplis d'une mousse dure à cellules ouvertes, on dispose sur la couche d'alvéoles une pellicule de revêtement dont la face inférieure est enduite d'une résine, et l'on presse les demi-moules l'un contre l'autre pour déterminer le collage et la polymérisation en même temps que le formage de la couche d'alvéoles.
Selon d'autres caractéristiques du procédé :
- on réalise des cornets en revêtant l'un des demimoules d'aspérités sur lesquelles porte la pellicule correspondante lors du pressage;
- on réalise des orifices en revêtant l'un des demimoules de pointes sur lesquelles porte la pellicule correspondante lors du pressage.
- on réalise des cornets en revêtant l'un des demimoules d'aspérités sur lesquelles porte la pellicule correspondante lors du pressage;
- on réalise des orifices en revêtant l'un des demimoules de pointes sur lesquelles porte la pellicule correspondante lors du pressage.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés sur lesquels
la figure 1 représente une vue en coupe transversale partielle d'un tronçon du matériau formable selon l'invention;
la figure 2 représente une vue schématique en perspective avec arrachements partiels d'un tronçon du matériau composite selon l'invention, qui comprend une couche du matériau simple représenté sur la figure 1;
la figure 3 représente une vue en coupe transversale partielle du matériau représenté sur la figure 1, certains opercules étant conformés en un cornet comportant éventuellement un petit orifice;
la figure 4 représente une vue similaire à celle de la figure 3, la feuille à opercules en cornets comportant une membrane de protection; ;
la figure 5 représente un graphique de l'isolation acoustique en fonction de la fréquence pour trois matériaux connus;
la figure 6 représente un graphique de l'isolation acoustique en fonction de la fréquence pour un matériau composite connu et pour une forme de réalisation du matériau composite selon l'invention;
La figure 7 représente un graphique de l'absorption acoustique en fonction de la fréquence pour les trois variantes du matériau selon l'invention qui sont respectivement représentées sur les figures 1, 3 et 4;
la figure 8 représente une vue en coupe transversale partielle d'un moule illustrant un mode de mise en oeuvre du procédé de formage du matériau représenté sur la figure 1;
la figure 9 représente une vue similaire à celle de la figure 8, le demi-moule inférieur étant revêtu d'aspérités formatrices de cornets; et
la figure 10 représente une vue similaire à celle de la figure 8, le demi-moule inférieur étant revêtu de pointes formatrices d'orifices.
la figure 1 représente une vue en coupe transversale partielle d'un tronçon du matériau formable selon l'invention;
la figure 2 représente une vue schématique en perspective avec arrachements partiels d'un tronçon du matériau composite selon l'invention, qui comprend une couche du matériau simple représenté sur la figure 1;
la figure 3 représente une vue en coupe transversale partielle du matériau représenté sur la figure 1, certains opercules étant conformés en un cornet comportant éventuellement un petit orifice;
la figure 4 représente une vue similaire à celle de la figure 3, la feuille à opercules en cornets comportant une membrane de protection; ;
la figure 5 représente un graphique de l'isolation acoustique en fonction de la fréquence pour trois matériaux connus;
la figure 6 représente un graphique de l'isolation acoustique en fonction de la fréquence pour un matériau composite connu et pour une forme de réalisation du matériau composite selon l'invention;
La figure 7 représente un graphique de l'absorption acoustique en fonction de la fréquence pour les trois variantes du matériau selon l'invention qui sont respectivement représentées sur les figures 1, 3 et 4;
la figure 8 représente une vue en coupe transversale partielle d'un moule illustrant un mode de mise en oeuvre du procédé de formage du matériau représenté sur la figure 1;
la figure 9 représente une vue similaire à celle de la figure 8, le demi-moule inférieur étant revêtu d'aspérités formatrices de cornets; et
la figure 10 représente une vue similaire à celle de la figure 8, le demi-moule inférieur étant revêtu de pointes formatrices d'orifices.
Sur ces dessins, les mêmes références désignent les mêmes éléments.
En se référant à la figure 1, un matériau formable d'isolation et d'absorption acoustiques selon l'invention est désigné dans son ensemble par 1 et comprend essentiellement une couche rigide 2 d'alvéoles 3 juxtaposés et pris transversalement entre deux feuilles 4 et 5 formant des opercules 6 obturant les deux extrémités desdits alvéoles 3.
Comme cela sera explique plus en détail en se référant au procédé de formage du matériau rigide 1, les alvéoles sont éventuellement remplis d'une mousse de matière plastique dure à cellules ouvertes.
En se référant à la figure 2, un matériau composite selon l'invention comprend une couche du matériau rigide 1 et comprend en outre une couche épaisse 7 d'une matière poreuse, légère et molle, et une couche mince 8 d'une matière étanche, lourde et souple. Conformément à l'invention, les couches 1, 7 et 8 sont liées les unes aux autres et sont superposées selon une succession déterminée par rapport à la direction générale des ondes de bruits incidentes. Plus précisément, la couche poreuse 7 est disposée sur la feuille 5 à opercules qui est située à l'opposé du côté incidence des ondes de bruits, et la couche étanche 8, qui forme une barrière pouvant être dénommée "septum", est disposée sur la couche poreuse 7 à l'opposé de la couche rigide 1.
Avant de décrire plus en détail certaines formes
de réalisation possibles des matériaux simple et composite
selon l'invention, il y a lieu de considérer divers matériaux connus, notamment ceux pouvant constituer l'une des couches 1,7 ou 8 du matériau composite.
de réalisation possibles des matériaux simple et composite
selon l'invention, il y a lieu de considérer divers matériaux connus, notamment ceux pouvant constituer l'une des couches 1,7 ou 8 du matériau composite.
Au cours des recherches qui ont conduit à l'invention, les Demandeurs ont étudié et mesuré l'isolation acoustique déterminée par un certain nombre de matériaux simples ou composites connus Les figures 5 et 6 représentent graphiquement l'isolation acoustique obtenue en fonction de la fréquence pour plusieurs de ces matériaux. L'isolation acoustique est exprimée en décibels (dB) et portée en ordonnées sur une échelle linéaire, tandis que la fréquence est exprimée en hertz (Hz) et portée en abscisses sur une échelle logarithmique.
Pour une tôle nue présentant une épaisseur de 8/10 de mm et un poids d'environ 6 kg/m2,-on obtient sensiblement la courbe en traits interrompus A, visible sur la figure 5, qui montre que l'isolation acoustique déterminée par une telle tôle diminue à partir d'environ 8 dB pour les fréquences très faibles, atteint une valeur quasi-nulle pour 50 Hz, et croit ensuite régulièrement jusqu'à environ 40 dB pour 8000 Hz. On constate donc qu'une simple tôle réfléchissante procure une isolation acoustique relativement médiocre, en moyennes fréquences et mauvaise en basses fréquences.
Lorsque, de façon connue, on ajoute un revêtement d'amortissement de faible épaisseur, par exemple une chape bitumineuse, à la tôle du type précité, on obtient un poids total de 9 à 10 kg/m2. La courbe correspondante B, qui est représentée en traits mixtes sur la figure 5, montre qu'un tel revêtement apporte une légère amélioration de l'isolation acoustique pour toutes les fréquences, plus particulièrement pour les basses fréquences, mais que cette isolation reste encore très faible dans les basses fréquences (de 10 dB à 15 dB pour une fréquence inférieure à 100 Hz).
Dans le cas d'un matériau composite connu dans lequel on ajoute à la tôle une couche poreuse relativement épaisse et recouverte d'une membrane étanche, souple et lourde, on obtient sensiblement la courbe en traits interrompus D visible sur la figure 6. Cette courbe montre que l'isolation acoustique est nettement améliorée pour les moyennes et hautes fréquences audibles, mais qu'elle reste mauvaise pour les basses fréquences puisqu'elle présente une valeur ne dépassant pas 20 dB pour une fréquence inférieure à 200 Hz.
D'après ce qui précède, il s'avère que les matériaux simples ou composites connus ne permettent pas d'obtenir une isolation convenable vis-à-vis des bruits aériens en basses fréquences.
Par ailleurs, on sait que les matériaux alvéolés, qui allient la rigidité à la légèreté, sont de plus en plus employés, notamment dans la construction aSronautique. Mais ces matériaux alvéolés n'ont jamais été utilisés jusqu'ici en tant que matériaux d'isolation acoustique.
Les Demandeurs ont cependant cherché à vérifier les qualités acoustiques d'un matériau alvéolé, en vue de réaliser l'une des couches d'un matériau composite d'isolation et d'absorption acoustiques. Pour un matériau alvéolé en matière plastique du genre stratifié, présentant un poids d'environ 3 kgjm2, tel que représenté sur les figures 1 et 2, on obtient sensiblement la courbe d'isolation en trait plein r Lisible sur la figure 5. D'une façon surprenante, cette courbe C montre que l'isolation acoustique offerte par un tel matériau alvéolé a une valeur supérieure à 45 dB pour les très faibles fréquences, diminue lentement jusqu'à un minimum de l'ordre de 18 dB pour environ 400 Hz et croit ensuite rapidement pour atteindreenviron 46 dB pour 8000 Hz.Si l'on compare les résultats de ce matériau alvéolé simple avec ceux de la tôle nue (courbe A) et de la tôle amortie (courbe B), on constate que l'isolation acoustique offerte par ledit matériau alvéolé est très supérieure pour les basses fréquences, à peine plus faible entre 300 Hz et 600 Hz et encore légèrement supérieure audelà de 800 Hz. En outre, les courbes A et B tendent asymptotiquement vers une limite de l'ordre de 40 dB pour 8000 Hz, tandis que la courbe C passe par une valeur de 46 dB pour cette même fréquence et présente alors une pente qui est encore nettement croissante.
Devant ces résultats inattendus, les Demandeurs ont réalisé le montage dudit matériau alvéolé à la place de la tôle précédemment utilisée dans un ensemble composite tel que celui décrit ci-avant comme permettant d'obtenir la courbe D.
Par conséquent, le matériau composite selon l'invention comprend essentiellement une couche alvéolée rigide 1, une couche poreuse 7 et une couche de septum 8, comme cela a déjà été indiqué en se référant à la figure 2.
En se référant à la courbe E représentée en trait plein sur la figure 6, on constate que l'isolation acoustique offerte par ce matériau composite nouveau à couche alvéolée présente une valeur d'environ 52 dB pour les très faibles fréquences, décroît jusqu'à un minimum de l'ordre de 26 db pour environ 250 Hz et croît ensuite très rapidement, atteignant déjà une valeur de 53 dB pour 1000 Hz.
En comparant ces résultats avec ceux du matériau composite connu correspondant à la courbe D, on constate que le matériau composite selon l'invention fournit une isolation acoustique notablement améliorée pour toute la gamme des fréquences et plus particulièrement une isolation très améliorée pour les basses et moyennes fréquences.
Toutefois, les résultats précités concernent essentiellement l'isolation acoustique, c'est-à-dire l'atténuation des bruits aériens au-delà du matériau formant écran, et ne tiennent pas compte du pouvoir de réflexion dudit matériau. Par exemple, dans le cas particulier des véhicules routiers, le matériau composite précédemment décrit peut former une carapace entourant la boite de vitesses ou le moteur et protéger convenablement le conducteur et les éventuels passagers contre les ondes de bruits émises par la boite ou le moteur, mais la réflexion de ces ondes sur ledit matériau entraîne leur réverbération sur le sol et, par conséquent, d'importantes gênes et nuisances pour l'environnement.
Pour apporter une solution à ce problème, les
Demandeurs ont conformé certains ou tous les opercules 6 situés du côté incidence des ondes de bruits, de manière à obtenir, par exemple par enfoncement d'une aspérité ou pointe appropriée et déformation de chacun des opercules choisis, un cornet orienté vers l'intérieur de l'alvéole associé 3. Les cornets ainsi obtenus peuvent présenter diverses formes, pointues, cylindriques, voire évasées, de façon à constituer de petits résonnateurs ou tuyaux sonores fermés destinés à piéger les ondes de bruits incidentes. De préférence, l'axe de chaque cornet correspond sensiblement à l'axe de l'alvéole associé. Pour une même couche du matériau rigide 1, la longueur et la section droite des cornets peuvent différer en fonction des fréquences dominantes des bruits à atténuer.
Demandeurs ont conformé certains ou tous les opercules 6 situés du côté incidence des ondes de bruits, de manière à obtenir, par exemple par enfoncement d'une aspérité ou pointe appropriée et déformation de chacun des opercules choisis, un cornet orienté vers l'intérieur de l'alvéole associé 3. Les cornets ainsi obtenus peuvent présenter diverses formes, pointues, cylindriques, voire évasées, de façon à constituer de petits résonnateurs ou tuyaux sonores fermés destinés à piéger les ondes de bruits incidentes. De préférence, l'axe de chaque cornet correspond sensiblement à l'axe de l'alvéole associé. Pour une même couche du matériau rigide 1, la longueur et la section droite des cornets peuvent différer en fonction des fréquences dominantes des bruits à atténuer.
En se basant à nouveau sur la théorie des résonnateurs et des tuyaux sonores, les Demandeurs ont envisagé de percer, au fond de certains ou de tous les cornets, un ou plusieurs petits orifices débouchant dans l'alvéole associé.
Chaque orifice peut être axial ou parallèle à l'axe du cornet ou encore présenter une inclinaison appropriée par rapport à ce dernier. Dans ces conditions, le cornet forme un tuyau sonore sensiblement ouvert, tandis que son alvéole associé forme un tuyau sonore fermé, ces deux tuyaux sonores concourant au piégeage des ondes de bruits incidentes dans la couche à alvéoles.
I1 est évident que les dimensions des alvéoles ainsi que le nombre et les dimensions des cornets et de leurs orifices éventuels sont choisis en fonction des diverses fréquences constituant les bruits à atténuer.
En se référant aux figures 1 et 2, on a déjà décrit la couche rigide 1 comme comprenant des alvéoles 3 juxtaposés et pris transversalement entre deux feuilles 4 et 5 formant les opercules 6 desdits alvéoles. En se référant aux figures 3 et 4, certains opercules 6, faisant partie de la feuille 4 située du côté incidence des ondes de bruits, sont conformés en cornets 9, dont certains présentent un orifice axial 10.
En se référant maintenant à la figure 7, celle-ci représente graphiquement l'absorption acoustique en fonction de la fréquence, mesurée au niveau de la feuille 4, située du côté incidence des ondes de bruits, et déterminée par dirses formes de réalisation de la couche de piégeage 1 selon l'invention. L'absorption acoustique alpha est exprimée en pourcentage et portée en ordonnées sur une échelle linéaire, tandis que la fréquence est exprimée en hertz et portée en abscisses sur une échelle logarithmique.
Pour la forme de réalisation la plus simple qui est visible sur la figure 1 et dans laquelle les opercules 6 de la feuille 4 ne sont pas déformés, on obtient la courbe en traits interrompus F. Cette courbe montre que l'absorption acoustique n'est que de 10 ó en moyenne jusqu'à 1000 Hz, qu'elle atteint assez rapidement un palier d'environ 40% pour 2000 Hz à 4000 Hz et qu'elle croit ensuite brutalement pour atteindre 662 pour 5000 Hz.
Lorsque les opercules 6 sont conformés selon un certain nombre de cornets 9 comportant chacun un orifice axial 10, on obtient la courbe en traits mixtes G. Cette courbe montre que l'absorption acoustique est déjà d'environ 16% pour 125 Hz, croit rapidement jusqu'à un palier maximum de 86S pour 800 Hz à 1000 Hz et diminue ensuite lentement jusqu'a 68oxo pour 5 000 Hz.
On constate donc que l'absorption acoustique offerte par la couche de piégeage à opercules formant cornets perforés selon l'invention présente une valeur extrêmement élevée, qui est égale ou supérieure à 68% pour la plage des fréquences comprises entre 400 Hz et 5000 Hz.
Il faut noter toutefois que les cornets 9 sont particulièrement sujets à l'encrassement et qu'il en est de même pour les alvéoles 3 lorsque les cornets sont percés. Pour éviter cet inconvénient, la couche de piégeage du matériau rigide 1 selon l'invention comporte, de préférence, une fine membrane élastique 11 constituée par une pellicule, par exemple de polyéthylène, présentant une épaisseur de 22 microns et disposée extérieurement sur la feuille 4 (voir la figure 4).
Dans ces conditions, on obtient la courbe en trait plein H qui montre que l'absorption acoustique est très faible pour 125 Hz, atteint lentement 10 ó pour 200 Hz et 12 ó pour environ 300 Hz, puis croit rapidement jusqu'à un maximum de 94 ó pour 2000 Hz et diminue ensuite jusqu'à atteindre 71 ó pour 5000 Hz.
L'examen comparatif des courbes G et H montre que la présence de la membrane 11 provoque une nette diminution de l'absorption acoustique pour les moyennes fréquences et une légère augmentation de cette dernière pour les fréquences supérieures à 1600 Hz. En outre, d'après la courbe H, la valeur de l'absorption acoustique se maintient à un palier de l'ordre de 70 6 pour les fréquences supérieures à 5000 Hz.
I1 est évident que le choix des caractéristiques d'épaisseur, de poids et d'élasticité de la membrane est fonction des fréquences à absorber.
Outre les qualités d'isolation et d'absorption acoustiques étudiées ci-avant, le matériau composite selon l'invention offre un certain nombre d'avantages. Par exemple, la rigidité et la légèreté de la couche du matériau alvéolé 1 permettent d'éviter les nervures et autres organes de renfort qui sont habituellement associés à la tôle.
D'une façon générale, la couche de piégeage 1 peut être constituée en tout ou partie par un métal léger ou par une matière plastique, auquel cas les alvéoles peuvent être pris entre des feuilles planes prépolymérisées. La couche poreuse 7 peut être constituée par une matière textile tissée ou non, par exemple du feutre, ou par une mousse de matière plastique. La couche de réflexion 8 peut être constituée par une matière étanche souple et pesante telle qu'un caoutchouc.
A titre d'exemple, suivant une forme de réalisation possible du matériau composite selon l'invention, les couches rigide 1, poreuse 7 et étanche 8 peuvent présenter des épaisseurs respectives de l'ordre de 12 mm, 10 mm et 8/10 de mm, la membrane élastique 11 présentant une épaisseur inférieure à 25 microns. I1 est évident que les épaisseurs relatives des diverses couches ainsi que leurs matières constitutives sont avantageusement choisies essentiellement en fonction des fréquences des ondes de bruits à atténuer.
Par ailleurs, on a précédemment indiqué que le matériau alvéolé selon l'invention est destiné notamment à l'atténuation des bruits émis par les véhicules automobiles.
Par conséquent, il est particulièrement souhaitable de pouvoir réaliser les matériaux isolants simples ou composites selon l'invention, non seulement sous la forme de parois planes telles que celles précédemment décrites, mais encore sous la forme de parois courbes, par exemple du genre autoportantes.
A cet effet, les Demandeurs ont mis au point un procédé de formage du matériau simple selon l'invention, dans lequel on réalise deux demi-moules supérieur et inférieur 12 et 13 (figure 8) présentant des empreintes respectives 14 et 15 de formes sensiblement complémentaires correspondant à la forme désirée pour le matériau.On dispose alors sur l'empreinte 15 du demi-moule inférieur 13 une pellicule ou feuille de revêtement 4 dont la face supérieure 16 est enduite d'une résine, puis on place sur le demi-moule 13 ainsi préparé une couche plane 2 d'alvéoles juxtaposés 3 préalablement remplis d'une mousse dure 17 à cellules ouvertes, on dispose ensuite sur la couche 2 d'alvéoles 3 une pellicule ou feuille de revêtement 5 dont la face inférieure 18 est enduite d'une résine, et l'on presse les demi-moules 12 et 13 l'un contre l'autre pour déterminer le collage et la polymérisation en même temps que le formage de la couche 2 d'alvéoles 3.
Pendant que s'effectue le formage, la présence de la mousse dure 17 permet d'éviter toute déformation prohibitive des alvéoles 3, tout en empêchant la résine associée aux feuilles de revêtement 4 et 5 de se répartir de façon inégale entre lesdits alvéoles. En outre, les cellules ouvertes de la mousse 17 contribuent à l'isolation et à l'absorption acoustiques du matériau ainsi mis en forme.
Pour réaliser les cornets 9 précédemment décrits en se référant aux figures 3 et 4, on revêt l'un des demimoules, de préférence le demi-moule inférieur13, d'aspérités 19 (figure 9) contre lesquelles porte la pellicule ou feuille en regard 4 ou 5 lors du pressage. Les aspérités 19 peuvent évidemment être réalisées dans une plaque 20, placée de façon amovible sur le demi-moule inférieur 13, la face supérieure 21 de cette plaque présentant une forme sensiblement complémentaire de celle de l'empreinte 14 du demi-moule supérieur 12 et sa face inférieure 22 présentant une forme qui épouse celle de l'empreinte 15 du demi-moule inférieur 13.
De la même manière, pour réaliser les orifices 10, on peut revêtir le demi-moule inférieur 17 de pointes 23 (figure 10) contre lesquelles porte la pellicule ou feuille en regard 4 ou 5 lors du pressage. Les pointes 23 peuvent être rapportées sur une plaque amovible 24, dont les faces supérieure et inférieure 25 et 26, sont identiques aux faces correspondantes de la plaque 20, c'est-à-dire présentent respectivement des formes sensiblement complémentaires de celles des empreintes 14 et 15 des demi-moules 12 et 13.
Lors de la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, les plaques 20 et 24 peuvent évidemment être utilisées séparément pendant des passes de pressage successives, mais il est également possible de réaliser les cornets 9 et les orifices 10 en une seule passe. Dans ce dernier cas, chaque pointe 23 peut être réalisée d'une seule pièce avec une aspérité associée 19, par exemple dans le prolongement de cette dernitre. A titre de variante, on peut monter chaque pointe 23 à coulissement au sommet de l'aspérité associée 19, auquel cas il est préférable d'interposer un sac étanche et gonglable du genre baudruche entre la plaque et le demi-moule, voire même d'utiliser une telle baudruche à la place dudit demi-moule au cours du pressage.
D'une façon générale, dans le matériau formable selon l'invention, la couche 2 d'alvéoles juxtaposés 3 peut être constituée par une matière rigide quelconque présentant une résistance mécanique suffisante pour l'utilisation envisagée. En ce qui concerne la feuille formant de simples opercules, celle-ci peut être relativement souple, tandis que la feuille à opercules en cornets doit conserver la forme qui lui est communiquée lors du pressage.
Dans tous les cas, la mise en oeuvre du procédé selon l'invention permet d'effectuer le formage du matériau alvéolé simple, sur lequel peuvent être rapportées de façon connue en soi, d'une part,la membrane élastique 11 et, d'autre part, la couche poreuse 7 et la couche étanche 8, permettant ainsi de réaliser le matériau composite selon l'invention.
qu'il soit simple ou composite, le matériau selon l'invention est utilisable pour tous les types d'isolation et d'absorption acoustiques mais, du fait qu'il est formable, il est particulièrement bien adapté à la réalisation de carapaces destinées à entourer les sources de bruits intenses telles que les moteurs thermiques, notamment des véhicules automobiles.
I1 est bien entendu que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif mais nullement limitatif et qu'on pourra y apporter toute modification utile, notamment dans le domaine des équivalences techniques, sans sortir de son cadre.
Claims (9)
1. Matériau formable d'isolation et d'absorption acoustiques vis-à-vis d'ondes de bruits incidentes, caractérisé par le fait qu'il comprend une couche rigide d'alvéoles juxtaposés et pris transversalement entre deux feuilles formant des opercules obturant les deux extrémités desdits alvéoles, ces derniers étant éventuellement remplis d'une mousse de matière plastique dure à cellules ouvertes.
2. Matériau suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que certains ou tous les opercules situés du côté incidence des ondes de bruits sont conformés chacun en un cornet vers l'intérieur de l'alvéole associé, l'axe du cornet correspondant sensiblement à l'axe dudit alvéole.
3. Matériau suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que certains ou tous les cornets comportent un ou plusieurs petits orifices débouchant dans l'alvéole associé.
4. Matériau suivant l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait qu'il comprend une fine membrane de protection g étanche et élastique, disposée extérieurement sur la feuille à opercules formant cornets.
5. Matériau composite comprenant une couche du matériau suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre une couche épaisse d'une matière poreuse, légère t molle, disposée sur la feuille à opercules de la couche rigide qui est située à l'opposé du côté incidence des ondes de bruits, et une couche mince d'une matière étanche, lourde et souple, qui est disposée sur la couche poreuse à l'opposé de la couche rigide, lesdites couches étant liées les unes aux autres.
6. Procédé de formage du matériau suivant la revendication I, caractérisé par le fait qu'on réalise deux demimoules présentant des empreintes de formes sensiblement complémentaires, on dispose sur l'empreinte du demi-moule inférieur une pellicule de revêtement dont-la face supérieure est enduite d'une résine, puis on place sur le demi-moule ainsi préparé une couche plane d'alvéoles juxtaposés préalablement remplis d'une mousse dure à cellules ouvertes, on dispose sur la couche d'alvéoles une pellicule de revêtement dont la face inférieure est enduite d'une résine, et l'on presse les demi-moules l'un contre l'autre pour déterminer le collage et la polymérisation en même temps que le formage de la couche d'alvéoles.
7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé par le fait qu'on réalise des cornets en revêtant l'un des demi-moules d'aspérités sur lesquelles porte la pellicule correspondante lors du pressage.
8.Procédé suivant la revendication 6, caractérisé par le fait qu'on réalise des orifices en revêtant l'un des demi-moules de pointes sur lesquelles porte la pellicule correspondante lors du pressage.
9. Application du matériau suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5 à la réalisation de carapaces des tinées à entourer les moteurs thermiques, notamment des véhicules automobiles.
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| FR2504520A1 true FR2504520A1 (fr) | 1982-10-29 |
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