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T/FR2022/050836
DESCRIPTION
TITRE : DISPOSITIF D'ISOLATION ACOUSTIQUE D'UN VITRAGE AUTOMOBILE
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne l'isolement acoustique d'un vitrage pour un
véhicule automobile, et plus particulièrement l'isolation acoustique d'un
vitrage latéral.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Un vitrage de véhicule est soumis au bruit aérien pendant l'utilisation du
véhicule. La transmission de ce bruit par le vitrage dégrade le confort
acoustique d'un utilisateur.
Il est connu d'augmenter la masse surfacique du vitrage en augmentant son
épaisseur pour améliorer l'isolation acoustique du vitrage.
Toutefois, un tel vitrage ne permet pas d'augmenter efficacement l'isolement
acoustique pour des fréquences supérieures à 2000 hertz. En effet, la
coïncidence entre la fréquence d'une onde acoustique incidente et la
fréquence des ondes de flexion dans le vitrage entraîne une diminution de
l'isolement acoustique pour cette gamme de fréquences. De plus, la conception
d'un véhicule automobile impose un allègement des différents composants du
véhicule, de manière à diminuer la consommation énergétique du véhicule et
le rejet des émissions de CO2 lors de l'utilisation du véhicule.
En référence à la figure 1, le document EP 0844075 B1 décrit un vitrage
feuilleté comprenant deux feuilles de verre 6 minéral, les deux feuilles de
verre 6 étant séparées par une première couche de polyvinylbutyral 14
(d'acronyme PVB), un film intercalaire 15 en polymère acrylique acoustique,
et une deuxième couche de polyvinylbutyral 14. Ce vitrage est désigné par
l'homme du métier par les termes "vitrage PVB acoustique". Un tel vitrage
permet d'augmenter l'isolement acoustique dans une gamme de fréquences
comprises entre 2000 Hz et 20000 Hz.
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Toutefois, un tel vitrage entraîne des coûts de fabrication élevés. De plus,
sa
fabrication peut être complexe au regard des autres vitrages connus. Ainsi, un
tel vitrage n'est généralement pas choisi comme vitrage latéral du véhicule.
EXPOSE DE L'INVENTION
Un but de l'invention est de proposer une solution pour permettre à un vitrage
de présenter une isolation acoustique supérieure ou égale à celle d'un vitrage
connu, au moins dans une gamme de fréquences audibles, tout en limitant les
coûts associés à la fabrication d'un tel vitrage.
Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à un
dispositif
pour l'isolation acoustique d'une plaque, comprenant une partie d'isolation
acoustique et une partie de montage,
- la partie de montage étant configurée pour être montée fixe sur une bordure
de la plaque, la partie de montage étant montée fixe à la partie d'isolation
acoustique et présentant une deuxième épaisseur h2 en contact avec la partie
d'isolation acoustique,
- la partie d'isolation acoustique étant formée par un premier matériau, et
s'étendant le long d'une première longueur I selon une première direction
principale, la partie d'isolation acoustique présentant une première épaisseur
hl du premier matériau selon une direction perpendiculaire à la première
direction principale, la première épaisseur hl variant, en fonction d'une
coordonnée x, le long de la première longueur I, proportionnellement à une
valeur de xn, où n est un nombre réel strictement supérieur à 1, depuis une
épaisseur minimale himin jusqu'à la deuxième épaisseur h2, la première
longueur I étant prédéterminée de sorte que l'épaisseur minimale hirnin soit
inférieure ou égale à un tiers de la deuxième épaisseur h2.
La présente invention est avantageusement complétée par les caractéristiques
suivantes, prises individuellement ou en l'une quelconque de leurs
combinaisons techniquement possibles :
- n est un nombre réel supérieur ou égal 5/3 et préférentiellement supérieur
ou égal à 2,
- n est strictement inférieur à 100,
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- le dispositif comprend une bordure latérale, et la partie d'isolation
acoustique forme un amincissement du dispositif depuis la partie de montage
jusqu'à la bordure latérale, n étant préférentiellement un nombre réel
supérieur ou égal à 2,
- la partie d'isolation acoustique présente au moins un évidement dans le
premier matériau et n est préférentiellement un nombre réel supérieur ou égal
à 5/3õ
- l'évidement présente une forme elliptique et préférentiellement circulaire,
- un ajour est formé au centre de l'évidement,
- le dispositif comprend un dissipateur viscoélastique, le dissipateur étant
monté fixe en contact avec au moins une partie de la partie d'isolation
acoustique, le dissipateur étant formé par un matériau présentant un premier
facteur de perte qi strictement supérieur à 0,05, notamment strictement
supérieur à 0,10, et préférentiellement strictement supérieur à 0,15,
- la partie de montage forme un logement apte à recevoir une bordure de la
plaque.
Un autre aspect de l'invention est un ensemble comprenant un dispositif selon
un mode de réalisation de l'invention, et une plaque présentant une bordure,
la partie de montage étant montée fixe sur la bordure de la plaque.
Avantageusement, le premier matériau présente une partie réelle E'1 du
premier module d'Young, une première densité pl, et un premier coefficient
de poisson vi, et la partie de montage présente une première composante y,
de vitesse de phase d'une onde de flexion définie par
( Elh22 1/4
Yi = 12)91(1 ¨1/12))
la plaque présentant une troisième épaisseur h3, une partie réelle E'2 du
deuxième module d'Young, une deuxième densité pz et un deuxième coefficient
de poisson vz, définissant une deuxième composante yz de vitesse de phase
d'une onde de flexion définie par
( E2h2 1/4
Y2 = 12p 3
2(1 ¨ v22))
la différence entre la première composante y, et entre la deuxième
composante y2 étant inférieure à 20% de la deuxième composante yz, et
préférentiellement étant inférieure à 10% de la deuxième composante y2.
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Avantageusement, la plaque est un vitrage.
Avantageusement, le vitrage comprend au moins une feuille de verre minéral.
Avantageusement, le vitrage est un vitrage feuilleté.
Avantageusement, la plaque est un vitrage comprenant une feuille de verre
minéral, et le premier matériau du dispositif comprend de l'aluminium, la
deuxième épaisseur h2 étant égale à la troisième épaisseur h3.
Avantageusement, la plaque est un vitrage comprenant une feuille de verre
minéral, et le premier matériau du dispositif comprend un matériau polymère,
la deuxième épaisseur h2 étant strictement supérieure à la troisième épaisseur
h3.
Un autre aspect de l'invention est un procédé de fabrication d'un ensemble
comprenant un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention, et une
plaque présentant une bordure, le procédé comprenant une étape de fixation
de la partie de montage sur une bordure de la plaque.
DESCRIPTION DES FIGURES
D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la
description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui
doit
être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
[Fig. 1] - la figure 1 illustre schématiquement un vitrage connu présentant
des
propriétés d'isolation acoustique,
[Fig. 2] - la figure 2 illustre schématiquement une coupe d'un dispositif
selon
un mode de réalisation de l'invention, dans lequel le dispositif présente un
amincissement depuis une partie de montage du dispositif jusqu'à une bordure
latérale du dispositif,
[Fig. 3] - la figure 3 illustre schématiquement une coupe d'un dispositif
selon
un mode de réalisation de l'invention, dans lequel le dispositif présente un
amincissement depuis une partie de montage du dispositif jusqu'à une bordure
latérale du dispositif,
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[Fig. 4] - la figure 4 illustre schématiquement une coupe d'un dispositif
selon
un mode de réalisation de l'invention, le dispositif présentant un évidement,
[Fig. 5] - la figure 5 illustre schématiquement un évidement d'un dispositif
selon
un mode de réalisation de l'invention, en vue de dessus,
[Fig. 6] - la figure 6 illustre schématiquement un ensemble selon un mode de
réalisation de l'invention, comprenant un dispositif et une plaque, le
dispositif
étant monté fixe à la plaque,
[Fig. 7] - la figure 7 illustre schématiquement un ensemble selon un mode de
réalisation de l'invention, comprenant un dispositif et une plaque, le
dispositif
étant monté fixe à la plaque,
[Fig. 8] - la figure 8 illustre schématiquement un vitrage latéral d'un
véhicule
automobile selon un mode de réalisation de l'invention,
[Fig. 9] - la figure 9 illustre schématiquement un vitrage latéral d'un
véhicule
automobile selon un mode de réalisation de l'invention,
[Fig. 10] - la figure 10 est un diagramme illustrant une moyenne de
l'accélération de vitrages connus et d'ensembles selon des modes de
réalisation de l'invention, en fonction de la fréquence d'une onde acoustique
incidente,
[Fig. 11] - la figure 11 est un diagramme illustrant un isolement acoustique
d'un vitrage connu et d'ensembles selon des modes de réalisation de
l'invention.
Sur l'ensemble des figures, les éléments similaires portent des références
identiques.
DEFINITIONS
On entend par facteur de perte g d'un matériau, le matériau présentant un
module d'Young E complexe, le rapport entre la partie imaginaire E" du
module d'Young du matériau, associée à l'élasticité du matériau, et la partie
réelle E' du module d'Young du matériau, associée à la viscosité du matériau.
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Le facteur de perte ri d'un matériau, également désigné tan à -, est défini
par la norme internationale 150 18437-2:2005 (Mechanical vibration and shock
¨ Characterization of the dynamic mechanical properties of visco-e(astic
materials ¨ Part 2 : Resonance method, partie 3.2).
Préférentiellement, le facteur de perte q peut être défini pour une fréquence
prédéterminée. On entend, dans la présente, par - un matériau présente un
premier facteur de perte il supérieur à une valeur - que le matériau présente
un premier facteur de perte ri supérieur à la valeur pour chacune des
fréquences dans la gamme de fréquences audibles, c'est-à-dire dans une
gamme de fréquences s'étendant entre 20 Hz inclus et 20 000 Hz inclus, et
préférentiellement entre 20 Hz inclus et 10 000 Hz inclus.
Le facteur de perte q peut être défini pour une température prédéterminée.
La gamme de température considérée dans la présente invention est comprise
entre -20 C et 60 C. On entend, dans la présente, par un matériau présente
un premier facteur de perte q supérieur à une valeur que le matériau
présente un premier facteur de perte q supérieur à la valeur pour chacune des
températures comprises entre -20 C et 60 C.
On entend par la partie réelle E' du module d'Young d'un matériau est
supérieure à une valeur- que la partie réelle E' du module d'Young du matériau
est supérieure la partie réelle E' du module d'Young du matériau pour chacune
des fréquences dans la gamme de fréquences audibles, c'est-à-dire dans une
gamme de fréquences s'étendant entre 20 Hz inclus et 20 000 Hz inclus, et
préférentiellement entre 20 Hz inclus et 10 000 Hz inclus.
La partie réelle E' et la partie imaginaire E" du module d'Young peuvent être
définies pour une température prédéterminée. La gamme de température
considérée dans la présente invention est comprise entre -20'C et 60 C. On
entend, dans la présente, par la partie réelle E' du module d'Young d'un
matériau est supérieure a une valeur que le matériau présente une partie
réelle E' du module d'Young supérieure à la valeur pour chacune des
températures comprises entre -20 C et 60 C. On entend, dans la présente, par
un matériau présente un premier facteur de perte ri supérieur à une valeur -
que le matériau présente un premier facteur de perte ri supérieur à la valeur
pour chacune des températures comprises entre -20 C et 60 C.
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Une caractérisation dynamique d'un matériau est réalisée sur un viscoanalyseur
du type viscoanalyseur Metravib, dans les conditions de mesures suivantes. Une
sollicitation sinusoïdale est appliquée au matériau. Un échantillon de mesure
formé par le matériau à mesurer est constitué de deux parallélépipèdes
rectangles, chaque parallélépipède présentant une épaisseur de 3,31 mm, une
hauteur de 10,38 mm et une largeur de 6,44 mm. Chaque parallélépipède formé
par le matériau est également désigné par le terme éprouvette de
cisaillement. L'excitation est mise en oeuvre avec une amplitude dynamique
de 5 pm autour de la position de repos, en parcourant la gamme des fréquences
comprises entre 5 Hz et 700 Hz, et en parcourant une gamme de températures
comprises entre -20 C et +60 C.
Le viscoanalyseur permet de soumettre à chaque éprouvette (chaque
échantillon) des déformations dans des conditions précises de température et
de fréquence, et de mesurer les déplacements de l'éprouvette, les forces
appliquées à l'éprouvette et leur déphasage, ce qui permet de mesurer des
grandeurs rhéologiques caractérisant le matériau de l'éprouvette.
L'exploitation des mesures permet notamment de calculer le module d'Young
E du matériau, et particulièrement la partie réelle E' du module d'Young et la
partie imaginaire E" du module d'Young du matériau, et ainsi de calculer la
tangente de l'angle de perte (ou facteur de perte) n (également désigné par
tan d).
Une valeur de la partie réelle E' du module d'Young et/ou un facteur de perte
ri d'un matériau sont mesurés sans que le matériau soit précontraint.
On entend par vitrage une structure comprenant au moins une feuille de
verre organique ou minérale, préférentiellement adaptée à être montée dans
un véhicule, préférentiellement un véhicule automobile.
Le vitrage peut comprendre une feuille de verre simple ou bien un ensemble
vitré multicouche dont au moins une couche est une feuille de verre.
Un vitrage peut comprendre un ensemble vitré. L'ensemble vitré comprend au
moins une feuille de verre. Le verre peut être du verre organique ou minéral.
Le verre peut être trempé. L'ensemble vitré est de préférence un vitrage
feuilleté. On entend par vitrage feuilleté un ensemble vitré comprenant au
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moins deux feuilles de verre et un film intercalaire formé en matière
plastique,
préférentiellement viscoélastique, séparant les deux feuilles de verre. Le
film
intercalaire en matière plastique peut comprendre une ou plusieurs couches,
d'un polymère viscoélastique tel que le poly(butyral de vinyle) (PVB) ou un
copolymère éthylène-acétate de vinyle (EVA). Le film intercalaire est de
préférence en PVB standard ou en PVB acoustique (tel que le PVB acoustique
mono-couche ou tri-couche). Le PVB acoustique peut comprendre trois
couches : deux couches externes en PVB standard et une couche interne en PVB
additionné de plastifiant de manière à la rendre moins rigide que les couches
externes.
On entend par "ellipse" une courbe plane fermée obtenue par l'intersection
d'un cône de révolution avec un plan, à condition que celui-ci coupe l'axe de
rotation du cône ou du cylindre. L'ellipse est une conique d'excentricité
strictement comprise entre 0 et 1. L'ellipse est également le lieu des points
dont la somme des distances à deux points fixes, dits foyers, est constante.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Architecture générale et éléments théoriques
En référence à la figure 2, à la figure 3, et à la figure 4, un dispositif 1
pour
l'isolation acoustique d'une plaque 4 comprend une partie d'isolation
acoustique
2 et une partie de montage 3.
La partie de montage 3 est montée fixe à la partie d'isolation acoustique 2.
De
préférence, la partie de montage 3 et la partie d'isolation acoustique 2
forment
une seule pièce monolithique formée dans un même premier matériau. La
partie de montage 3 présente une deuxième épaisseur h2 en contact avec la
partie d'isolation acoustique 2. Le dispositif 1 s'étend selon une direction
principale 6. De préférence, l'épaisseur de la partie de montage 3 est
constante et est égale à la deuxième épaisseur h2 le long de la direction
principale 6.
La partie de montage 3 est configurée pour être montée fixe sur une bordure
de la plaque 4. La bordure de la plaque peut être une tranche de la plaque 4.
La bordure de la plaque peut être perpendiculaire à la direction principale 6,
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de sorte que la direction principale 6 est parallèle à une surface selon
laquelle
s'étend la plaque 4.
La partie d'isolation acoustique 2 est formée par le premier matériau. La
partie
d'isolation acoustique 2 s'étend le long d'une première longueur 1 selon la
première direction principale 6. La partie d'isolation acoustique 2 présente
une
première épaisseur hl du premier matériau, selon une direction
perpendiculaire à la première direction principale 6. La première épaisseur hl
varie, en fonction d'une coordonnée x, le long de la première longueur I,
proportionnellement à une valeur de xi', où n est un nombre réel strictement
supérieur à 1, depuis une épaisseur minimale himin jusqu'à la deuxième
épaisseur h2, la première longueur 1 étant prédéterminée de sorte que
l'épaisseur minimale hImin soit inférieure ou égale à un tiers de la deuxième
épaisseur h2. La coordonnée x est égale à zéro quand l'épaisseur hl de la
partie
d'isolation acoustique 2 est égale à h2m1n. Quand la coordonnée x est égale à
la
première longueur I, l'épaisseur h1 de la partie d'isolation acoustique 2 est
égale à l'épaisseur h2 de la partie de montage 3.
Ainsi, le dispositif 1 permet de recevoir les ondes en flexions se propageant
depuis la bordure de la plaque 4 sans les réfléchir vers la plaque 4. Lorsque
la
plaque 4 est exposée à une onde acoustique incidente, les ondes en flexion se
propageant, une fois transmises au dispositif 1, d'abord dans la partie de
montage 3 puis dans la partie d'isolation acoustique 2. La partie d'isolation
2
acoustique empêche la réflexion des ondes de flexion dans le dispositif 1, ce
qui permet d'isoler acoustiquement la plaque 4 lorsque le dispositif 1 est
monté
fixe sur la plaque 4.
En effet, comme décrit dans le document Mironov et al. (Mironov, M. A.,1988,
"Propagation of a flexural wave in a plate whose thickness decreases smoothly
to zero in a [mite interval", Soviet Physics Acoustics-USSR, 34(3), 318-319),
une diminution de l'épaisseur d'une plaque mince sur ses bords peut rendre les
bords non réfléchissants pour des ondes de flexion dans le matériau de la
plaque, quand la diminution suit une loi de puissance, de sorte que
l'épaisseur
h de la plaque est proportionnelle à xn, où n est un nombre réel strictement
supérieur à 1.
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La première épaisseur hl de la partie d'isolation acoustique 2 peut être
définie
par la formule (1) suivante :
h/(x) = E.Xn
(1)
OU est un facteur de proportionnalité.
La vitesse de phase cbi des ondes de flexion dans la partie d'isolation
acoustique 2 peut être définie en fonction de l'épaisseur hi(x) de la partie
d'isolation acoustique par la formule (2) suivante :
(E' (x)2 (02) 1/4
Cb 1 = (2)
12p1(1¨v12)
où E'l est la partie réelle du module d'Young du premier matériau, pl est la
densité du premier matériau, vi est le coefficient de poisson du premier
matériau, hi(x) est l'épaisseur de la partie d'isolation acoustique à la
coordonnée x et w est la pulsation de l'onde acoustique incidente.
A partir de la vitesse de phase cbi dans la partie d'isolation acoustique 2,
on
peut calculer un temps de transit d'une onde de flexion se propageant dans la
zone d'isolation acoustique 11. Quand l'épaisseur himin tend vers une
épaisseur
nulle, le temps de transit tend vers l'infini. Ainsi, l'onde de flexion
incidente
n'est pas réfléchie par la partie d'isolation acoustique 2, ce qui permet
augmenter l'isolation acoustique de la plaque 4.
On désigne par le terme "trou noir acoustique" la partie d'isolation
acoustique
2. Le dispositif 1 comprend au moins un trou noir acoustique. Le dispositif 1
peut également comprendre une pluralité, et de préférence un réseau, de trous
noirs acoustiques.
En pratique, il n'est pas possible de fabriquer une épaisseur himin nulle. Les
inventeurs ont découvert que l'effet d'isolation acoustique apparaît lorsque
la
première longueur I est prédéterminée de sorte que l'épaisseur minimale himin
est inférieure ou égale à un tiers de la deuxième épaisseur 112. Notamment, la
première longueur I est prédéterminée de sorte que l'épaisseur minimale h2.1),
est inférieure ou égale à un cinquième de la deuxième épaisseur 112. De
manière
plus préférentielle, la première longueur I est prédéterminée de sorte que
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l'épaisseur minimale himin est inférieure ou égale à un dixième de la deuxième
épaisseur hz.
Les inventeurs ont également découvert que l'effet d'isolation acoustique
apparaît pour n strictement supérieur à 1, notamment supérieur ou égal à 5/3,
et préférentiellement supérieur ou égal à 2. De plus, n peut être strictement
inférieur à 100, de sorte à éviter une réflexion à la jonction entre la partie
d'isolation acoustique 2 et la partie de montage 3. La partie d'isolation
acoustique 2 peut présenter, selon une deuxième direction principale 16, une
taille supérieure ou égale à la première longueur 1, la deuxième direction
principale 16 étant perpendiculaire localement à la première direction
principale 6 et perpendiculaire à une direction selon laquelle s'étend
localement l'épaisseur du dispositif 1.
Partie d'isolation acoustique 2
En référence à la figure 2 et la figure 3, le dispositif 1 peut comprendre une
bordure latérale 9, la partie d'isolation acoustique 2 formant un
amincissement
du dispositif 1 depuis la partie de montage 3 jusqu'à la bordure latérale 9.
Préférentiellement, n est un nombre réel supérieur ou égal à 2. La partie
d'isolation acoustique 2 forme ainsi une lame ou une arête s'étendant selon la
deuxième direction principale 16. Ainsi, il est possible de faciliter la
fabrication du dispositif 1, tout en permettant l'isolation acoustique d'une
plaque 4. De préférence, la partie d'isolation acoustique 2 s'étant selon la
deuxième direction principale 16 sur une longueur supérieure ou égale la
première longueur 1.
En référence à la figure 4, la partie d'isolation acoustique 2 peut présenter
au
moins un évidement 7. Préférentiellement, n est un nombre réel supérieur ou
égal à 5/3. De préférence, l'évidement 7 présente une taille minimale Wmin,
selon la surface dans laquelle s'étend la plaque 4, supérieure ou égale à la
première longueur 1. L'évidement 7 peut présenter une forme elliptique, et
préférentiellement une forme circulaire. Une ellipse formée par l'évidement 7
peut présenter un rayon minimum rmin. De préférence, le rayon minimum rmin
de l'ellipse est supérieur ou égal à la première longueur 1. L'évidement 7
peut
également présenter une forme carrée ou rectangulaire.
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En référence à la figure 4 et à la figure 5, un ajour 17 peut être formé au
centre
de l'évidement 7. Ainsi, une partie d'isolation acoustique 2 présentant
l'épaisseur minimale himin peut être fabriquée de sorte que l'épaisseur
minimale
hirnin est la plus proche possible d'une épaisseur nulle, ce qui permet de
minimiser la réflexion d'une onde de flexion se propageant dans le dispositif
1
et ainsi d'augmenter l'isolement acoustique de la plaque 4. De préférence,
lorsque l'évidement présente une forme elliptique, la première longueur I est
supérieure à la différence entre le rayon r ou le rayon minimum rmin de
l'évidement 7 et le rayon de l'ajour.
La partie d'isolation acoustique 2 peut présenter différentes formes. Le
premier
matériau peut former une arête à la bordure latérale 9 de la partie
d'isolation
acoustique 2. En variante, le matériau peut présenter une coupe en forme de
fourche, la partie d'isolation acoustique 2 formant deux arêtes en bordure de
la partie d'isolation acoustique 2. La première épaisseur h1 peut être, dans
ce
cas, mesurée en additionnant les épaisseurs de chacune des branches de la
fourche. Le matériau peut former un évidement 7. Le matériau peut également
former une cavité. Dans ce cas, la première épaisseur hl de la partie
d'isolation
acoustique 2 est mesurée en additionnant les épaisseurs du matériau formant
la cavité. La partie d'isolation acoustique 2 peut également s'étendre selon
une
surface courbe. Dans ce cas, la mesure de la première épaisseur h1 de la
partie
d'isolation acoustique 2 est mise en oeuvre en mesurant l'épaisseur du
matériau
selon une direction localement perpendiculaire à la surface courbe.
Dissipateur 8 viscoélastique
En référence à la figure 2, à la figure 3 et à la figure 4, le dispositif 1
peut
comprendre un dissipateur 8 viscoélastique. Le dissipateur 8 peut être monté
fixe en contact avec au moins une partie de la zone d'isolation acoustique 11.
Le dissipateur 8 peut être formé par un matériau présentant un premier facteur
de perte 17/ strictement supérieur à 0,05, notamment strictement supérieur à
0,10, et préférentiellement strictement supérieur à 0,15. Ainsi, l'énergie
concentrée dans une zone d'isolation acoustique 11 par des ondes de flexions
incidentes est dissipée de manière visqueuse, ce qui permet de diminuer la
réflexion d'une onde de flexion dans le dispositif 1 et ainsi d'éviter
l'émission
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d'ondes de flexion dans la plaque 4 par réflexion dans le dispositif 1. Le
matériau du dissipateur 8 est viscoélastique, et peut présenter une partie
réelle E' du module d'Young inférieure à 100 MPa, et préférentiellement
inférieure à 10 MPa.
En référence à la figure 2, la figure 3 et la figure 4, le dissipateur 8 peut
être
monté fixe sur une partie de la zone d'isolation acoustique 11 présentant une
épaisseur comprise entre himin et h2/2. Ainsi, les ondes de flexion sont
dissipées
par le dissipateur 8 à l'endroit où elles sont le plus concentrées. De
préférence,
une partie du dissipateur 8 est en contact avec la partie d'isolation
acoustique
2 présentant l'épaisseur minimale himin.
Le dissipateur 8 peut être formé par un matériau choisi parmi une silicone, un
nitrile et un polyuréthane. Les propriétés viscoélastiques des matériaux
connus
peuvent être mesurées par les méthodes décrites dans la présente. Le matériau
du dissipateur peut présenter une température de transition vitreuse comprise
entre -80 C et -50 C inclus. Par exemple, le matériau du dissipateur peut
comprendre une silicone méthyle vinyle (MVQ) réticulée par un peroxyde de
benzoyle. Le matériau du dissipateur peut également être un matériau poreux.
Le facteur de perte du matériau peut également être ajusté par un agent
tackifiant, par exemple un ester de glycérine, du carbonate de calcium ou des
nanotubes de carbone. Par exemple, le mastic en polyuréthane Weberseal PU
40 (marque déposée) de la marque Weber présente un facteur de perte 77 égal
à 0,41 et une valeur de la partie imaginaire E' du module d'Young égale à 7,2
MPa. Par exemple, le mastic en polyuréthane Sikaflex PRO-11 FC (marque
déposée) de la marque Sika présente un facteur de perte 1.7 égal à 0,20 et une
valeur de la partie imaginaire E' du module d'Young égale à 1,2 MPa.
Partie de montage 3
En référence à la figure 6 et à la figure 7, la partie de montage 3 est
configurée
pour être montée fixe sur une bordure 11 de la plaque 4. La partie de montage
3 comprend une terminaison apte à être montée fixe sur la bordure 11.
La partie de montage 3 peut former un logement 10 apte à recevoir la bordure
11 de la plaque 4. Le logement 10 peut former une pince configurée pour
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entourer la bordure 11. Ainsi, le logement 10 peut être en contact avec une
tranche de la plaque 4 et en même temps avec une face supérieure et une face
inférieure de la plaque 4. Ainsi, le dispositif 1 peut être monté fixe à la
plaque
4 sans présenter de degré de liberté en rotation et en translation au regard
de
la plaque 4. Cette configuration permet de transmettre efficacement les ondes
de flexion depuis la plaque 4 au dispositif 1. Une terminaison de la partie de
montage 3 peut également être collée à la bordure 11. La partie de montage 3
peut également être configurée pour être montée fixe de manière amovible à
la plaque 4.
Ensemble 13
Un ensemble 13 comprend un dispositif 1 et une plaque 4 présentant une
bordure 11, dans lequel la partie de montage 3 est montée fixe sur la bordure
11 de la plaque 4. La plaque 4 présente un présente une troisième épaisseur h3
à la bordure 11. La troisième épaisseur h3 est de préférence constante dans la
plaque 4.
Un aspect de l'invention est un procédé de fabrication de l'ensemble 13. Le
procédé comprend une étape de fixation de la partie de montage 3 sur une
bordure de la plaque 4. De préférence, la partie de montage 3 peut être
encastrée, clipsée ou montée de manière amovible sur la bordure de la plaque
4. La partie de montage 3 peut également être collée sur la bordure de la
plaque 4. La colle peut être choisie parmi au moins une colle structurale mono
ou multi-composants, de type époxy, méthacrylate, polyuréthane, acrylique,
vinylique.
De préférence, la différence entre une première vitesse de phase cb, des ondes
de flexion dans la partie de montage 3 et entre une deuxième vitesse de phase
cb2 des ondes de flexion dans la plaque 4 est inférieure à 20% de la deuxième
vitesse de phase cb2, et préférentiellement est inférieure à 10% de la
deuxième
vitesse de phase cb2 lors de l'exposition de la plaque 4 à une onde acoustique
de pulsation oo déterminée.
La première vitesse de phase cb, des ondes de flexion dans la partie de
montage
3 est définie par la formule (3) suivante :
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Cb 1 = Y1 = CO 1/2
(3)
où ci) est une pulsation de l'onde acoustique incidente à la plaque 4, et yi
est
une première composante de vitesse de phase définie par la formule (4)
suivante :
1
( E,1 hz2 4
h - ______________________________ (4)
12p1(1¨vi2)/
où E', est la partie réelle du premier module d'Young du premier matériau, pl
est une première densité du premier matériau, et vi un premier coefficient de
poisson du premier matériau.
La deuxième vitesse de phase cbz des ondes de flexion dans la plaque 4 est
définie par la formule (5) suivante :
cb2 = Y2. 601/2 (5)
où co est une pulsation de l'onde acoustique incidente à la plaque 4, et yz
est
une première composante de vitesse de phase définie par la formule (4)
suivante :
1
_
( E'2 h32 )4
Y2 = (6)
12p2(1¨v22)
où E'2 est la partie réelle du deuxième module d'Young du matériau de la
plaque 4, pz est une deuxième densité du matériau de la plaque 4, et vz est un
deuxième coefficient de poisson du matériau de la plaque 4.
La relation décrite précédemment entre les vitesses de phase des ondes de
flexion peut ainsi s'exprimer de la manière suivante : la différence entre la
première composante y, et entre la deuxième composante y2 est inférieure à
20% de la deuxième composante yz, et préférentiellement est inférieure à 10%
de la deuxième composante yz. Ainsi, la réflexion une onde de flexion se
propageant depuis la plaque 4 vers le dispositif 1 peut être limitée ou
annulée.
De préférence, la plaque 4 est un vitrage 12. L'usinage d'un vitrage 12 est
une
opération complexe et coûteuse. En particulier, l'usinage un trou noir
acoustique peut être complexe, notamment en raison du profil de la partie
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d'isolation acoustique 2 du trou noir acoustique. Ainsi, il est possible
d'améliorer l'isolation acoustique du vitrage 12, en le montant fixe sur un
dispositif 1, sans avoir à usiner le vitrage 12. De préférence, le vitrage 12
comprends au moins une feuille de verre minéral. En effet, une feuille de
verre
minérale peut être requise dans de nombreux types de vitrages 12, bien qu'elle
soit difficile à usiner. Le vitrage 12 peut être un vitrage feuilleté ou
monolithe.
Lorsque le vitrage 12 comprend une feuille de verre minéral, le premier
matériau peut être de l'aluminium, et la deuxième épaisseur hz est égale à la
troisième épaisseur h3. En effet la partie réelle du module d'Young E'1, le
coefficient de poisson vi et la densité p 1 de l'aluminium permettent, au
regard
de la partie réelle du module de Young E'2, du coefficient de poisson v2 et de
la densité pz du verre minéral, de vérifier la relation entre la première
composante yi et la deuxième composante y2 pour une deuxième épaisseur hz
égale à une troisième épaisseur h3. Ainsi, il est possible de fabriquer un
dispositif 1 en aluminium et ainsi faciliter l'usinage du ou des trous noirs
acoustiques tout en limitant l'augmentation de la masse de l'ensemble 13.
Lorsque le vitrage 12 comprend une feuille de verre minéral, le premier
matériau peut être un matériau polymère, préférentiellement de la résine, et
la deuxième épaisseur hz est strictement supérieure à la troisième épaisseur
h3. En effet la partie réelle du module d'Young E'i, le coefficient de poisson
vi
et la densité pi des matériaux polymères permettent, au regard de la partie
réelle du module de Young E'2, du coefficient de poisson v2 et de la densité
pz
du verre minéral, de vérifier la relation entre la première composante yi et
la
deuxième composante yz pour une deuxième épaisseur hz strictement
supérieure à une troisième épaisseur h3. Ainsi, il est possible de fabriquer
un
dispositif 1 dans un premier matériau polymère et ainsi faciliter l'usinage du
ou des trous noirs acoustiques, tout en limitant l'augmentation de la masse de
l'ensemble 13.
La plaque 4 peut également être choisie parmi un plafond et une cloison, de
préférence une cloison en gypse. Ainsi, il est possible d'améliorer
l'isolation
acoustique d'un plafond ou d'une cloison sans les modifier.
En référence à la figure 8 et à la figure 9, le vitrage 12 peut être un
vitrage 12
latéral de véhicule automobile. De préférence, l'ensemble 13 comprend des
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moyens de fixation à une portière du véhicule automobile, de sorte que le
dispositif 1 est agencé dans la portière en dehors de la portion de ceinture
quand l'ensemble 13 est fixé à la portière. Dans ce cas, le dispositif 1 est
configuré pour être agencé sous un joint lécheur de la portière. En référence
à la figure 8, la partie d'isolation acoustique 2 peut former un amincissement
du dispositif 1 depuis la partie de montage 3 jusqu'à la bordure latérale 9.
En
référence à la figure 9, la partie d'isolation acoustique 2 peut comprendre un
réseau d'évidements 7 dans le premier matériau.
La figure 10 illustre une moyenne de l'accélération d'un vitrage 12 selon une
direction suivant l'épaisseur du vitrage 12, en fonction de la fréquence d'une
onde acoustique incidente au vitrage 12. Le vitrage 12 est en verre minéral.
Le
vitrage 12 présente une épaisseur h3 égale à 4 mm, une longueur selon la
direction principale 6 égale à 300 mm et une largeur égale à 60 mm. La courbe
(a) illustre une moyenne de l'accélération du vitrage 12 en l'absence de
dispositif 1. La courbe (b) illustre une moyenne de l'accélération du vitrage
12,
le vitrage 12 étant monté fixe à un dispositif 1 selon un mode de réalisation
de
l'invention, en résine, en l'absence de dissipateur 8. La courbe (c) illustre
une
moyenne de l'accélération du vitrage 12, le vitrage 12 étant monté fixe à un
dispositif 1 selon un mode de réalisation de l'invention, en résine,
comprenant
un dissipateur 8.
La figure 11 illustre une simulation numérique par la méthode des éléments
finis d'un isolement acoustique d'un vitrage 12, en fonction de la fréquence
d'une onde acoustique incidente. La courbe (d) illustre un isolement
acoustique
d'un vitrage 12 feuilleté, comprenant une couche d'amortissement présentant
un facteur de perte égal à 1%, en l'absence de dispositif 1. La courbe (e)
illustre
un isolement acoustique d'un vitrage 12 feuilleté, comprenant une couche
d'amortissement présentant un facteur de perte égal à 15%, en l'absence de
dispositif 1. La courbe (f) illustre un isolement acoustique d'un vitrage 12
feuilleté, comprenant une couche d'amortissement présentant un facteur de
perte égal à 1%, le vitrage 12 étant monté fixe à un dispositif 1 en
aluminium.
La courbe (g) illustre un isolement acoustique d'un vitrage 12 feuilleté,
comprenant une couche d'amortissement présentant un facteur de perte égal
à 1%, le vitrage 12 étant monté fixe à un dispositif 1 en résine.
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