FR2713169A1 - Revêtement isolant pour structure raide et procédé d'application de ce revêtement. - Google Patents

Revêtement isolant pour structure raide et procédé d'application de ce revêtement. Download PDF

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Abstract

Revêtement composite (1) destiné à amortir les vibrations engendrées par une structure raide (2), comportant une couche de matériau viscoélastique (3) associée à une couche de contrainte extérieure (4, 5, 6; 4', 5, 6), caractérisé en ce que la couche de contrainte extérieure (4, 5, 6; 4', 5, 6) comporte une âme (4, 4'), en matériau suffisamment souple dans son état initial pour ne pas gêner la mise en place du revêtement sur des structures de forme complexe, et devenant rigide sous l'action de la chaleur.

Description

REVETEMENT ISOLANT POUR STRUCTURE RAIDE ET
PROCEDE D'APPLICATION DE CE REVETEMENT
La présente invention a pour objet un revêtement composite destiné à amortir les vibrations engendrées par une structure raide, telle qu'un châssis de véhicule automobile, ainsi que l'application de ce revêtement.
Parmi les revêtements viscoélastiques utilisés actuellement pour amortir des vibrations sur une structure raide, on distingue les revêtements "libres", constitués d'une simple couche de matériau viscoélastique appliquée sur la structure raide, et les revêtements "contraints", présentant une couche de matériau viscoélastique prise en sandwich entre la structure raide, et une couche de contrainte rigide.
Les revêtements libres présentent l'inconvénient de ne pas offrir le meilleur compromis entre I'efficacité de l'amortissement et la masse de matériau mise en oeuvre, tandis que les revêtements "contraints", plus performants que les précédents, sont difficiles à mettre en place sur une structure raide.
Pour supprimer les difficultés liées à la mise en place "à posteriori" d'un revêtement viscoélastique sur une structure raide, il peut sembler préférable d'intégrer la couche viscoélastique dans la structure raide, lors de la fabrication de celle-ci. On qualifie de "tôle-sandwich" ce type de structure, dont la capacité d'amortissement est élevée, mais acquise, au prix d'une perte de raideur difficilement compatible avec les qualités auxquelles doivent répondre certains éléments de châssis soumis à des charges mécaniques élevées.
En dépit de certaines difficultés liées à leur application sur des éléments de châssis de forme complexe, les revêtements viscoélastiques "contraints" constituent donc les systèmes d'amortissement de vibrations les mieux adaptés pour isoler l'habitacle d'un véhicule, des vibrations engendrées par son châssis.
On connaît à ce jour de nombreux revêtements viscoélastiques contraints très performants, en raison de leur structure et de la nature des matériaux utilisés. Un matériau composite à couches viscoélastiques particulièrement efficace pour l'amortissement des vibrations et du bruit, est divulgué par la publication EP 0 278 248.
Cette publication décrit un matériau présentant plus de deux couches en matériau dur, reliées entre elles par des couches intermédiaires viscoélastiques, dont les domaines d'amortissement sont différents.
Une telle disposition permet notamment d'élargir la plage de température dans laquelle les vibrations sont amorties. En revanche, l'augmentation du nombre de couches mises en oeuvre alourdit considérablement l'ensemble.
La présente invention vise à parvenir au meilleur compromis entre l'efficacité d'amortissement d'un revêtement viscoélastique appliqué "à posterion sur une structure raide, et la légèreté de ce revêtement.
Elle propose à cet effet un revêtement composite destiné à amortir les vibrations engendrées par une structure raide, comportant une couche de matériau viscoélastique associée à une couche de contrainte extérieure. Ce revêtement est caractérisé en ce que la couche de contrainte extérieure comporte une âme en matériau suffisamment souple dans son état initial pour ne pas gêner la mise en place du revêtement sur des structures de forme complexe, et devenant rigide sous l'action de la chaleur.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'âme est constituée d'un matériau expansible sous l'action de la chaleur.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'âme extérieure est constituée d'un matériau alvéolaire.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'âme est recouverte sur chacune de ses faces d'une membrane, dont l'épaisseur est de l'ordre du dixième de millimètre.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la couche de contrainte est collée sur la couche de matériau viscoélastique.
Selon un mode de réalisation de l'invention, on assemble par collage les différents éléments constitutifs du revêtement avant la mise en place de celui-ci sur la structure raide, et la rigidification de l'âme par chauffage.
Selon un mode de réalisation de l'invention, on colle respectivement la première membrane sur la couche viscoélastique et la seconde membrane sur l'âme, avant d'appliquer successivement sur la structure raide, la couche viscoélastique recouverte de la première membrane puis l'âme recouverte de la seconde membrane, et de rigidifier l'âme par chauffage.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description suivante de deux modes de réalisation de celle-ci, en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels: - les figures 1A et 1B illustrent le premier mode de réalisation de
l'invention, et - les figures 2A et 2B illustrent le second mode de réalisation de
celle-ci.
Sur la figure 1A, on a représenté un revêtement viscoélastique 1 conforme à l'invention, avant son application sur une structure de base 2, dont on cherche à amortir les vibrations.
Le revêtement 1 comporte une couche de matériau viscoélastique 3 destiné à être appliqué directement (ou par l'intermédiaire d'une couche de colle non représentée) sur la structure de base 2.
Conformément à l'invention, la couche de matériau viscoélastique 3 est associée à une couche extérieure de contrainte, comportant une âme 4 souple dans son état initial, recouverte sur chacune de ses faces d'une membrane 5, 6 de faible épaisseur.
L'âme 4 est constituée par exemple d'une mousse occupant initialement un volume réduit, mais susceptible d'augmenter de volume et de se rigidifier sous l'action de la chaleur.
Les membranes 5, 6 se présentant sous la forme de feuilles d'environ un dixième de millimètre d'épaisseur, pourront notamment être en aluminium, mais on peut envisager l'utilisation d'autres matériaux sans sortir du cadre de l'invention. I1 est cependant souhaitable que les matériaux retenus présentent un module d'Young suffisamment élevé. Conformément au mode de réalisation de l'invention illustré par les figures 1A et 1B, les différents éléments constitutifs du revêtement 1 pourront avantageusement être assemblés par collage avant la mise en place du revêtement 1 sur la structure 2.
Sur la figure 1B, on retrouve les couches 3, 4, 5, et 6, après l'application du revêtement 1 sur la structure 2 et une opération de chauffage permettant à l'âme 4 d'augmenter de volume et de se rigidifier. Comme indiqué plus haut, la souplesse du revêtement 1 dans son état initial permet d'appliquer celui-ci sans difficulté sur des structures de base de forme complexe. Le chauffage de l'âme 4, postérieurement à l'application du revêtement sur la structure raide 2, transforme la structure souple 4, 5, 6 en couche de contrainte rigide du matériau viscoélastique 3, par augmentation de volume et rigidification.
Les figures 2A et 2B illustrent un second mode de réalisation de l'invention, selon lequel la couche de matériau viscoélastique 3 est associée à une âme 4' constituée par une structure alvéolaire de faible poids, en matériau se rigidifiant sous l'action de la chaleur, expansible ou non. L'âme 4' pourra être encollée sur l'une de ses faces pour recevoir la seconde membrane 6. Comme dans le premier mode de réalisation décrit, le revêtement 1 inclut en effet une première et une seconde membrane de faible épaisseur 5, 6 disposées du même côté du matériau viscoélastique 3, de part et d'autre de l'âme 4, et constituées par exemple de feuilles d'aluminium d'environ 0,1 mm d'épaisseur.
Conformément à ce second mode de réalisation, la mise en place du revêtement 1 sur la structure de base 2 pourra avantageusement s'effectuer en collant dans un premier temps la première membrane 5 sur une face du matériau viscoélastique 3 et la seconde membrane 6 sur l'âme 4', puis en appliquant successivement sur la structure raide 2, la couche viscoélastique recouverte de la première membrane, et l'âme 4' recouverte de la seconde membrane 6.
Comme dans l'exemple précédent, la structure 4', 5, 6 est suffisamment souple lors de sa mise en place du revêtement, pour épouser des structures de base de forme complexe, et est rigidifiée par chauffage postérieurement à cette opération, de façon à constituer une couche de contrainte rigide.
En conclusion, les deux modes de réalisation de l'invention décrits ci-dessus, permettent d'appliquer de façon simple un revêtement viscoélastique sur une structure de base de forme quelconque. Ce revêtement est léger, et bénéficie, à l'issue de sa mise en place, d'une couche de contrainte extérieure rigide. Par ailleurs, son intégration sur une structure de base ne dégrade pas la raideur de celle-ci. Ces qualités sont très appréciables, notamment dans la construction automobile, et rendent l'application du revêtement proposé particulièrement adaptée à certains éléments de châssis de de forme particulière, tels que des tunnels de plancher.

Claims (1)

  1. REVENDICATIONS [1] Revêtement composite (1) destiné à amortir les vibrations
    engendrées par une structure raide (2), comportant une couche
    de matériau viscoélastique (3) associée à une couche de
    contrainte extérieure (4, 5, 6 ; 4', 5, 6), caractérisé en ce que
    la couche de contrainte extérieure (4, 5, 6 ; 4', 5, 6) comporte
    une âme (4, 4'), en matériau suffisamment souple dans son
    état initial pour ne pas gêner la mise en place du revêtement
    sur des structures de forme complexe, et devenant rigide sous
    l'action de la chaleur.
    [2] Revêtement selon la revendication 1, caractérisé en ce que
    l'âme (4, 4') est constituée d'un matériau expansible,
    augmentant de volume sous l'action de la chaleur.
    [3] Revêtement selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce
    que l'âme (4') est constituée d'un matériau alvéolaire.
    [4] Revêtement selon les revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en
    ce que l'âme (4, 4') est recouverte sur chacune de ses faces
    d'une membrane (5, 6) dont l'épaisseur est de l'ordre du
    dixième de millimètre.
    [5] Revêtement selon l'une des revendications précédentes,
    caractérisé en ce que la couche de contrainte ( 4, 5, 6, ; 4',
    5, 6) est collée sur la couche de matériau viscoélastique (3).
    [6] Procédé d'application d'un revêtement conforme aux
    revendications 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caractérisé en ce qu'on
    assemble par collage ses différents éléments constitutifs (3, 4,
    4', 5, 6) avant la mise en place du revêtement (1) sur la
    structure raide (2) et la rigidification de l'âme (4, 4') par
    chauffage. [7] Procédé d'application d'un revêtement conforme aux
    revendications 1, 3, 4, 5 ou 6, caractérisé en ce qu'on colle la
    première membrane (5) sur la couche viscoélastique (3) et la
    seconde membrane (6) sur l'âme (4'), avant d'appliquer
    successivement sur la structure (2), la couche viscoélastique
    (3) recouverte de la première membrane (5), puis l'âme (4')
    recouverte de la seconde membrane (6), et de rigidifier l'âme
    (4') par chauffage.
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