Brevet FR2493996A1 — publié le 19820514

La présente invention concerne la réalisation d'un miroir léger constitué par l'association d'un bloc de mousse de verre et d'au moins une plaque de verre. Un dispositif de ce genre est par exemple décrit dans le brevet français 76 02312 (pub. 2 345 736) qui concerne un réflecteur comportant un bloc de mousse de verre et une feuille de verre assemblés par l'intermédiaire d'une couche de résine. Un problème particulièrement délicat qui se pose, consiste à définir des substances de liaison dont les comportements thermo-mécaniques soient compatibles aussi bien avec ceux du substrat en mousse qu'avec ceux de la "surface optique" rapportée. De ce point de vue les miroirs connus assemblés par collage ne se comportent en général de manière satisfaisante que dans un domaine étroit de températures : tffi- 200C, + SOOC 7 environ. La présente invention permet d'apporter une solution à ce problème. Selon l'invention, on coule sur le bloc de mousse (ou sur la plaque) une préparation formée d'un mélange de poudre de verre et de liquide volatil (de l'eau par exemple), on applique sur cette préparation la plaque de verre (ou le bloc de mousse), on laisse sécher cet assemblage puis on recuit celui-ci. Grace à ce procédé, on obtient un assemblage très homogène présentant une parfaite continuité de la transition. I1 n'y a donc pas en particulier, de différences sensibles de comportement thermo-mécanique entre le centre et le bord de la pièce puisque la préparation utilisée assure une continuité des caractéristiques physiques à la traversée de la jonction verre - mousse de verre. Dans le cas d'un miroir léger symétrique, c'est à dire comportant deux plaques de verre polissables rapportées de part et d'autre du bloc de mousse, il convient de contrôler le parallélisme des deux plaques lors de la cuisson. Selon l'invention, un dispositif permettant la réalisation d'un tel miroir léger symétrique peut comporter deux platines entre lesquelles on peut disposer l'assemblage lors de la cuisson, les faces des deux plaques de verre étant situées contre les faces en regard des deux platines ; ces dernières sont maintenues sensiblement parallèles tout en autorisant les déplacements relatifs des deux plaques se produisant lors de la cuisson. A cet effet, on peut prévoir qu'une des platines soit reliée à un bâti solidaire de l'autre platine par un systeme de lames souples se comportant comme un parallélogramme déformable. La description qui va suivre fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 illustre schématiquement la disposition de l'assemblage lorsqu'il est recuit dans un four. La figure 2 est un diagramme Température T/ternFs t indiquant le cycle thermique à suivre lors de cette -- opération . La figure 3 est une vue en coupe en élévation d'un dispositif -- - permettant de recuire un miroir symétrique à deux plaques rapportées en les maintenant parallèles. La figure 4 est une vue suivant la flèche F de la figure 3. La procédure de fabrication dans l'exemple de réalisation décrit est la suivante : à l'aide de déchets de verre placés durant six heures dans un broyeur à agate on réalise une poudre de verre de granulométrie donnée que l'on mélange à de l'eaudistil3e dans la proportion d'environ 10 parties pondérales de verre pour 3 parties pondérales d'eau. La préparation ainsi obtenue, de consistance semi-liquide, à grande viscosité, est coulée sur un bloc de mousse préalablement rectifié, à raison de 150 milligrammes environ de barbotine par centimètre carré de substrat cellulaire. On vient alors appliquer sur cette préparation, la plaque de verre, ce qui a pour effet d'homogénéiser l'épaisseur de la préparation intersticielle. Cette plaque en verre est dépolie sur une face de manière à augmenter les surfaces de matière en regard et à améliorer les conditions d'accrochage. La préparation sèche durant douze heures a' température ambiante (200C) dans une pièce ombragée et aérée (hygrométria moyenne d'environ 6%). Après séchage complet, cet assemblage, qui possède déià une certaine résistance, est recuit dans un four dans la disposition illustrée par la figure 1. L'assemblage comportant le bloc de mousse 1, la préparation ou barbotine 2, la plaque de verre sodo-calci que 3, repose sur le socle 4 du four par ladite plaque de verre 3. Une charge 5 appuyant sur le bloc de mousse 1 permet de soumettre l'assemblage à une légère pression (environ 3 g/cm2) de manière à améliorer la qualité de la soudure verre - préparation - mousse. Le cycle thermique utilisé (représenté fig. 2) doit obéir aux contraintes suivantes 10 Montée entempérature régulière, à raison de loOC par minute au maximum, jusqu a environ 6600 C, point de meilleur compromis entre l'obtention du frittage et une déformation acceptable des éléments de l'assemblage (verre, mousse de verre). 20 Cuisson en palier pendant 30 minutes à 6600C. 30 Retour très lent à l'ambiante, à raison de 10C environ par minute au maximum, surtout jusqu'à 5000C cette décroissance contrôlée, en favorisant la libération non destructive des contraintes créées par les retraits thermiques différentiels, permet d'obtenir un accrochage homogène et des interfaces continus, c'est à dire exempts de fissures macroscopiques. Dans une variante de réalisation, on peut préalablement procéder à une première enduction du bloc de mousse de verre, suivie d'un séchage et d'une cuisson préliminaire à 640 C. On procède ensuite à une deuxième enduction suivie des autres opérations du procédé décrites plus haut. Dans cette variante, on arrive à contrôler plus finement l'élimination d'eau et à assurer en outre une transition plus continue entre le verre cellulaire et le verre plein. La figure 1 concerne la réalisation d'un miroir asymétrique, c'est à dire comportant une seule plaque de verre polissable d'un côté du bloc de mousse. Il va de soi que l'invention peut être utilisée pour réaliser un miroir symétrique, c'est à dire comportant deux plaques de verre rapportées de part et d'autre du bloc de mousse. Dans ce cas, il convient de contrôler le parallélisme des deux plaques rapportées, en particulier lors de la cuisson. Les figures 3 et 4 illustrent un exemple de réalisation d'un dispositif permettant de recuire un miroir symétrique à deux plaques rapportées 2a et 2b en les maintenant parallèles. Ce dispositif comporte une platine inférieure 6 munie de flasques 7 entre lesquels peut être disposé le miroir à recuire, face inférieure 2a contre la platine 6. La platine inférieure 6 et les flasques 7 sont solidaires d'un bâti 8. Ce bâti présente une extension 8a vers le haut à laquelle sont fixées deux lames souples 9 et 10. Ces deux lames souples 9 et 10 solidaires par leurs autres extrémités d'une platine supérieure 11 disposée juste au dessus de la platine 6 et de l'espace limité par les flasques 7. Cette platine 11, qui présente une section légèrement inférieure à la section de l'espace limité par les flasques 7, pénètre quelque peu à l'intérieur de celui-ci avec un petit jeu pour venir au contact de la plaque supérieure 2b du miroir. L'ensemble 9, 10 se comporte comme un parallèlogramme déformable, ce qui maintient les deux faces en regard des platines 6 et 11 parallèles. Les deux plaques rapportées 2a 2b,du miroir léger sont donc également maintenues parallèles pendant la cuisson. I1 est possible de charger légèrement la platine 11. Dans l'exemple de réalisation décrit, les deux plaques de verre 2a, 2b circulaires ont rapportées sur un bloc de verre expansé 1 de section carrée correspondant à la forme carrée de l'espace limité par les flasques 7 et de la platine supérieure 11. Pour éviter l'adhérence du verre sur l'acier des platines et des flasques, on saupoudre et on frotte les différentes pièces avec du kaolin. Ultérieurement, il est possible par carottage, de donner au bloc de mousse une forme de section circulaire. Naturellement on peut aussi prévoir de disposer le miroir à l'intérieur d'un espace de section circulaire, le bloc de mousse étant également de section circulaire. Dans les exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, le verre utilisé pour fabriquer la mousse, le verre broyé, entrant dans la fabrication de la préparation ou barbotine, le verre utilisé pour une plaque de verre polissable employée comme surface optique rapportée peuvent être de même nature ou de compositions différentes. Par exemple, on utilise du silicate sodo calcique pour tous les éléments ; ou encore du silicate sodo-calcique pour la mousse, du verre au plomb pour la barbotine et du borosilicate pour la surface optique, de manière à bénéficier d'une température de ramollissement plus faible pour la barbotine que pour les autres éléments. L'invention s'applique en particulier à la réalisation de miroirs légers utilisables notamment dans les lunettes de tir, les miroirs embarqués sur fusées ou satellites, les réflecteurs laser, les systèmes de balayage infrarouge, etc. REVENDICATIONS 10 Procédé de réalisation d'un miroir léger par association d'un bloc de mousse de verre et d'au moins une plaque de verre polissable, caractérisé en ce que l'on coule sur le bloc de mousse ou la plaque une préparation formée d'un mélange de poudre de verre et de liquide volatil, on applique sur cette préparation, la plaque de verre, ou le bloc de mousse, on laisse sécher cet assemblage puis on recuit celui-ci. 20 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la préparation est formée d'un mélange d'environ 10 parties pondérales de poudre de verre pour 3 parties pondérales d'eau. 30 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on coule la préparation sur le bloc de mousse à raison de 150 milligrammes environ de préparation par centimètre carré de substrat cellulaire. 40 Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaque de verre est dépolie sur sa face en contact avec la préparation, de manière à améliorer les conditions d'accrochage. 50 Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'assemblage est recuit sensiblement selon le cycle thermique suivant - montée en température régulière, à raison de loOC par minute au maximum, jusqu'à environ 6600 C. - cuisson en palier pendant 30 minutes à 6600C. - retour très lent à l'ambiante, à raison de 10C environ par minute au maximum, au moins jusqu'à SOOOC. 60 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que pendant la cuisson, l'assemblage est soumis à une légère pression. 70 Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que préalablement, le bloc de mousse a subi une première enduction avec la préparation, suivie d'un séchage et d'une cuisson préliminaire. 80 Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le verre utilisé pour fabriquer la mousse, le verre broyé entrant dans la fabrication de la préparation, le verre utilisé pour la plaque de verre polissable rapportée sont de meme nature. 90 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le verre est un silicate sodo-calcique. 100 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le verre utilisé pour fabriquer la mousse est un silicate sodo -calcique, le verre broyé entrant dans la fabrication de la préparation est un verre au plomb et le verre utilisé pour la plaque de verre polissable rapportée est un borosilicate. 110 Miroir léger caractérisé en ce qu'il comporte un bloc de mousse de verre, recouvert sur une face au moins d'une préparation à base de verre et d'une plaque de verre, l'assemblage de ces composants étant réalisé selon un procédé conforme à l'une quelconque des revendications précédentes. 120 Dispositif permettant la réalisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, d'un miroir léger symétrique présentant deux plaques de verre polissables situées respectivement de part et d'autre du bloc de mousse de verre, caractérisé en ce qu'il comporte deux platines entre lesquelles on peut disposer l'assemblage lors de la cuisson, les faces des deux plaques de verre étant situées contre les faces en regard des deux platines et ces dernières étant maintenues sensiblement parallèles tout en autorisant les déplacements relatifs des deux plaques se produisant lors de la cuisson. 130 Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'une des platines est reliée à un bâti solidaire de l'autre platine par un système de lames souples.