Brevet FR2502351A1 — publié le 19820924

ai Vitre à éclairement variable. b/ Cette invention fait appel à la technique des cristaux liquides. De tels cristaux dits nématiques sont déjà utilisés pour l'affichage LCD (Liquid Crystal Display) des montres à Quartz et des calculatrices. On peut, pour cette réalisation, utiliser n'importe quel type de cristaux liquides. Cette insertion fait également appel à une des techniques du verre qui consiste à traiter l'une des faces d'une plaque de matière transparente de manière à la rendre conductrice de courant électrique. Un tel matériau existe déjà : c'est le verre "Electriplex" de "Sully produits Spéciaux" filiale de "St-Gobain vitrage". ci Le besoin s'est fait sentir, de longue date, de disposer de moyens permettant de doter les vitres de moyens ou produits limitant leur transparence aux rayons solaires afin de rendre le séjour à l'intérieur d'un véhicule ou d'une habitation plus agréable eu égard à l'éclairement et à la température. Dans un premier temps, les vitres ont été teintées de manière permanente par diverses applications de produits chimiques sur le verre ou dans la texturemême. Plus récemment, en particulier pour les lunettes, est apparu un autre procédé à base de produits chimiques nouveaux qui assombrissent ou au contraire éclaircissent automatiquement la vitre par action directe de la lumière solaire sur ces produits chimiques. La teinture fixe des vitres présente évidemment l'inconvénient majeur d'assombrir en permanence l'intérieur du véhicule ou du logement, même lorsque la lumière solaire est très faible. La teinture variable à base de produits chimiques utilisée actuellement sur les lunettes ne semble pas avoir été appliquée aux grandes vitres, en particulier en raison de son coût. Par ailleurs, l'assombrissement par produits chimiques photosensibles exige un délai de l'ordre de trois minutes, ce qui peut être un inconvénient sur véhicule lorsque l'on passe brutalement de l'ombre au plein soleil et réciproquement (entrée et sortie de tunnel etc.). d/ La présente invention remédie à ces inconvénients. C'est une application nouvelle d'un moyen connu : les cristaux liquides, qui changent d'orientation lorsqu'on crée autour d'eux un champ électrique, et ce changement d'orientation (compte tenu de leur structure cristalline) provoque une absorption plus ou moins grande de la lumière solaire. La sensibilité à l'électricité des cristaux liquides est connue ainsi que leurs propriétés optiques. Ce qui est nouveau, c'est l'application de ces propriétés à l'assombris sement et l'éclaircissement spontané ou provoqué instantanément d'une surface transparente. L'avantage de cette vitre est de pouvoir instantanément changer son degré d'opacite. De plus, on obtient grace à l'électronique et à l'electricité des réglages très précis. Selon une première variante manuelle, le courant fourni aux électrodes de la vitre provient d'un générateur de courant continu, et est ensuite modifié en intensité par un rehostat. Selon une seconde variante manuelle, le courant fourni aux électrodes de la vitre provient d'un générateur de courant continu, et est ensuite modifié par un circuit électronique comprenant un transistor et un potentiomètre. Selon une troisième variante manuelle il n'y aura pas de possibilité de réglage intermédiaire mais un simple interrupteur permettra un réglage clair et un réglage foncé. Selon une quatrième variante automatique le courant fourni aux électrodes de la vitre provient d'un dispositif électronique comprenant un transistor, une photorésistance et un potentiomètre pour que, un réglage étant une fois adapté à sa convenance, le reste des réglages se fasse automatiquement. Selon une cinquieme variante automatique, le courant fourni aux électrodes de la vitre provient d'une cellule photovoltaique à laquelle on aura associé un réhostat qui, une fois réglé à sa contenance personnelle, n'aura plus besoin d'être touché, l'opération se faisant par la suite automatiquement. e/ Dans le dessin annexe (figure 1) on aperçoit les formes qu'auront les deux plaques (1 et 2) en question en ce qui concerne leur construction pratique. Comme on veut une épaisseur particulière entre les deux plaques (1) et (2) on placera tous les 5 centimètres une petite cale en matériau transparent (ici Cl, C2, G3) tous les 5cm par exemple. Ceci fait on fera pénétrer par capillarité les cristaux liquides en les disposant sur le point (3). Les points (3) et (4) visent à placer des électrodes sur la face interne des plaques qui, comme on le sait, est conductrice de courant. La figure 2 explique l'un des montages manuels possible. Le générateur (5) fournit le courant à une électrode (7) et passe par un réhostat (6) pour aboutir à l'autre électrode de la vitre. La figure 3 explique l'un des montages automatiques possible. Le générateur alimente à la fois la vitre mais aussi le transistor qui va permettre de délivrer un courant variable en fonction de la résistance de la photorésistance. fi La surface transparente est formée de deux lames à faces parallèles I et 2 entre lesquelles seront situés les cristaux liquides. Les lames I et 2 pourront être en toute matière transparente compatible avec le traitement de surface ci-après et l'usage des cristaux liquides. Dans la variante décrite ci-après, la face interne de chaque plaque a été traitée de manière à être conductrice de courant en surface tout en restant transparente. L'un des procédés consiste par exemple en un dépôt sur cette face interne, par pyrolyse, d'une couche métallique. extrêmement fine et transparente. Mais l'invention s'applique aussi à tous autres procédés assurant la conductibilité superficielle du courant électrique, par exemple selon un procédé connu, par le dépôt d'un réseau de fils très fins pratiquement invisibles à l'oeil nu. Les cristaux liquides se répartiront spontanément par capillarité entre les surfaces. Mais on peut envisager d'autres procédés d'intercalage des cristaux liquides. Entre les deux plaques seront éventuellement placées un certain nombre de cales - fig. (Cl, C2, C3, etc.) par exemple en matière plastique ayant pour but, à la fois de fixer les plaques ensemble, et de maintenir l'ecarte- ment désiré. Pour éviter tout risque de fuite, on peut, par exemple, enduire le pourtour des plaques d'une cire solide ou de tout autre produit évitant la sortie des cristaux liquides. Pour éviter un jeu des vitres, on pourra par exemple les maintenir comprimées par une garniture d'aluminium ou par tout autre procédé visant à empêcher un déplacement de l'une par rapport à l'autre. Deux électrodes 3 et 4 sont placées respectivement sur les plaques 2 et 1 alimentant en courant les faces internes des plaques correspondantes. Plusieurs procédés divers pourront être utilisés pour alimenter le dispositif en courant électrique. Dans une variante manuelle (fig. 2) le courant sera pris sur la batterie 5 du véhicule où un transformateur redresseur pour les installations fixes et l'on fera varier son intensité à l'aide du réhostat 6. Selon cette intensité transmise par l'électrode 7 à chaque face conductrice des plaques, les cristaux s'orienteront différemment, éclaircissant ou assombrissant la vitre. Dans une variante automatique (Fig. 3) le courant sera pris sur la batterie du véhicule 5 ou sur un transformateur redresseur, pour faire varier l'intensité, on utilisera ici un circuit comprenant un transistor P.N.P., une photo-résistance et un potentiomètre qui permettra de régler l'opacité de la vitre à sa convenance. Par la suite, la réaction se fera automatiquement. Il est également possible d'utiliser pour alimenter la vitre une cellule photo-volta#que qui rendra le système autonome et automatique. g/ Une application industrielle de ce projet est possible par la fabrication en série de vitres qui pourraient équiper des locaux ou des véhicules et tous les endroits où une protection contre un trop fort ensoleillement estnécessaire. De plus, ce procédé pourrait permettre des économies d'énergie en évitant la mise en marche de climatiseur lorsque des vitres classiques jouent un rôle de serre dans un appartement. REVENDICATIONS 1. Dispositif destiné à assombrir ou éclaircir instantanément une surface transparente formée de deux lames à faces parallèles transparentes plates ou courbes, dont les faces internes ont été rendues conductrices et entre lesquelles sont placés des cristaux liquides dont l'orientation variable avec le courant transmis aux deux plaques assombrit ou éclaircit le dispositif transparent. 2. Dispositif selon revendication 1 caractérisé par un générateur de courant continu quelconque ou un transformateur redresseur et par un réhostat pour effectuer manuellement un réglage de l'opacité (Fig. 2). 3. Dispositif selon revendication 1 caractérisé par un générateur de courant continu quelconque ou un transformateur redresseur et par un système électronique comprenant un transistor et un potentiomètre pour effectuer manuellement un réglage de l'opacité (Fig. 3). 4. Dispositif selon revendication 1 caractérisé par un générateur de courant continu quelconque ou un transformateur redresseur et par un interrupteur pour effectuer manuellement un réglage (sans possibilité d'intermédiaire) clair ou foncé de la vitre. 5. Dispositif selon revendication 1 caractérisé par un générateur de courant continu quelconque ou un transformateur redresseur et par une photorésistance reliée à un réhostat pour que le réglage de l'opacité soit effectué automatiquement une fois que le réglage moyen aura été choisi,par l'utilisateur au moyen du potentiomètre, en fonction de l'ensoleillement. 6. Dispositif selon revendication 1 caractérisé par une cellule photovoltaique et un réhostat qui permettra à l'utilisateur de choisir le réglage moyen en fonction de l'ensoleillement. Ensuite le système tiendra compte de l'ensoleillement pour modifier l'opacité de la vitre. 7. Dispositif selon revendication 1 caractérisé par le rajout ou l'enlèvement d'un composant électrique, électronique ou d'un matériel quelconque aux systèmes proposés par les revendications 1,2,3,4,5 et 6. 8. Dispositif selon revendication 1 dans lequel les cristaux liquides ont été intégrés à la structure de la matière transparente par tout procédé connu ou à venir, l'assombrissement ou l'éclaircissement étant provoqué par la variation du champ électrique.