Brevet FR2710102A1 — publié le 19950324

Vitrage pour fenêtres réfléchissant les ondes radar La présente invention concerne une vitrage pour fenêtres qui se compose d'un double verre avec un espace intermédiaire étanche, dans lequel un écran qui laisse passer la lumière et présente une résis- tance de surface déterminée est disposé dans la région du verre exté- rieur et dans lequel le verre intérieur est muni d'une couche optique- ment transparente qui réfléchit le rayonnement radar. Un vitrage de fenêtre de ce type est connu par le document DE 40 08 660 A1. Ce vitrage est construit selon le principe de l'absor- beur de Jaumann, c'est-à-dire que la fraction du rayonnement électro- magnétique incident qui est réfléchie par le verre extérieur est super- posée à la fraction du rayonnement électromagnétique en provenance de la couche réfléchissante qui est appliquée sur le verre intérieur, à une distance d'environ un quart de la longueur d'onde de fonction- nement. Ces deux fractions étant en opposition de phase, les fractions d'ondes réfléchies s'annulent mutuellement. Des vitrages isolants de ce type sont utilisés notamment pour des bâtiments qui sont construits dans le voisinage de faisceaux hert- ziens ou dans le voisinage d'installations de contrôle du trafic aérien, par exemple d'installations de surveillance par radar; en effet en l'absence de tels vitrages de ce type qui atténuent la réflexion des ondes radars le contrôle du trafic aérien et les faisceaux hertziens qui utilisent la plage de fréquences radar pourraient se trouver perturbés par des réflexions parasites. Toutefois, le document DE 40 08 660 A1 ne prévoit pas une récupération d'énergie. Le document DE 38 01 989 A1 décrit un vitrage isolant dans lequel sont disposées des cellules solaires qui uti- lisent la lumière incidente pour produire de l'énergie. En revanche, ce vitrage isolant ne présente pas de propriétés d'absorption du rayonne- ment radar. L'objectif de la présente invention est de créer un vitrage de fenêtre du type indiqué qui puissent être fabriqué facilement, permette une adaptation des caractéristiques électromagnétiques en fonction des conditions rencontrées sur le site de montage et permette en outre de récupérer de l'énergie. Partant d'un vitrage de fenêtre de type connu, cet objectif est atteint par le fait que l'écran situé dans la région du verre extérieur est constitué de conducteurs électriques filiformes qui sont disposés parallèlement les uns aux autres et dont les axes longitudinaux sont orientés suivant un angle réglable par rapport à la direction de polari- sation des rayonnements électromagnétiques incidents tel que la frac- tion du rayonnement électromagnétique qui est réfléchie par la couche réfléchissant le rayonnement radar et traverse à nouveau l'écran soit sensiblement égale à la fraction du rayonnement qui est réfléchie par ledit écran situé dans la région du verre extérieur et par le fait que le verre intérieur est pourvu d'une cellule solaire en couche mince. Le vitrage de fenêtre conforme à l'invention présente l'avan- tage d'une part d'atténuer ou d'éliminer dans une large mesure les réflexions radar indésirables et simultanément de permettre la produc- tion d'énergie par effet photovoltaique tout en conservant la transpa- rence optique souhaitée. Cette production d'énergie électrique par le biais de l'effet photovoltaique connu dans des cellules solaires en cou- ches minces adaptées pour le domaine infrarouge visible et le domaine infrarouge proche est réalisée sur la base de semi-conducteurs en cou- che mince et de leur transitions (p/n, pin, pinpin, etc...) et des surfa- ces de contact conductrices correspondantes. Il est décrit ci-après de manière détaillée un exemple de réa- lisation de l'invention qui est représenté de manière schématique sur les dessins. Ceux-ci montrent: figure 1, une coupe d'un vitrage isolant pour l'atténuation de la réflexion des rayonnements radar et la production simultanée d'énergie par effet photovoltaique et, figure 2, un diagramme montrant l'atténuation de la réflexion du rayonnement radar pour l'exemple de réalisation représenté à la figure 1. Dans la coupe représentée à la figure 1 d'un vitrage de fenê- tre conforme à la présente invention destiné à des bâtiments, le repère 2 désigne un verre extérieur et le repère 8 un verre intérieur, les deux verres étant séparés par un espace intermédiaire 5. Le verre extérieur 2 peut être muni de couches 1, 4 de revêtement légèrement colorées qui laissent passer la lumière et conduisent le courant électrique. Des fils 3 qui conduisent le courant électrique et réfléchissent une partie de l'énergie radar incidente sont noyés dans le verre extérieur 2. Les va- leurs avantageuses pour le calcul d'un vitrage adapté pour une fré- quence de fonctionnement d'environ 1 Gigahertz sont les suivantes: l'épaisseur du verre extérieur 2 est comprise entre 1 et 20 mm, la dis- tance entre deux fils 3 consécutifs à l'intérieur du verre 2 est avanta- geusement comprise entre 10 et 30 mm, la distance 5 entre le verre ex- térieur 2 et le verre intérieur 8 est avantageusement comprise entre 10 et 35 mm, le vide étant réalisé dans l'espace intermédiaire 5 ou bien l'espace intermédiaire étant rempli d'un gaz. Naturellement l'épaisseur du verre extérieur 2, la valeur de la distance 5 entre le verre extérieur 2 et le verre intérieur 8 ainsi que la distance entre deux fils 3 parallè- les consécutifs dans le verre extérieur 2 doivent réglées en fonction des réflexions radar à éliminer. On dispose d'une plage importante pour le choix du diamètre du fil, toutefois on retiendra de préférence un diamètre de fil transparence optique du verre extérieur. Le dimensionnement de la distance d entre les fils 3 parallè- les et l'angle a que ceux-ci forment avec la direction de polarisation du rayonnement électromagnétique incident influent sur l'intensité de l'atténuation de la réflexion. Sachant que le vitrage conforme à l'in- vention utilise le principe de l'absorbeur de Jaumann connu, l'adapta- tion indispensable des phases et des amplitudes des fractions concer- nées du rayonnement électromagnétique est réalisée par le biais de l'espacement des conducteurs 3 électriques filiformes et de la distance desdits fils 3 par rapport à la couche 6 optiquement transparente qui réfléchit le rayonnement radar et est appliquée sur le verre intérieur 8. Afin de permettre, outre l'atténuation de la réflexion du rayonnement radar, la production d'énergie photovoltaique, le verre in- térieur 8 est muni en plus d'une cellule solaire 7 en couche mince qui dans l'exemple de réalisation représenté, est disposée entre la couche 6 optiquement transparente réfléchissant le rayonnement radar et le ver- re intérieur 8 et couvre l'ensemble de la surface du verre intérieur 8. Cette cellule solaire 7 en couche mince se compose de manière connue d'une électrode en couche mince transparente qui conduit le courant électrique, par exemple d'une électrode en métal ou en oxyde métalli- que dopé (SnO2:F ou ZnO:Al) pour absorber la lumière incidente et la transformer en courant électrique. Une ou plusieurs transitions à semi- conducteurs (p/n, pin, pinpin, transition en tandem ou transition triple) peuvent être prévues; on peut utiliser des semiconducteurs en couche mince tels que par exemple a-Si:H, a-Si-Ge qui peuvent également être partiellement dopés ou d'autres semi-conducteurs en couche mince connus tels que Cu, In, Se ou analogues présentés sous forme de films fins qui peuvent également être partiellement dopés. Par ailleurs, la cellule solaire 7 en couche mince est munie d'un contact électrique non représenté en métal ou en oxyde métallique dopé ou formé d'une combinaison de matériaux conduisant le courant électrique aux fins d'évacuer le courant photovoltaique produit. On voit sur la figure 2 que pour une plage de fréquences d'environ un gigahertz, avec les dimensions indiquées pour le vitrage de fenêtre selon l'invention, avec un angle entre les fils 3 parallèles et la direction de polarisation compris entre par exemple 35 et 55 et avec une distance entre fils verre extérieur; la deuxième fraction est réfléchie par la couche 6 ré- fléchissant le rayonnement radar appliquée sur le verre intérieur 8 et le déphasage qui se produit du fait de l'intervalle entre verres conduit à une annulation des fractions réfléchies. REVENDICATIONS 1. Vitrage pour fenêtres composé d'un double verre (2, 8) avec un espace intermédiaire (5) étanche, dans lequel un écran qui laisse passer la lumière et présente une résistance de surface donnée est disposé dans la région du verre extérieur (2) et dans lequel le verre intérieur (8) est pourvu d'une couche (6) optiquement transparente qui réfléchit le rayonnement radar, caractérisé par le fait que l'écran situé dans la région du verre extérieur (2) est constitué de conducteurs élec- triques (3) filiformes qui sont disposés parallèlement les uns aux au- tres et dont les axes longitudinaux sont orientés par rapport à la direc- tion de polarisation des rayonnements électromagnétiques incidents suivant un angle réglable tel que la fraction du rayonnement électro- magnétique qui est réfléchie par la couche (6) réfléchissant le rayon- nement radar et traverse à nouveau l'écran soit sensiblement égale à la fraction du rayonnement qui est réfléchie par l'écran situé dans la ré- gion du verre extérieur (2) et par le fait que le verre intérieur (8) est pourvu d'une cellule solaire (7) en couche mince. 2. Vitrage de fenêtre selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la cellule solaire (7) en couche mince est disposée entre la couche (6) optiquement transparente qui réfléchit le rayonnement ra- dar et le verre intérieur (8).