Brevet FR2706884A1 — publié le 19941230

La présente invention concerne un vitrage, notamment un vitrage utilisé dans le domaine aéronautique. Le vitrage peut être monolithique ou feuilleté, en verre ou en matière plastique. Il peut également s'agir d'un vitrage composite constitué d'un assemblage de feuilles rigides, en verre et/ou en matière plastique et de feuilles souples. Un vitrage composite utilisé dans le domaine aéronau- tique est, usuellement, constitué d'au moins deux feuilles de verre trempées thermiquement ou chimiquement entre les- quelles se trouve un intercalaire en matière plastique pouvant être, éventuellement, constitué de plusieurs plis ou feuilles. Lorsque le vitrage est placé dans les conditions ha- bituelles d'un vol à haute altitude, il est soumis, d'une - 2 - part, à des différences de pression importantes entre ces deux faces et, d'autre part, à des différences de tempéra- tures également importantes entre la partie médiane et la partie périphérique du vitrage. Par ailleurs, il subit également des sollicitations vibratoires. A titre indica- tif, la différence de pression peut atteindre 900 millibars et la différence de température peut atteindre environ C. A ces contraintes déjà fortement élevées, viennent s'ajouter des contraintes dues, par exemple, à un choc du- rant le vol, en particulier à basse température, comme l'impact d'un oiseau, ou d'autres contraintes locales. Compte tenu de ces sollicitations particulièrement sévères, de tels vitrages se détériorent à l'usage en un temps plus ou moins long. Des solutions ont déjà été proposées pour réduire les risques de défaillance du vitrage. Une des causes les plus fréquentes de défaillance est la différence de coefficient de dilatation thermique entre le verre et l'intercalaire en matière plastique qui est, généralement, en polyvinyl- butyral. Une solution consiste à introduire un matériau de faible coefficient de dilatation thermique dans la partie marginale du vitrage, entre l'intercalaire et le verre. Une autre solution consiste à placer un film continu en un ma- tériau de nature différente à plus faible module d'élasti- cité entre l'intercalaire et le verre. Ces solutions peu- vent cependant conduire à des défauts optiques dans le vi- trage. Il a également été proposé dans le document EP 508 864 un intercalaire en polyvinylbutyral constitué de plusieurs plis, le taux de plastifiant des plis en contact avec au moins une feuille de verre étant plus élevé que dans les plis intérieurs. Cette caractéristique permet, en outre, de réduire voire d'éliminer les contraintes connues conduisant à un clivage du verre, c'est-à-dire à une rup- ture dans un plan sensiblement parallèle à celui du verre,35 notamment lorsqu'il est trempé chimiquement. Ces vitrages des documents antérieurs ont présenté, dans l'ensemble, des propriétés améliorées. Ils présentent des durées de vie satisfaisantes. Néanmoins, dans certains cas, des précautions importantes lors de la fabrication du - 3 - vitrage sont nécessaires. La présente invention obvie à ces inconvénients. La présente invention concerne un vitrage présentant les qualités de longévité recherchées dans les conditions de température et pression auxquelles peut être soumis un vitrage utilisé dans le domaine aéronautique. Les inventeurs ont obtenu ce résultat en mettant en évidence les contraintes auxquelles est soumis le vitrage lors de sa fabrication et de son montage dans le corps de l'avion. Les inventeurs ont montré qu'en particulier au cours des manipulations, le vitrage pouvait subir des chocs créant des micro-défauts qui, bien que n'étant pas visi- bles, pouvaient détériorer le vitrage. Les inventeurs ont également déterminé les caractéristiques pour remédier à ces défauts et ont trouvé une solution compatible avec les exigences du domaine aéronautique et présentant l'avantage d'être, en outre, facile à mettre en oeuvre. L'invention concerne un vitrage dont le chant est, au moins partiellement, recouvert par un ruban. Sous un de ses aspects, l'invention concerne un vi- trage comprenant au moins une feuille de verre dont le chant est, au moins partiellement, recouvert d'un ruban de protection. Le matériau constituant le ruban selon l'invention est choisi parmi les matériaux suivants: silicone, caoutchouc, élastomères thermodurcissables ou thermoplastiques. Le ma- tériau doit être compatible en particulier avec les inter- calaires en matière plastique utilisés ainsi qu'avec les joints qui sont généralement montés en périphérie du vi- trage. Il s'agit de joints d'étanchéité et/ou de montage et/ou de démontage par exemple. Ces joints peuvent être extrudés ou encapsulés. Ils sont, de manière usuelle, en silicone. Par ailleurs, le matériau utilisé selon l'inven- tion est, de préférence, léger, c'est-à-dire d'une masse volumique avantageusement inférieure à 1,2 g/cm3. Le ruban de l'invention est de préférence en polyuréthane. La dureté du ruban est, de préférence, supé- rieure à celle du joint afin d'obtenir un bon assemblage. Elle est, de préférence, inférieure à 90 Shore A et est, -4- par exemple, comprise entre 60 et 90 Shore A. Il est pré- férable, en outre, que le ruban présente une bonne résis- tance à la déchirure. Elle est, de préférence, supérieure à 2 kg mesurée selon la norme ASTM 1938 et peut même attein- dre une valeur de l'ordre de 2,5 kg. De façon préférée, le ruban est laissé sur le vitrage qui est monté dans le cockpit ou la carlingue de l'avion. Comme nous l'avons vu précédemment, le vitrage subit alors d'importantes contraintes thermiques. Pour ces raisons, le ruban présente une stabilité dimensionnelle thermique après min à 120 C inférieure à 1 %. Par ailleurs, selon une variante avantageuse de l'invention, le ruban recouvre, au moins partiellement, le chant d'au moins une feuille de verre et, de préférence, de chacune des feuilles de verre prises individuellement entrant dans la constitution du vitrage. Le ruban est, de préférence, appliqué sur la feuille de verre préalablement au cycle de fabrication du vitrage. La feuille de verre est alors protégée par le ru- ban de toute sollicitation depuis le commencement jusqu'à la fin des étapes de fabrication et de montage du vitrage. Le ruban doit alors présenter une stabilité dimensionnelle thermique telle qu'il supporte les conditions de cuisson de l'assemblage qui peuvent atteindre plus de 100 C sous une pression de 10 bars ou plus. L'épaisseur totale du ruban est, de préférence, com- prise entre 0,1 et 2 mm. Plus l'épaisseur est importante, plus le ruban selon l'invention possède des propriétés améliorées, en particulier des propriétés d'absorbeur d'énergie. Toutefois, de préférence, cette épaisseur n'ex- cède pas 2 mm pour des raisons d'encombrement. Il est bien évident que chaque constituant du vitrage possède des di- mensions précises et que les dimensions de l'ensemble du vitrage doivent correspondre exactement à l'emplacement prévu, dans le corps de l'avion, par exemple. De surcroît, les chants du vitrage présentent un encombrement rela- tivement important dû, en particulier, à la présence de différents éléments fonctionnels tels des éléments de con- nexion, de guidage... et à la présence de joint(s). Du fait de ce peu d'espace disponible, le ruban selon -5- l'invention comprend avantageusement une couche adhésive qui permet, par la simple application d'une pression, de fixer solidement le ruban au vitrage. La pression peut être exercée, par exemple, par l'application d'un galet à gorge, d'une spatule ou de tout autre moyen. La couche adhésive est, de préférence, du type acrylique; elle présente une épaisseur de l'ordre de 0,01 à 0,2 mm. Elle est, de préfé- rence, de l'ordre de 0,05 mm. Le ruban est avantageusement déroulé à l'aide d'un dévidoir et est immédiatement après, appliqué contre le chant du vitrage et, éventuellement, peut déborder sur les faces du vitrage. Le ruban est ainsi appliqué de façon uniforme de manière simple et pratique et ce, malgré la faible épaisseur d'une feuille de verre dont l'épaisseur peut être aussi petite que 3 mm et malgré la forme du chant qui peut être, par exemple, arrondi. La feuille de verre recouverte selon l'invention est avantageusement une feuille de verre trempée chimiquement, c'est-à-dire renforcée par un traitement chimique connu en soi. Ce traitement consiste, par exemple, en un échange d'ions dans les couches superficielles du verre, les ions de petite taille étant remplacés par des ions de plus grande taille. Cet échange d'ions crée une zone superfi- cielle en compression. La résistance de cette zone super- ficielle en compression est particulièrement importante. Cependant, son épaisseur est moins importante qu'une feuille de verre trempée thermiquement. La présente inven- tion réduit le risque de détérioration de la surface du verre lors de mauvaises manipulations. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la suite de la description faite en ré- férence à un exemple de réalisation et aux figures dans lesquelles: a la figure 1 comporte différents schémas la à lf re- présentant différentes positions possibles du ruban selon l'invention, * la figure 2 représente, en coupe, une réalisation d'un vitrage selon l'invention, * la figure 3 représente, en coupe, une variante d'un vitrage selon l'invention, - 6 - * la figure 4 représente, en coupe, une autre variante d'un vitrage selon l'invention, * la figure 5 représente, en coupe, une autre variante d'un vitrage selon l'invention, * la figure 6 représente, en coupe, une autre variante d'un vitrage selon l'invention. La figure 1 représente un vitrage monolithique 1 constitué d'une feuille 2. Cette feuille est, par exemple, en verre. Son chant 3, dont les sommets sont référencés en 5 et 6, est recouvert d'un ruban 4 selon l'invention. Sur les schémas la à lc, le chant 3 est arrondi alors qu'il est droit sur les schémas ld à if. Comme illustré sur les schémas la et ld, le ruban peut déborder sur les faces de la feuille 2. Il peut également déborder seulement sur une face. Il peut également ne pas déborder tout en protégeant par exemple le sommet 5 ou le sommet 6, comme illustré sur les schémas lb et le. Il peut aussi ne recouvrir qu'une partie du chant du vitrage, comme illustré sur les schémas lc et lf, tout en protégeant ou non le sommet 5 et/ou le sommet 6. Seules quelques dispositions sont illustrées sur ces schémas. Bien entendu, d'autres dispositions sont possibles sans se départir de l'esprit de l'invention. Le vitrage selon l'invention présente des propriétés améliorées, en particulier, une résistance au choc amé- liorée. Les résultats des tests effectués sur le vitrage représenté sur le schéma la sont les suivants: La feuille de verre est trempée chimiquement. Si l'on fait tomber une bille d'acier sur le sommet arrondi de la feuille de verre simulant des chocs lors des manipulations, on observe des défauts lorsque la bille a une énergie su- périeure ou égale à 0,1 Joule. Si l'on fait le même test sur le vitrage représenté sur le schéma la, muni d'un ruban du type silicone, on observe des défauts pour une énergie de 0,5, 1 ou 2 Joules suivant l'épaisseur du ruban en si- licone qui est de 1, 2 ou 3 mm respectivement. Si le ruban est composé d'un polyuréthane dont la du- reté Shore A est de 80, l'épaisseur de 0,41 mm et la ré- sistance à la déchirure de l'ordre de 2,6 kg selon le test -7 - référencé ASTM 1938, les défauts apparaissent pour une énergie supérieure ou égale à 9 Joules. Par ailleurs, le ruban est solidement fixé à la feuille de verre. Il y est fixé par une couche adhésive du type acrylique d'une épaisseur de 0, 04 mm. Les valeurs d'adhésion mesurées avec un ruban en polyuréthane décrit ci-dessus, sont de l'ordre de 1 N/mm. Ces valeurs sont mesurées selon le test dit de pelage à 180 , décrit dans la norme ASTM-D-100. Les éprouvettes testées sont laissées 24 h à l'ambiante. La vitesse de traction est ici de 305 mm/min. A titre indicatif, le test de chute d'une bille d'acier de 50 mm de diamètre et d'une masse de 500 g est effectué sur une éprouvette plane recouverte d'un ruban en polyuréthane selon l'invention tel que décrit ci-dessus. Ce test simule des chocs que peut subir le vitrage lors des manipulations. Le verre casse pour une énergie supérieure ou égale à 10 Joules alors que, pour la même feuille de verre nue, c'est-à-dire sans ruban, l'énergie limite est de 3 Joules. Cet exemple illustre les propriétés améliorées du vitrage selon l'invention ainsi que la fragilité des bords du vitrage pouvant entraîner la casse du vitrage. Comme illustré sur la figure 2, avantageusement, un joint 7 est monté en périphérie du vitrage. Ce joint est, de préférence, un joint d'étanchéité et/ou de montage- démontage. Il est extrudé ou encapsulé. Le vitrage 1 com- porte alors un joint en quelque sorte composite constitué du ruban 4 selon l'invention, disposé selon le schéma la de la figure 1, et du joint 7. Le ruban peut également être disposé différemment. Il est alors prêt à être monté dans une baie de carrosserie ou dans l'encadrement d'une fenêtre ou d'une porte, ou dans le cockpit ou la carlingue d'un avion. Le joint est, dans cet exemple, en silicone d'une épaisseur de 2 mm, fabriqué par encapsulation. Le ruban est, dans cet exemple, en polyuréthane comme celui décrit relativement à la figure 1. Il apparaît des défauts lorsque l'énergie d'un cylindre d'acier tombant sur le sommet ar- rondi du vitrage recouvert à la fois du ruban 4 et joint 7, est supérieure ou égale à 20 Joules. Les feuilles de verre représentées dans les figures 1 ou 2 peuvent également entrer dans la constitution d'un vitrage feuilleté tel que représenté, par exemple, dans les figures 3 et 5. La figure 3 représente un vitrage feuilleté constitué de deux feuilles de verre 8 et 9 entre lesquelles se trouve un intercalaire en matière plastique souple 10. Cet inter- calaire, représenté schématiquement, peut comporter plu- sieurs plis ou feuilles, éventuellement en matériaux dif- férents. Sur la figure deux rubans, 11 et 12, entourent respectivement les chants des feuilles 8 et 9. Sur cette figure, le ruban 11 est représenté débordant sur les faces 13 et 14 de la feuille 9, alors que le ruban 12 ne déborde pas. La figure illustre ainsi les différentes positions possibles des rubans relativement aux feuilles et les dif- férentes superpositions possibles de feuilles, rigides ou souples, sans se départir de l'esprit de l'invention. Un joint, non représenté, peut également enrober l'ensemble du chant du vitrage ainsi constitué. La figure 4 illustre une autre variante de l'invention dans laquelle le ruban 15 selon l'invention recouvre la totalité du vitrage feuilleté. Il est alors appliqué après l'assemblage et ne nécessite pas, par exemple, de pouvoir supporter les conditions de température et pression re- quises pour un tel assemblage. Ce vitrage peut être utilisé pour des véhicules de transport, pour le bâtiment... Les figures 5 et 6 illustrent des vitrages pour avion selon une variante préférée de l'invention. Ils sont cons- titués de trois feuilles de verre 16, 17 et 18. Les feuilles de verre 16 et 17, en particulier la feuille 16, sont exposées à la pression et à la température régnant à l'intérieur de l'avion. La feuille 18 est, elle, exposée aux conditions extérieures. Un réseau chauffant 19 est usuellement prévu à proximité de la feuille 18 afin d'éli- miner le givre et/ou la buée du vitrage. Il est constitué de fils chauffants électriques, non représentés, reliés électriquement à des bandes collectrices elles-mêmes - 9 - reliées, via un élément de connexion, à une source d'ali- mentation électrique. Des fils conducteurs afin d'éliminer les charges statiques peuvent également être prévus. Des intercalaires en matière plastique 20 et 21 sont prévus entre ces feuilles de verre. Il s'agit usuellement d'une ou plusieurs feuilles en polyvinylbutyral, consti- tuées éventuellement de plusieurs plis. Dans la réalisation représentée, les feuilles 16 et 17 ainsi que l'intercalaire sont plus grands que la feuille 18 et l'intercalaire 21. L'intercalaire 21 peut également être de la même dimension que la feuille 17, par exemple. L'intercalaire 20 est gé- néralement renforcé par une ceinture périphérique, ou insert, représentée en 22, noyée dans l'intercalaire. Cette ceinture peut comporter, éventuellement, des trous pour le montage par boulonnage du vitrage à la structure de l'avion. Cette ceinture peut être en un métal inoxydable, en aluminium ou à base d'une structure fibreuse. Son épaisseur est de l'ordre de 2 mm. Les rubans 23, 24 selon l'invention peuvent recouvrir le chant des feuilles 16 et 17 comme représenté sur la fi- gure 5. Les rubans 23 et 24 recouvrent, au moins partiel- lement, le chant des feuilles 16 et 17, respectivement, pris individuellement. Bien entendu ces feuilles sont re- couvertes avant leur assemblage, de préférence juste après leur fabrication. Les rubans peuvent aussi recouvrir l'en- semble du vitrage comme représenté en 25 sur la figure 6. Les rubans 23, 24 et 25 peuvent déborder ou non sur les faces des feuilles de verre, recouvrir en totalité ou en partie les chants des feuilles ou du vitrage. La figure 5 illustre une variante avantageuse o les feuilles 16 et 17 sont en verre trempé chimiquement et présentent par surcroît un arrondi. La feuille 18 peut également être recouverte d'un ruban selon l'invention. Le procédé de fabrication d'un vitrage selon l'inven- tion, notamment un vitrage feuilleté, comporte les étapes suivantes. Un ruban selon l'invention est appliqué sur le chant d'une feuille de verre qui vient de subir un traitement de trempe chimique. Le ruban comportant une couche adhésive - 10 - est déroulé d'un dévidoir et appliqué contre le chant en débordant éventuellement sur une ou les faces de la feuille de verre. Avantageusement, l'application s'effectue grâce à un galet à gorge afin de rendre l'application bien uni- forme. Le ruban protège ainsi la feuille de verre dès le début du cycle de fabrication du vitrage. Un film d'em- ballage de protection enveloppe, éventuellement, la tota- lité de la feuille de verre. Cette feuille de verre peut être stockée. Elle est ensuite assemblée avec d'autres feuilles de verre, éventuellement munies également de ru- ban(s) selon l'invention. Le film d'emballage est, le cas échéant, bien évidemment retiré avant l'assemblage. Avantageusement, plusieurs plis ou feuilles en matière plastique souple sont disposés entre ces feuilles de verre ainsi qu'un réseau chauffant, anti-statique, une ceinture de renforcement... Cet ensemble est préassemblé par une technique de calandrage ou en introduisant l'ensemble dans une poche soumise à une température et mise sous vide. Le préassemblage est ensuite introduit dans un autoclave o il subit une température de l'ordre de 100 C à 10 bars de pression. A la sortie de l'autoclave, l'assemblage est so- lidaire, c'est-à-dire qu'aussi bien les différents plis constituant un intercalaire que l'intercalaire et les feuilles de verre sont intimement liés. Un joint en sili- cone est alors surmoulé à la périphérie du vitrage. Un film d'emballage peut éventuellement protéger chacune des faces du vitrage. Ce dernier est ensuite monté dans le corps de l'avion par boulonnage ou grâce à un maintien mécanique, par exemple par pincement. Le film d'emballage est, le cas échéant, alors retiré. L'invention concerne des vitrages monolithiques ou feuilletés, éventuellement munis d'un joint ou tout autre élément en verre ou en matière plastique sans se départir de l'esprit de l'invention. Bien que l'invention n'ait été décrite qu'en relation avec des vitrages utilisés dans le domaine aéronautique, elle peut être aussi utilisée pour des véhicules de trans- port ou pour le bâtiment. - 1l - REVENDICATIONS 1. Vitrage monolithique ou feuilleté en verre et/ou en matière plastique, caractérisé en ce que son chant est, au moins partiellement, recouvert par un ruban. 2. Vitrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ruban est en un matériau dont la dureté est infé- rieure à 90 Shore A. 3. Vitrage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le ruban est en polyuréthane. 4. Vitrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur du ruban est comprise entre 0,1 et 2 mm. 5. Vitrage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le ruban comprend une couche adhésive. 6. Vitrage selon la revendication 5, caractérisé en ce que la couche adhésive est du type acrylique. 7. Vitrage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le verre est trempé chimiquement. 8. Vitrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le chant du vitrage est arrondi. 9. Vitrage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un joint est monté en périphérie du vitrage muni du ruban selon l'invention. 10. Vitrage selon l'une des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que le vitrage est feuilleté. 11. Vitrage selon la revendication 10, caractérisé en ce que le chant d'au moins une des feuilles du vitrage est recouvert, au moins partiellement, par le ruban selon l'invention. 12. Vitrage selon la revendication 11, caractérisé en ce que le chant d'au moins une feuille de verre, pris individuellement, est recouvert au moins partiellement d'un ruban selon l'invention, avant l'assemblage.