Brevet FR2785221A1 — publié le 20000505

L'invention concerne le domaine de la signalisation notamment automobile, et plus particulièrement les éléments catadioptriques destinés notamment à tre associés aux feux de signalisation d'un véhicule automobile. De façon bien connue, un élément catadioptrique est constitué par une plaque translucide, généralement teintée en rouge, sur la face interne de laquelle sont juxtaposés une pluralité de coins de cubes présentant tous sensiblement la mme orientation spatiale. Cette technique de réalisation d'un élément catadioptrique, bien qu'elle soit largement utilisée de très longue date, présente l'inconvénient de nécessiter, pour la réalisation du moule destiné à la fabrication en série de l'élément catadioptrique, un outillage conçu et réalisé avec beaucoup de précision et de soin. En effet, tout défaut de l'élément catadioptrique formé réduit notablement le rendement optique de sa fonction de rétro-réflexion. De plus, cette technique connue ne permet pas de réaliser une fonction catadioptrique dans des parties fortement inclinées ou galbées des voyants de feux, alors que précisément les tendances récentes du style des véhicules automobiles s'orientent dans cette direction. Un but de l'invention est de pallier les inconvénients précités, et en particulier de proposer un procédé de fabrication d'un élément catadioptrique qui soit simple et aisé à mettre en oeuvre, ainsi qu'un élément catadioptrique qui puisse tre réalisé de façon économique, avec une grande souplesse quant à la forme de la pièce incorporant l'élément, et avec un rendement de rétro-réflexion satisfaisant. Ce but est atteint, selon l'invention, grâce à un procédé de fabrication, par injection dans un moule, d'un élément catadioptrique notamment pour la signalisation passive d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : disperser de façon essentiellement homogène dans un matériau de base transparent ou translucide apte à tre moule par injection un grand nombre d'inclusions en un matériau également transparent ou translucide et présentant un indice de réfraction supérieur à celui du matériau de base, et mouler l'élément selon une forme prédéterminée avec le matériau composite ainsi obtenu. Certains aspects préférés mais non limitatifs de ce procédé sont les suivants : -les inclusions présentent la forme générale de sphères. -le matériau des inclusions présente un indice de réfraction sensiblement égal à deux fois l'indice de réfraction du matériau de base. -le matériau des inclusions présente un point de ramollissement supérieur à celui du matériau de base. Selon un deuxième aspect, la présente invention propose un élément catadioptrique, notamment pour la signalisation passive d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend, dans un milieu transparent ou translucide présentant un indice de réfraction donné, une dispersion d'éléments en forme générale de sphères réalisées dans un matériau transparent ou translucide présentant un indice de réfraction compris entre environ 1,5 fois et 2 fois l'indice dudit milieu. Certains aspects préférés mais non limitatifs de cet élément sont les suivants : -les éléments généralement sphériques ont un diamètre compris entre environ 0,01 et 1 mm. -ledit milieu est défini par une plaque en un matériau de base transparent ou translucide, lesdits éléments étant des inclusions dans ladite plaque. -le matériau de base est teinté dans la masse. -le matériau des éléments généralement sphériques est teinté dans la masse. -l'indice du matériau des éléments généralement sphériques est voisin de deux fois l'indice dudit milieu. Enfin l'invention propose selon un troisième aspect un feu de signalisation pour véhicule automobile, comprenant au moins une source lumineuse et un voyant, caractérisé en ce que le voyant possède au moins un élément catadioptrique tel que défini ci-dessus. On observera ici que, lorsque les éléments sont généralement sphériques, ils n'ont pas à tre dispersés dans le premier matériau (ou dans l'air) selon une orientation particulière. Ceci autorise la réalisation d'articles de signalisation avec des formes et un galbe selon les tendances actuelles du style de véhicules automobiles. D'autres aspects, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit. L'invention sera aussi mieux comprise à l'aide des références aux dessins sur lesquels : -la figure 1 représente schématiquement en coupe transversale une partie d'une glace d'un feu de signalisation automobile constituant un élément catadioptrique selon l'invention, -la figure 2 est une vue en coupe transversale à échelle agrandie d'une partie de la figure 1 ; -la figure 3 st une vue en coupe transversale à échelle encore davantage agrandie d'une partie des figures 1 et 2, illustrant le cheminement d'un rayon lumineux ; et -la figure 4 est un diagramme représentant le coefficient de réflexion sur une sphère en fonction de l'écart latéral relatif entre le rayon lumineux incident et un rayon lumineux passant par le centre de la sphère, dans un élément catadioptrique tel que représenté sur les figures 1 à 3. En référence maintenant aux figures 1 à 3, on a représenté une partie 1 d'une glace ou voyant de feu de signalisation automobile, qui constitue un catadioptre en forme de plaque. Cette plaque 1 est constituée par un matériau 2 tel qu'on le décrira ci-dessous et délimitée par une surface externe 3 et une surface interne 4. Cette plaque 1 est susceptible de recevoir sur sa face externe 3 un rayonnement incident essentiellement parallèle 5a, représentatif de l'éclairage de la plaque par une source lumineuse lointaine, pour effectuer une rétro-réflexion de ce rayonnement afin de remplir la fonction catadioptrique. Le feu comporte également, de façon non représentée mais classique en soi, une ou plusieurs sources lumineuses devant lesquelles le voyant est placé. La propagation des rayons lumineux à l'intérieur de la plaque 1 répond aux lois de la réfraction et de la réflexion. Comme représenté sur la figure 2, le matériau 2 est constitué par un matériau de base 21 dans lequel sont noyées des inclusions 22. Préférentiellement, le matériau de base 21 est constitué d'une matière plastique telle que du polycarbonate. Les inclusions 22 sont des billes de forme essentiellement sphérique constituées d'un deuxième matériau dont l'indice de réfraction est supérieur à l'indice de réfraction du premier matériau 21. Par exemple, dans le cas où l'indice de réfraction du premier matériau est d'environ 1, 3, le deuxième matériau peut tre une résine epoxy. Comme représenté sur la figure 3, lorsqu'un rayon lumineux 5a arrive sur la plaque 1, il est tout d'abord dévié le cas échéant, par réfraction, au niveau du changement de milieu constitué par la face externe 3, puis se propage en direction d'une bille 22, dans laquelle, suivant les lois de la réfraction, il peut pénétrer au moins partiellement. Au sein de la bille 22, le rayon est soumis à réflexion interne totale ou partielle. On notera ici que, bien qu'une seule réflexion ait été illustrée sur la figure 3, plusieurs réflexions successives pourront avoir lieu. Après une telle réflexion, le rayon émerge de la bille 22 suivant une direction essentiellement parallèle au rayon incident, puis sort de la plaque par sa face externe 3 en y subissant la déviation inverse de celle du rayon incident 5a, pour finalement émerger de la plaque selon un rayon rétroréfléchi 5b qui se propage essentiellement parallèlement au rayon incident 5a. On a découvert qu'un tel comportement rétroréfléchissant de billes noyées dans un matériau de base, c'est-à-dire un bon parallélisme entre le rayon incident 5a (quelle que soit son orientation dans un cône donné autorisant sa pénétration dans le plaque) et le rayon émergent 5b, était obtenu si le rapport entre l'indice de réfraction du matériau des billes et celui du matérlau de base était égal à environ deux, ou légèrement inférieur à deux. Ainsi la figure 4 illustre le coefficient de réflexion dans une bille 22 en fonction du rapport entre les indices. On observe que le rendement de rétroréflexion, c'est-à-dire le rapport entre la quantité de lumière incidente sur une bille selon une direction donnée et la quantité de lumière rétroréfléchie selon cette mme direction, commence à prendre des valeurs non nulles entre des rapports d'indices allant de 1, 4 à 1,5, et que ce rapport est d'autant plus grand que le rapport d'indices se rapproche de 2. Dans la pratique, un comportement rétroréfléchissant convenable peut tre obtenu si le rapport entre ces indices est compris entre environ 1,65 et environ 2, sachant qu'au delà de 2, le rendement commence à décroître. Le matériau des billes 22 est par ailleurs choisi de façon à présenter un point de ramolissement sensiblement supérieur à celui du matériau de base, ceci afin de pouvoir réaliser l'élément par injection d'une matière plastique fondue dans laquelle des billes 22 ont été préalablement dispersées par l'action d'un mélangeur approprié. En outre, le matériau des billes ainsi que leur diamètre sont choisis de façon à ne pas faire obstacle à une telle injection, et en particulier à ne pas provoquer d'usure intempestive des canalisations du moule ou de ses surfaces de moulage proprement-dites. Concrètement, le diamètre des billes est avantageusement compris entre 0,01 et 1 mm, en particulier selon l'effet recherché en termes d'aspect de la plaque. II est important d'observer à ce stade qu'un catadioptre selon l'invention peut tre réalisé sans avoir à apporter un soin particulier à la réalisation du moule servant à le réaliser. En effet des tolérances importantes au niveau de la face d'entrée 3 sont tout à fait acceptables car elles n'affectent sensiblement pas la qualité de la rétroreflexion. Lorsque, comme l'imposent en particulier certains règlements, le rayonnement rétro-réfléchi doit tre teinté (par exemple de couleur rouge ou ambre), alors cette teinte peut tre obtenue en teintant dans la masse le matériau de base 21 et/ou le matériau des billes 22. On notera ici que d'autres formes et indices de réfraction peuvent tre envisagés pour les inclusions 22. Ainsi on peut prévoir d'utiliser des sphères tronquées, des cônes ou des coins de cubes (le recours à un matériau cristallin étant dans ce cas préférable). On peut également combiner dans un mme élément catadioptrique des inclusions de deux types (en termes de forme et/ou d'indice de réfraction) ou davantage. Au surplus, on peut remplacer le matériau de base par de l'air, auquel cas les billes 22, qui ne sont plus à proprement parler des inclusions, sont réalisées en un matériau tel que du verre (indice voisin de 1,8), pour obtenir par conséquent un rapport d'indices d'environ 1,8. Dans ce cas, la cohésion mécanique des billes est assurée en les réalisant de façon juxtaposée les unes aux autres pour qu'elles soient en contact mutuel sur des surfaces suffisantes pour assurer cette cohésion. Enfin, on peut prévoir de jouer sur l'aspect et sur les performances de l'élément catadioptrique selon l'invention en appliquant un traitement sur la face interne 4 de l'élément. Un tel traitement peut consister notamment en un sablage, pour rendre cette face diffusante, ou en un revtement réfléchissant (par exemple par dépôt d'aluminium). Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée à la description qui précède, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante ou modification conforme à son esprit. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication, par injection dans un moule, d'un élément catadioptrique notamment pour la signalisation passive d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : disperser de façon essentiellement homogène dans un matériau de base transparent ou translucide (21) apte à tre moulé par injection un grand nombre d'inclusions (22) en un matériau également transparent ou translucide et présentant un indice de réfraction supérieur à celui du matériau de base, et mouler l'élément selon une forme prédéterminée avec le matériau composite (2) ainsi obtenu. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les inclusions (22) présentent la forme générale de sphères. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le matériau des inclusions (22) présente un indice de réfraction sensiblement égal à deux fois l'indice de réfraction du matériau de base (21). 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le matériau des inclusions (22) présente un point de ramollissement supérieur à celui du matériau de base (21). 5. Elément catadioptrique, notamment pour la signalisation passive d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend, dans un milieu (1) transparent ou translucide présentant un indice de réfraction donné, une dispersion d'éléments (22) en forme générale de sphères réalisées dans un matériau transparent ou translucide présentant un indice de réfraction sensiblement égal à deux fois l'indice dudit milieu. 6. Elément selon la revendication 5, caractérisé en ce que les éléments généralement sphériques (22) ont un diamètre compris entre environ 0,01 et 1 mm. 7. Elément selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que ledit milieu est défini par une plaque en un matériau de base transparent ou translucide, lesdits éléments (22) étant des inclusions dans ladite plaque. 8. Elément selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le matériau de base (21) est teinté dans la masse. 9. Elément selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé par le fait que le matériau des éléments généralement sphériques (22) est teinté dans la masse. 10. Elément selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que l'indice du matériau des éléments généralement sphériques (22) est voisin de deux fois l'indice dudit milieu (1). 11. Feu de signalisation pour véhicule automobile, comprenant au moins une source lumineuse et un voyant, caractérisé en ce que le voyant possède au moins un éiément catadioptrique selon l'une des revendications 5 à 10.