Brevet FR2871856A1 — publié le 20051223

BOUGIE D'ALLUMAGE OPTIQUE La présente invention concerne une bougie d'allumage optique pour moteur à combustion interne et un système d'allumage utilisant une telle bougie. Dans un moteur à combustion interne, les quatre temps du cycle thermodynamique admission de gaz combustible et d'air, compression du mélange gazeux, détente due à l'explosion du mélange, échappement - se déroulent successivement dans une seule et même enceinte, dite chambre de combustion. Les moteurs à combustion interne, classiquement utilisés pour les véhicules automobiles, comportent un dispositif d'allumage destiné à l'inflammation du mélange gazeux dans la chambre de combustion à l'aide d'une étincelle. De manière classique, le système d'allumage comprend une bougie d'allumage destinée à amener un courant haute tension dans la chambre de combustion pour enflammer le mélange gazeux par production d'une étincelle électrique. Un arc électrique est produit entre une électrode de masse et une électrode centrale par la décharge d'un circuit électrique, ce qui permet l'initiation de la combustion dans la zone proche de la bougie. Un noyau de flamme est créé par cette étincelle électrique et l'expansion de ce noyau provoque l'explosion du mélange gazeux qui constitue l'étape de détente du cycle thermodynamique du moteur. La bougie est généralement insérée dans la chambre de combustion depuis la culasse de la chambre de combustion. Lors de l'allumage à l'aide d'une bougie automobile conventionnelle, de l'énergie est déposée dans le mélange gazeux sur un temps relativement long, de l'ordre de plusieurs dizaines de microsecondes, à la suite d'un processus complexe. Le potentiel électrique entre les électrodes de la bougie augmente jusqu'à une phase dite de claquage établissant un courant électronique entre lesdites électrodes. Cette phase provoque l'ionisation des molécules de gaz du mélange comprenant le carburant comprimé dans la zone des électrodes de la bougie pour former un plasma contenant des précurseurs de réactions chimiques. Cette phase est très brève, de l'ordre de quelques dizaines de nanosecondes. La différence de potentiel entre les électrodes est alors brutalement abaissée et cette chute de potentiel provoque un arc électrique entre les électrodes qui chauffe le plasma créé lors de la phase de claquage. Le plasma engendre alors un noyau de flamme qui initie la réaction de combustion dans la zone de la bougie. Avec un tel système d'allumage, une partie importante de l'énergie est perdue sous forme de chaleur, ce qui entraîne une baisse de rendement du système. L'utilisation d'une bougie d'allumage électrique telle que décrite précédemment comporte en outre plusieurs inconvénients. R:1Brevets\22400\22473PSA.dac -21/06/04 - 17:06 - 1/14 En particulier, l'intrusion de la bougie dans la chambre de combustion la rend sensible à l'encrassement, obligeant à un entretien et un remplacement régulier. Cette intrusion de la bougie peut également modifier l'aérodynamique dans la zone d'allumage et provoquer des perturbations lors de l'expansion du noyau de flamme. L'utilisation d'un arc électrique entraîne à long terme une érosion des électrodes de la bougie. De plus, le caractère aléatoire du positionnement de l'arc électrique, qui a un temps caractéristique supérieur au temps caractéristique de la turbulence locale du mélange gazeux, rend le système d'allumage très sensible aux conditions locales près de la bougie, à savoir la qualité du mélange air carburant gaz résiduels et les vitesses locales des écoulements gazeux. L'expansion du noyau de flamme est par ailleurs freinée, et peut même être stoppée, au début de sa propagation par des pertes thermiques vers les parois de l'électrode de la bougie elle-même. De plus, la vitesse d'expansion du noyau de flamme est relativement faible, liée au faible rendement énergétique de la transition plasma pendant laquelle la flamme n'est pas optimale. En outre, lors du démarrage à froid, la quantité de carburant injectée dans la chambre de combustion est supérieure à la quantité injectée en fonctionnement classique pour palier les conditions de température défavorables, ce qui conduit à mouiller fortement les électrodes de la bougie et à en diminuer l'efficacité. Pour remplacer le système conventionnel d'allumage par bougie électrique, il a été proposé d'utiliser un dispositif d'allumage par une source de rayonnement laser. La focalisation d'une source laser en un point du mélange gazeux permet d'ioniser et de chauffer le mélange pour créer un noyau de flamme apte à provoquer l'explosion du mélange. On peut citer par exemple le brevet US-A-4 416 226 qui propose de disposer un laser monté de manière adjacente à une chambre de combustion. Le système optique décrit dans ce document est fixe et ne permet pas de faire varier le point de focalisation du laser. Ce système ne permet pas d'optimiser le point d'allumage. La demande de brevet WO-A-02/095220 décrit un système d'allumage avec un laser monté de manière adjacente à une chambre de combustion. Un système optique associé permet de faire varier le point de focalisation. Les systèmes décrits dans ces deux documents précités utilisent des lasers disposés directement adjacents à la chambre de combustion, ce qui constitue des systèmes lourds et complexes à mettre en oeuvre. Le brevet US-A-5 756 924 décrit un système d'allumage par laser. Ce brevet propose de focaliser dans une chambre de combustion une première impulsion de forte puissance pour initier l'allumage par formation d'un plasma dans le mélange gazeux, suivie d'une seconde impulsion de plus longue durée et de plus faible R:\Brevets\22400\22473PSA.doc - 21/06/04 - 17:06 - 2/14 puissance pour soutenir la propagation du noyau de flamme d'allumage. Ce document préconise cependant l'utilisation de deux lasers différents pour fournir les deux types d'impulsions requises. Un tel système est complexe et coûteux. Le brevet US-A-6 514 069 décrit également un système d'allumage laser. Un laser maître commande au moins un laser d'allumage dont le faisceau est directement émis à proximité de la buse d'injection dans la chambre de combustion. Un tel système propose d'utiliser une pluralité de lasers couplés à une pluralité de buses d'injection de carburant. Un tel système est complexe et coûteux. La demande de brevet DE 10145944 décrit une bougie d'allumage optique présentant la forme d'une bougie électrique standard, intrusive dans la chambre de combustion. L'électrode centrale de la bougie décrite dans ce document conduit un signal lumineux à focaliser dans la chambre de combustion. Aucun système optique de focalisation n'est cependant décrit. Le point d'allumage ne peut donc pas être optimisé. De plus, le caractère intrusif de cette bougie entraîne les inconvénients précités à ce sujet encrassement de l'électrode et turbulences dans la zone d'allumage. Le brevet US-A-6 053 140 décrit un système d'allumage laser dans lequel un guide optique conduit un faisceau lumineux dans une chambre de combustion au niveau du joint de culasse. Des lentilles intégrées au guide optique permettent de focaliser le faisceau sur un point d'allumage particulier dans la chambre de combustion. Pour un allumage multi sites, il est proposé d'utiliser plusieurs guides optiques disposés sur la périphérie du joint de culasse. Chaque guide introduit un faisceau optique focalisé en un point particulier de la chambre de combustion. Cependant, ce document ne décrit pas comment l'impulsion lumineuse est répartie entre les différents guides. En outre, il est nécessaire de prévoir plusieurs entrées optiques à la chambre de combustion. L'ensemble des documents précités ne permettent pas de réaliser un allumage optique dans une chambre de combustion à partir d'un système simple, ne nécessitant qu'un seul laser et qu'une seule entrée optique dans la chambre de combustion, tout en proposant un contrôle optimal du ou des points de focalisation du faisceau laser d'allumage. Il existe donc un besoin pour un élément spécifique constituant une bougie d'allumage optique susceptible d'être utilisée en lieu et place de la bougie traditionnelle et adaptée à recevoir les impulsions lumineuses provenant d'un système optique pour les focaliser simultanément en plusieurs points d'une chambre de combustion. A cet effet, l'invention propose une bougie d'allumage optique, comprenant: - une entrée optique adaptée à recevoir des impulsions lumineuses; R:\Brevets\22400\22473PSA.doc - 21/06/04 - 17:06 - 3/14 un système de focalisation; - un dispositif biréfringent adapté à être placé sur le chemin d'une impulsion focalisée; une sortie optique adaptée à être couplée à une chambre de combustion. Selon les modes de réalisation, le système de focalisation comprend au moins une lentille mobile et/ou au moins une lentille de focale variable. Selon un mode de réalisation, le dispositif biréfringent est un prisme. L'invention concerne aussi un système d'allumage pour moteur à combustion interne comprenant: des moyens de génération d'impulsions lumineuses; un moyen de transmission optique desdites impulsions lumineuses; une bougie d'allumage optique selon l'invention. Selon une caractéristique, les moyens de génération d'impulsions lumineuses comprennent une source laser impulsionelle. Selon une caractéristique, la source laser est adaptée à émettre des impulsions d'une durée comprise inférieure à 20ns. Selon une caractéristique, le système comprend des moyens de contrôle de la polarisation des impulsions associés à un dispositif électronique de contrôle du moteur. Selon une caractéristique, le système comprend des moyens de synchronisation des impulsions associés à un dispositif électronique de contrôle du moteur. Selon une caractéristique, le moyen de transmission est une fibre optique. Selon une caractéristique, le système comprend des moyens de contrôle de la bougie optique adaptés à actionner au moins le dispositif biréfringent de la bougie. Selon une caractéristique, le système comprend des moyens de contrôle de la bougie optique adaptés à actionner au moins une lentille du système de focalisation de la bougie. L'invention concerne en outre un véhicule automobile comprenant une bougie d'allumage optique selon l'invention et/ou un système d'allumage selon l'invention. 30 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement et en références aux dessins qui montrent: figure 1, un schéma d'un système d'allumage selon l'invention; figure 2, un schéma d'une bougie d'allumage optique selon un premier mode de réalisation de l'invention; figure 3, un schéma d'une bougie d'allumage optique selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. R:\Brevets\22400\22473PSA.doc- 21/06/04 - 17:06 - 4/14 La bougie d'allumage optique selon l'invention comprend une entrée optique adaptée à recevoir des impulsions lumineuses et une sortie optique adaptée à être couplée à une chambre de combustion. La bougie comprend également un système de focalisation des impulsions lumineuses reçues et un dispositif biréfringent adapté à être placé sur le chemin d'une impulsion focalisée. Le dispositif biréfringent est adapté à séparer le faisceau incident dans deux directions distinctes selon le mode de polarisation de la lumière incidente. Un tel dispositif biréfringent permet de diriger, alternativement ou simultanément, un faisceau lumineux reçu par la bougie selon l'invention en deux points distincts de focalisation dans la chambre de combustion et de moduler la densité d'énergie en ces deux points. Une telle bougie d'allumage peut être utilisée dans tout type de moteur à combustion interne, et plus spécifiquement dans des moteurs nécessitant un contrôle du déclenchement de la combustion, tel que des moteurs à allumage commandé à injection directe ou indirecte. La figure 1 illustre schématiquement l'agencement d'un système d'allumage utilisant une bougie selon l'invention dans un moteur à combustion interne. Le système d'allumage comprend une source laser 2, impulsionelle, susceptible de fournir des impulsions lumineuses de courtes durées, de préférence inférieure à 20ns, et de forte puissance, de l'ordre de quelques milli Joules par impulsion. Un tel laser peut être par exemple du type Nd:YAG pompé par diode. Un tel système d'allumage laser peut être alimenté par une batterie de véhicule automobile en 42V par exemple. Le système d'allumage comprend également un moyen de transmission optique 3, telle qu'une fibre optique adaptée à transmettre les impulsions émises par le laser 2 vers une bougie optique 1 selon l'invention. Une telle bougie optique 1 constitue un élément propre du système, c'est-à-dire distinct de la fibre optique 3. Des moyens de synchronisation 5 peuvent être associés au laser 2 afin de sélectionner les impulsions lumineuses à transmettre dans la fibre optique 3 en fonction de données d'un microcontrôleur du moteur. En effet, les impulsions lumineuses sont destinées à être focalisées dans la chambre de combustion 4 en vue de l'opération d'allumage. Or, l'allumage dépend du type de moteur et de l'état du cycle thermodynamique du moteur. Selon un mode de réalisation, les impulsions lumineuses sont émises de manière périodique et constante par le laser 2 et ne sont transmises vers la chambre de combustion 4 que lorsque l'opération d'allumage est requise. Les moyens de synchronisation 5 peuvent alors comprendre un modulateur électro-optique ou R:\Brevets\22400\22473PSA.doc - 21/10/04 - 09:10 - 5/14 acousto-optique par exemple. Le modulateur 5 est commandé par le microcontrôleur du moteur pour coupler ou non les impulsions émises par le laser 2 dans la fibre optique 3. Selon un autre mode de réalisation, le laser 2 émet des impulsions lumineuses avec une périodicité variable. Les moyens de synchronisation 5 peuvent alors comprendre un modulateur de la pompe du laser par exemple. Le modulateur 5 est commandé par le microcontrôleur du moteur pour commander les impulsions émises par le laser 2 dans la fibre optique 3. Des moyens de contrôle de la polarisation 21 du laser 2 sont également prévus. Ces moyens 21 peuvent être intégrés au laser ou disposés en sortie du laser et permettent l'émission dans la fibre optique 3 d'impulsions polarisées selon l'un et/ou l'autre mode de polarisation de la lumière. Les moyens de contrôle de la polarisation 21 sont également adaptés à contrôler la répartition en énergie lumineuse dans chacun des modes de polarisation émis. Les moyens de polarisation 21 du laser 2 peuvent être du type passifs, telles que des lames biréfringentes, ou du type actifs, tels que des modulateurs électro-optiques. Le système comprend en outre des moyens de contrôle 17 adaptés à agir sur la bougie optique 1. Ces moyens de contrôle 17 peuvent être liés au microcontrôleur du moteur et sont destinés à permettre un traitement des impulsions lumineuses reçues par la bougie 1 pour assurer une focalisation lumineuse dans la chambre de combustion 4 en un ou plusieurs points précis et avec un enchaînement temporel contrôlé entre lesdites focalisations. La figure 2 illustre un premier mode de réalisation de la bougie selon l'invention. Une telle bougie constitue un élément propre du système d'allumage, c'est-à-dire distinct de la fibre optique de transmission des impulsions laser. La bougie est contenu dans un boîtier 15 qui comprend une entrée optique 12 adaptée à être reliée à la fibre optique 3 et une sortie optique 16 adaptée à être couplée à la chambre de combustion 4. Par exemple, le boîtier 15 de la bougie est vissé dans la culasse 40 de la chambre de combustion 4 d'un moteur à combustion interne. La bougie 1 comprend également un système de focalisation 13 des impulsions lumineuses reçues. Un tel système de focalisation 13 peut comprendre deux lentilles, une pour collimater le faisceau optique provenant de la fibre 3 et une pour focaliser ce faisceau vers la sortie 16. Les lentilles 13 peuvent être mobiles ou présenter des focales variables électriquement pour modifier le point de focalisation du faisceau dans la chambre de combustion, et en particulier la taille de ce point de focalisation et sa distance par rapport au bord de la chambre de combustion. Les lentilles 13 peuvent être actionnées par les moyens de contrôle 17. R:\Brevets\22400\22473PSA.doc - 21/06/04 - 17:06 - 6/14 Ainsi, selon la puissance optique de l'impulsion, la taille du point de focalisation, et donc la densité d'énergie, pourra être ajustée par action sur les lentilles mobiles ou à focale variable. En particulier lors du démarrage à froid, l'allumage peut être assurer malgré une faible vaporisation du carburant en augmentant la taille du point de focalisation. De plus, contrairement à une bougie d'allumage électrique conventionnelle, le point d'allumage peut être éloigné des parois de la chambre de combustion sans intrusion dans cette dernière. La focale des lentilles du système de focalisation 13 de la bougie selon l'invention 1 doit être choisie avec soin. En effet, pour créer un plasma dans le mélange gazeux de la chambre de combustion, il faut que la densité d'énergie focalisée dépasse le seuil de 10' 1 W/cm2. Ainsi, en régulant la distance focale de la lentille 13 de focalisation, par les moyens de contrôle 17 précités par exemple, on peut augmenter ou diminuer la taille de la tâche laser au point de focalisation et donc la densité d'énergie lumineuse en ce point. Pour une énergie et une durée d'impulsion laser donnée, la focale f de la lentille 13, le diamètre d, la divergence 9, et la longueur d'onde A du faisceau vont influer sur la densité d'énergie au point de focalisation, et donc sur l'efficacité du claquage et de l'allumage du mélange combustible. En posant l'hypothèse raisonnable que le faisceau laser est du type Gaussien, la zone de focalisation est un cylindre de rayon r et de longueur 1, tels que: r=(2À/n)*(f/d); 1= (Nfrr-1)*(9/d)*f Il est donc préférable de travailler avec des longueurs d'onde d'émission laser relativement courtes pour atteindre plus facilement le seuil de claquage. Par ailleurs, pour diminuer l'intensité laser nécessaire à l'allumage et réduire la consommation en courant, on peut être tenté de réduire le volume d'allumage en focalisant sur une tache plus petite. Cependant, il a été établi que si le diamètre de la tache laser au point de focalisation est inférieur à 20pm, le seuil d'énergie pour l'allumage augmente même si le seuil de claquage diminue. On peut se référer sur ce point aux travaux de Kopecek H. et al Laser ignition of methane-air mixture at high pressures , dans Exp. Thermal and Fluid Science, 2003. En effet, pour qu'il y ait allumage, les pertes d'énergie par diffusion thermique au niveau de la surface froide de la flamme lors de sa propagation initiale doivent être compensées par l'apport d'énergie du faisceau laser et les réactions chimiques qui se produisent dans le volume d'allumage (autour du point de focalisation). On peut ainsi définir un rayon critique d'allumage, c'est-à-dire une taille minimale du point de focalisation, en dessous duquel l'énergie contenue dans le volume du plasma initial est trop faible R:1Brevets\22400\22473PSA.doc - 21/06/04 - 17:06 - 7/14 pour amorcer suffisamment les réactions chimiques pour une propagation efficace du noyau de flamme. L'architecture de la bougie 1, et en particulier de son système de focalisation 13, doit donc être soigneusement calculée en fonction de la source laser utilisée, du mélange combustible à enflammer et des contraintes mécaniques de la lentille. Par exemple, une source laser délivre des impulsions quasiment Gaussienne dont les caractéristiques sont les suivantes: M2 = 1.2 (facteur de forme du faisceau) a=532nm; T=10ns; d=0.2 cm; E = 5mJ (dans le cas d'un allumage multi site, si le laser délivre une impulsion de 10 mJ, l'énergie lumineuse disponible pour chaque point de focalisation est divisée par deux). On peut alors calculer la focale f de la lentille 13 permettant un allumage dans de bonnes conditions, sachant que le diamètre D du point de focalisation ne doit pas être inférieur à 20pm et que la densité d'énergie P en ce point doit être supérieure à 100GW/cm2. En partant de l'hypothèse d'un faisceau laser Gaussien avec les équations suivantes: D = 4*M2* À*(f/rrd) ; et P=E/(n TD2/4); On en déduit alors, dans le cadre de notre exemple numérique, que f est comprise entre 4.9cm et 6.5cm. Pour allumer un mélange combustible avec un rendement optimal, il ne faut pas forcément chercher à avoir une lentille de focale la plus courte possible, mais plutôt adapter la focale selon le laser utilisé et le type de mélange à enflammer. Les moyens de contrôle 17 de la bougie 1 peuvent faire varier la focale du système de focalisation 13 à cet effet. Par ailleurs, la bougie selon l'invention 1 peut comprendre un dispositif optique biréfringent 20 adapté à séparer le faisceau incident dans deux directions distinctes selon le mode de polarisation de la lumière incidente. Un tel dispositif biréfringent permet de diriger un faisceau lumineux en deux points de focalisation dans la chambre de combustion 4. Si le faisceau incident est polarisé selon un premier mode, le dispositif biréfringent 20 assurera une réfraction de ce faisceau selon une première direction pour une focalisation en un premier point donné de la chambre de combustion. Si le faisceau incident est polarisé selon un second mode, le dispositif biréfringent 20 assurera une réfraction de ce faisceau selon une seconde direction pour une focalisation en un second point donné de la chambre de R:\Brevets'22400\22473PSA.doc - 21/06/04 - 17:06 - 8/14 combustion. Le dispositif biréfringent 20 peut assurer un dédoublement de l'onde lumineuse incidente et une réfraction d'un premier et d'un second faisceaux selon la première et la seconde direction pour une focalisation simultanée en deux points distincts donnés de la chambre de combustion. La bougie optique selon l'invention permet donc d'assurer un allumage mono ou multi sites en des points donnés de manière contrôlée. Le contrôle de la polarisation du faisceau lumineux incident est assuré par les moyens de contrôle de la polarisation 21 du laser 2, la fibre optique 3 de transmission ne modifiant pas les modes de propagation de la lumière. Le dispositif biréfringent 20 peut être disposé de manière permanente sur le chemin optique des impulsions traversant la bougie optique selon l'invention, l'action dudit dispositif 20 sur le faisceau incident étant contrôlée par la polarisation de l'onde incidente avec les moyens de contrôle de la polarisation 21 du laser 2. Selon le mode de réalisation illustré sur la figure 2, le dispositif biréfringent 20 est un prisme de Wollaston. Un tel prisme permet d'obtenir un dédoublement d'un faisceau incident contenant les deux modes de polarisation en deux faisceaux polarisés monomodes dans deux directions formant chacune un angle a avec la direction du faisceau incident. Si le faisceau incident est polarisé, le prisme de Wollaston assurera la réfraction de la totalité de l'énergie lumineuse dans l'une ou l'autre des directions précitées; et si le faisceau incident contient les deux modes de polarisation, le prisme assurera le dédoublement du faisceau pour une réfraction simultanée dans lesdites deux directions. Selon le mode de réalisation illustré sur la figure 3, le dispositif biréfringent 20 est un prisme de Thomson. Un tel prisme permet d'obtenir un dédoublement d'un faisceau incident contenant les deux modes de polarisation en deux faisceaux polarisés monomodes dans deux directions, une première direction confondue avec la direction du faisceau incident et une seconde direction formant un angle a avec la direction du faisceau incident. Si le faisceau incident est polarisé, le prisme de Thomson assurera la réfraction de la totalité de l'énergie lumineuse dans l'une ou l'autre des directions précitées; et si le faisceau incident contient les deux modes de polarisation, le prisme assurera le dédoublement du faisceau pour une réfraction simultanée dans lesdites deux directions. D'autres modes de réalisation peuvent être envisagés pour réaliser le dispositif optique biréfringent 20, tel qu'un simple déplacement spatial des deux faisceaux ordinaire et extraordinaire l'un par rapport à l'autre sans variation d'angle. Le système d'allumage pour moteur à combustion interne selon l'invention fonctionne de la manière suivante. R:'Brevets\22400\22473PSA.doc - 21/06/04 - 17:06 - 9/14 En fonction de la commande du moteur, le microcontrôleur déclenche la commande de la source laser 2 qui délivre des impulsions lumineuses et ajuste le système de synchronisation 5 pour laisser une ou plusieurs impulsions données entrer dans la fibre optique 3. Le système de synchronisation permet ainsi d'aligner le taux de répétition du laser avec la fréquence d'allumage du moteur. Une telle synchronisation dépend directement du type de moteur considéré et peut être ajustée par un homme du métier selon l'application envisagée, à des moteurs essence, à injection directe, fonctionnant en mélange pauvre ou en mode stratifié, ou autre. La ou les impulsions introduites dans la fibre optique 3 sont ensuite amenées jusqu'à la bougie d'allumage 1. L'impulsion lumineuse est alors focalisée par la bougie 1 en un ou plusieurs point donnés de la chambre de combustion 4. La focalisation d'une impulsion laser dans le mélange gazeux va provoquer, de manière connue en soi, l'ionisation de certains atomes du mélange et l'apparition d'un phénomène de cascade électronique pour former un plasma. Au cours de ce processus, les premiers électrons du plasma sont créés par ionisation multi photonique et/ou par absorption et échauffement des impuretés dans le mélange gazeux. Ces électrons sont ensuite accélérés par le champs électromagnétique du faisceau laser et gagnent ainsi de l'énergie cinétique. Les électrons accélérés entrent en collision avec d'autres atomes du mélange et de nouveaux électrons libres sont alors créés et accélérés. Un effet d'avalanche, ou de cascade électronique, forme un plasma. Le milieu, initialement transparent à la lumière devient adsorbant et s'échauffe. La température du mélange combustible et le nombre de radicaux précurseurs augmentent alors rapidement et lorsque le volume du plasma photo induit est suffisamment grand, la combustion s'amorce en quelques centaines de nanosecondes. Les lentilles de focalisation 13 de la bougie peuvent être actionnées par le système de contrôle 17 pour focaliser le faisceau laser en un point situé à une distance donnée de la bougie optique, avec une taille de focalisation donnée. Selon un mode d'allumage simple ou mono site, la bougie 1 focalise le faisceau incident en un unique point donné de la chambre de combustion. A cet effet, les moyens de contrôle de la polarisation 21 du laser 2 sélectionnent l'un ou l'autre mode de propagation de la lumière pour le faisceau optique émis dans la fibre optique 3. Le faisceau incident est alors focalisé par les lentilles 13 de la bougie optique, selon ce qui a été décrit précédemment, puis réfracté par le dispositif biréfringent 20 dans l'une ou l'autre direction selon la polarisation du faisceau incident. Selon un autre mode de mise en oeuvre, le laser 2 peut émettre un faisceauincident contenant les deux modes de polarisation, et les moyens de contrôle 17 de la R: 113revets12 2 4 0012 2 473PSA.doc - 21/06/04 - 17:06 - 10/14 bougie 1 peuvent actionner le dispositif biréfringent 20 pour l'écarter du chemin optique de la sortie 16 de la bougie. Dans le mode d'allumage simple, la vitesse de combustion du mélange et le rendement énergétique du moteur peuvent être amélioré par l'allumage laser. Selon un mode d'allumage multi sites, la bougie 1 focalise simultanément le faisceau incident en deux points donnés de la chambre de combustion. A cet effet, les moyens de contrôle de la polarisation 21 du laser 2 permettent l'émission dans la fibre optique 3 d'un faisceau optique contenant les deux modes de polarisation dans des proportions définissant les intensités relatives des deux faisceaux. Le faisceau incident est alors focalisé par les lentilles 13 de la bougie optique, puis dédoublé par le dispositif biréfringent 20 en une onde ordinaire réfractée dans une première direction et en une onde extraordinaire réfractée dans une seconde direction, selon ce qui a été décrit précédemment. La bougie 1 selon l'invention est ainsi adaptée à focaliser simultanément deux impulsions lumineuses en des points donnés de la chambre de combustion. Les lentilles de focalisation 13 de la bougie peuvent être actionnées par le système de contrôle 17 pour modifier les tailles et distances de ces points de focalisation. La focalisation simultanée de deux faisceaux lasers en deux points donnés de la chambre de combustion permet d'augmenter le volume de la zone d'allumage et d'améliorer l'allumage dans un moteur fonctionnant en mode stratifié ou en mélange pauvre. Le passage d'un mode à l'autre est assuré par les moyens de contrôle de la polarisation 21 du laser 2 qui devient un nouveau paramètre de contrôle du moteur. Selon le régime de fonctionnement du moteur, le microcontrôleur commande les moyens de contrôle de la polarisation 21. Simultanément, le microcontrôleur du moteur peut également contrôler les lentilles 13 de la bougie optique 1 pour contrôler efficacement les points d'allumage dans la chambre de combustion. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits à titre d'exemple; ainsi, le dispositif biréfringent peut être choisi parmi tout dispositif susceptible de séparer le faisceau incident selon deux directions distinctes en fonction du mode de polarisation du faisceau incident. De même, les différents moyens de contrôle, 17, 21, associés à la bougie 1 ou au système d'allumage selon l'invention peuvent être adaptés selon les moteurs auxquels ils sont destinés. R:1Brevets122400122473PSA.doc - 21/06/04 - 17:06 - 11/14 12 REVENDICATIONS 1. Bougie d'allumage optique (1), comprenant: - une entrée optique (12) adaptée à recevoir des impulsions lumineuses; 5 - un système de focalisation (13) ; - un dispositif biréfringent (20) adapté à être placé sur le chemin d'une impulsion focalisée; - une sortie optique (16) adaptée à être couplée à une chambre de combustion. 2. Bougie selon la revendication 1, caractérisée en ce que le système de focalisation (13) comprend au moins une lentille mobile. 3. Bougie selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le système de focalisation (13) comprend au moins une lentille de focale variable. 4. Bougie selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le dispositif biréfringent (20) est un prisme. 5. Système d'allumage pour moteur à combustion interne comprenant: - des moyens de génération (2) d'impulsions lumineuses; - un moyen de transmission optique (3) desdites impulsions lumineuses; - une bougie d'allumage optique (1) selon l'une des revendications 1 à 4. 6. Système d'allumage selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens 20 de génération d'impulsions lumineuses comprennent une source laser impulsionelle (2). 7. Système d'allumage selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la source laser est adaptée à émettre des impulsions d'une durée inférieure à 20ns. 8. Système d'allumage selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de contrôle de la polarisation (21) des impulsions associés à un dispositif électronique de contrôle du moteur. 9. Système d'allumage selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de synchronisation (5) des impulsions associés à un dispositif électronique de contrôle du moteur. R:\Brevets\22400\22473PSA.doc- 21/10/04 - 09:10 - 12/14 10. Système d'allumage selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que le moyen de transmission (3) est une fibre optique. 11. Système d'allumage selon l'une des revendications 5 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de contrôle (17) de la bougie optique (1) adaptés à 5 actionner au moins le dispositif biréfringent (20) de la bougie (1). 12. Système d'allumage selon l'une des revendications 5 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de contrôle (17) de la bougie optique (1) adaptés à actionner au moins une lentille du système de focalisation (13) de la bougie (1). 13. Véhicule automobile comprenant une bougie d'allumage optique selon l'une 10 des revendication 1 à 4 et/ou un système d'allumage selon l'une des revendications 5 à 12. R:\Brevets\22400\22473PSA.doc - 21/10/04 - 09:10 - 13/14