Brevet FR2915194A1 — publié le 20081024

Vitrage en verre feuilleté et véhicule automobile comprenant un tel vitrage La présente invention concerne un vitrage en verre 5 feuilleté pour un véhicule automobile ainsi qu'un véhicule automobile comportant un tel vitrage. Les vitrages pour véhicules automobiles auxquels la présente invention a trait, sont ceux permettant la vision de l'environnement du véhicule par les occupants, 10 et notamment par le conducteur du véhicule automobile. Par rapport au problème auquel la présente invention apporte une solution, les vitrages principalement concernés sont le pare-brise et la lunette arrière d'un véhicule automobile. 15 Sur des vitrages automobiles, on peut constater sous certaines circonstances de luminosité ou d'éclairage et aussi en fonction de la direction dans laquelle se trouve un objet observé par le conducteur du véhicule automobile, le phénomène optique d'une double image de 20 l'objet en question. Une telle double image est un phénomène optique de réflexion interne que l'on trouve dans tout milieu d'indice optique différent de celui de l'air ou, de manière plus générale, chaque fois qu'un faisceau lumineux sort d'un milieu ayant un premier 25 indice optique et traverse un milieu ayant un second indice optique différent du premier. Cette différence d'indice optique génère une image fantôme, ou image secondaire, d'une source lumineuse que le conducteur du véhicule observe de manière décalée dans l'espace et avec 30 une luminosité inférieure par rapport à l'image principale. Le décalage dans l'espace exprimé par l'angle entre l'image principale et l'image secondaire est appelé angle de double image. Cet angle augmente avec l'épaisseur du milieu optique traversé, il augmente aussi 35 avec la diminution du rayon de courbure des interfaces air/verre dans le plan d'incidence du rayon lumineux. La luminosité relative de l'image secondaire par rapport à l'image principale est directement liée à l'angle d'incidence d'un rayon lumineux issu de l'objet observé, sur la surface du matériau transparent, en l'occurrence sur la surface du vitrage. Et la luminosité absolue d'une image est liée à l'absorption de la lumière par le vitrage. Tous les différents faits et phénomènes énumérés ci avant font qu'une gêne visuelle peut être générée lors de certaines situations de conduite, notamment lorsque d'autres utilisateurs de véhicules automobiles ont allumé les feux de leurs véhicules, alors que l'ambiance lumineuse est réduite, par exemple, au lever ou au coucher du jour ou lors d'une conduite de nuit. Cette gêne est d'autant plus forte que l'angle de double image est important et que la luminosité de l'image secondaire est importante. La forme des véhicules automobiles, notamment des voitures dites de tourisme, étant dictée à un assez large degré par des considérations esthétiques, mais également en partie par des considérations aérodynamiques, les pare-brise et, à un moindre degré, les lunettes arrière des véhicules automobiles actuels, sont à la fois de plus en plus galbés, ce qui crée une double image de plus en plus importante en décalage, et ils sont également de plus en plus inclinés, ce qui crée une double image de plus en plus lumineuse. Les réglementations régionales ou nationales, par exemple européennes ou américaines, imposent dans le cas des pare-brise un angle de double image maximum selon les zones de vision. Aucune limite réglementaire n'est cependant fixée pour la luminosité de la double image. Mais cette dernière contribue de toute façon fortement à la gêne ressentie par le conducteur et doit être limitée. Par ailleurs, certains véhicules automobiles sont équipés de dispositifs permettant une vision tête haute par projection sur le pare-brise des données de conduite telles que l'indication de la vitesse du véhicule ou des données de navigation. Pour ces applications, il est particulièrement important d'éviter qu'une double image de la projection des indications soit générée, car une telle double image dégraderait fortement la lisibilité de l'information projetée sur le pare-brise et constituerait alors pour le moins une irritation du conducteur du véhicule, voir même un danger par la déconcentration que le conducteur subit. Le phénomène optique de la double image étant dans la nature de tout vitrage, différentes solutions ont déjà été développées pour obtenir pour le moins une réduction sensible de la perception de la double image, voire même la suppression de la double image. Parmi ces solutions, on trouve par exemple l'utilisation d'un pare-brise prismatique, c'est-à-dire l'utilisation d'un vitrage en verre feuilleté où les deux feuilles de verre présentent un angle entre elles. Cet angle est introduit par une couche intermédiaire ou intercalaire réalisée en une matière synthétique collée entre les couches de verre. L'angle prismatique est choisi de manière à permettre à l'image secondaire de revenir vers le conducteur de manière confondue avec l'image principale. Une telle solution est décrite, par exemple, dans le document FR-A-2 717 795. Selon cette solution, on utilise un vitrage formé d'un substrat et d'une couche de matière plastique, cette couche présentant une épaisseur variable dans au moins une zone prédéterminée de vitrage de sorte que les faces extérieures du vitrage ne soient pas parallèles dans cette zone. La couche de matière plastique recouvre alors la surface du substrat qui peut être un substrat monolithique ou un substrat feuilleté en verre et/ou en matière plastique. La solution présentée ci avant est toutefois très difficile à réaliser lorsqu'il s'agit de vouloir donner au vitrage une forme en coin sur une partie seulement de sa hauteur. Et ces difficultés sont encore plus grandes lorsqu'il s'agit d'un vitrage bombé. Une autre solution pour supprimer les doubles images est proposée dans le document JP-A-10096874. Cette solution, qui consiste à supprimer la double image par une lame demi-onde, est d'un intérêt limité lorsque la forme du vitrage devient complexe. En effet, la suppression d'une double image par une lame demi-onde n'est efficace que lorsque la lumière incidente a une longueur d'onde adéquate et lorsqu'elle arrive sur la lame dans la direction de la normale à la lame. Toute dérive de ces deux conditions a pour effet une suppression imparfaite de la double image. Encore une autre solution est proposée dans le document EP-A-836 108. Cependant, cette solution concerne uniquement la projection d'informations sur un pare-brise par un système de visualisation tête haute. Le système décrit dans ce document utilise au moins deux films polarisants et réfléchissants disposés notamment à l'intérieur du pare-brise en verre feuilleté. Cette solution ne saurait être effective que par rapport à une source lumineuse bien localisée à un endroit connu d'avance, tel que l'emplacement du système de visualisation tête haute. Le but de l'invention est de proposer un vitrage pour un véhicule automobile qui pallie tous les inconvénients ci-dessus et qui, de plus, permet une fabrication simple de ce vitrage. Le but de l'invention est atteint avec un vitrage en verre feuilleté pour un véhicule automobile, conformé pour réduire une double image apparaissant sur le vitrage, le vitrage étant réalisé en au moins deux feuilles de verre assemblées entre elles à l'aide d'au moins une feuille intercalaire en une matière synthétique transparente. Selon l'invention, le vitrage comporte entre deux de ses feuilles de verre un film polariseur partiel destiné à filtrer partiellement les composantes de la double image polarisées perpendiculairement aux plans d'incidence des rayons lumineux qui arrivent sur le vitrage. Pour les applications de l'invention, ces plans d'incidence sont tous sensiblement verticaux. Avantageusement, le film polariseur est réalisé en une matière synthétique. Plus particulièrement, il peut être réalisé en une matière synthétique à base d'un alcool polyvinylique. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, le vitrage est conformé pour servir comme pare-brise d'un véhicule automobile. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le vitrage est conformé pour servir comme lunette arrière d'un véhicule automobile. Le but de l'invention est par ailleurs également atteint avec un véhicule automobile comprenant un vitrage tel que précédemment décrit. D'autres caractéristiques de l'invention et notamment des résultats obtenus avec des vitrages réalisés selon l'invention ressortiront des figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 représente schématiquement un pare-brise en vue latérale dans une position d'installation et avec indications des caractéristiques géométriques intéressant l'invention ; - la figure 2 représente un verre feuilleté traditionnel en une coupe transversale ; -la figure 3 représente un vitrage selon l'invention en une coupe transversale ; et - les figures 4 à 9 représentent des diagrammes comparant les résultats obtenus avec des vitrages selon l'invention à ceux des vitrages traditionnels. La figure 1 représente un pare-brise vu de côté dans une des positions d'installation que l'on retrouve sur de nombreux véhicules automobiles actuels. Le pare- brise 1 est monté avec un angle d'inclinaison ou d'installation 13 par rapport à la verticale. Sur le pare-brise 1 tombe un faisceau lumineux 10 représentant une image de l'objet vu de l'intérieur du véhicule. Le faisceau lumineux 10 tombe sur le pare-brise 1 avec un angle d'incidence 11 par rapport à la normale 12 à l'endroit de l'impact du faisceau sur le pare-brise 1. Les dispositions de l'invention se fondent sur le fait qu'une double image présente la caractéristique intéressante d'avoir une polarisation non isotrope, acquise lors des réflexions aux interfaces verre/air. Cette anisotropie de la polarisation est d'autant plus forte que l'on se rapproche de l'angle d'incidence de Brewster, où la composante polarisée parallèlement au plan d'incidence du rayon lumineux s'annule. Dans le cas du verre utilisé habituellement pour les vitrages des véhicules automobiles, l'angle de Brewster est de 57 pour un indice optique de l'ordre de 1,52. En ce qui concerne les angles d'installation des pare-brise présentant un problème potentiel de double image, ces angles sont situés entre environ 59 et 70 par rapport à la verticale ; et dans les zones de vision, ces angles atteignent environ 66 à 71 . La figure 2 rappelle la structure d'un vitrage traditionnel en verre feuilleté. L'exemple représenté est celui d'un pare-brise teinté 1A montré en coupe transversale. Le pare-brise 1A comprend une première feuille de verre 2A et une seconde feuille de verre 3A entre lesquelles est placée une feuille intercalaire de liaison 4A réalisée en une matière synthétique transparente. La figure 3 représente, également en coupe transversale, un vitrage en verre feuilleté selon l'invention, par exemple un pare-brise. Le vitrage 1 reprend la structure du vitrage de la figure 2 en ce qu'il comporte deux feuilles de verre 2, 3. Entre ces deux feuilles sont posées de manière traditionnelle, deux feuilles intercalaires de liaison 4 en une matière synthétique transparente collant l'une à l'autre les deux feuilles de verre. Ce vitrage comprend en outre un film polariseur partiel 5 posé entre les deux feuilles intercalaires de liaison 4 de manière à filtrer partiellement les composantes de la double image polarisées perpendiculairement aux plans d'incidence des rayons lumineux arrivant sur le vitrage 1. Selon une variante de réalisation, le vitrage peut comporter une seule feuille intercalaire de liaison disposée entre le film polariseur et l'une des deux feuilles de verre, le film polariseur étant alors collé à l'autre feuille de verre. Les figures 4 à 6 représentent, sous la forme de diagrammes, une comparaison entre un vitrage traditionnel et des vitrages selon l'invention. Pour ces derniers, les résultats ont été obtenus avec trois films polariseurs différents pour la réduction de la luminosité relative de la double image engendrée par un objet se trouvant de l'autre côté du vitrage par rapport à un observateur. Sur ces diagrammes, on lit : - en abscisse les angles d'incidence des rayons lumineux auxquels les différentes valeurs de luminosité ont été obtenues, - en ordonnée à gauche = d'une part les valeurs de la transmission lumineuse d'un pare-brise teinté (a) et d'un pare-brise selon l'invention (b) exprimées en pourcents, ce pourcentage représentant la quantité de lumière traversant le pare-brise par rapport à la quantité de lumière arrivant au pare-brise, et = d'autre part le facteur de modification de la luminosité relative de la double image (c), également exprimé en pourcents, ce pourcentage représentant la luminosité relative de la double image d'un pare-brise selon l'invention par rapport à la luminosité relative de la double image d'un pare-brise teinté pris en référence. Cette courbe illustre le bénéfice de l'invention, et - en ordonnée à droite, les valeurs de luminosité relative de la double image respectivement pour un pare-brise teinté (d) et pour un pare-brise selon l'invention (e). La luminosité relative de la double image étant pour cette application (lumière traversante ; par opposition à l'application dont les résultats sont représentés sur les figures 7 à 9) de l'ordre de 1% seulement, elle ne pouvait être tracée sur la même échelle que la transmission lumineuse. La figure 4 montre qu'avec un film polariseur filtrant 67 % de la composante polarisée perpendiculairement au plan d'incidence, on obtient une amélioration de 20 % sur la luminosité relative de la double image entre un pare-brise teinté classique et un pare-brise construit à base de verre non teinté pourvu du polariseur partiel, tout en respectant une transmission lumineuse du pare-brise en conformité avec la réglementation européenne de 75 à un angle d'incidence nul. Selon le diagramme de la figure 5 qui prend notamment en considération la réglementation américaine qui permet jusqu'à 70 % de transmission lumineuse, on obtient une amélioration de 40 % sur la luminosité relative de la double image avec un film polariseur filtrant 56 % de la composante polarisée perpendiculairement au plan d'incidence. En figure 6, on constate que, du fait que la réglementation européenne spécifie une transmission minimale de 75 % à un angle d'incidence nul et compte tenu de l'angle d'installation ou d'inclinaison 13 des véhicules de 65 en moyenne pour les véhicules de la demanderesse, un pare-brise teinté classique n'a plus sous cet angle de vision qu'une transmission lumineuse de 60 %. Le comportement optique du pare-brise polariseur de l'invention étant différent de celui du pare-brise teinté, on obtient la transmission lumineuse de 60 % à 65 d'angle d'installation avec un polariseur partiel de 44 %, ce qui permet d'atteindre cette fois une amélioration de 60 % sur la luminosité de la double image. Une réduction de la luminosité relative de la double image est également obtenue par l'invention dans le cas d'une projection de visualisation à tête haute (VTH) sur pare-brise, c'est-à-dire lorsque la double image est engendrée par un objet (ici : dispositif à image VTH) se trouvant du même côté du vitrage qu'un observateur. Mais le résultat sera amoindri car le chemin optique ne croisera le polariseur partiel qu'une fois après avoir été polarisé par réflexion sur l'interface verre/air côté extérieur. Les figures 7 à 9 représentent des résultats obtenus pour cette application sous la forme de diagrammes sur lesquels on lit : - en abscisse les angles d'incidence des rayons lumineux auxquels les différentes valeurs de luminosité ont été obtenues, et - en ordonnée : = le facteur de modification de la luminosité de la double image (a), également exprimé en pourcents, ce pourcentage représentant la luminosité de la double image d'un pare-brise selon l'invention par rapport à la luminosité de la double image d'un pare-brise teinté pris en référence. Cette courbe illustre le bénéfice de l'invention, et = les valeurs de luminosité relative de la double image respectivement pour un pare-brise teinté (b) et pour un pare-brise selon l'invention (c). La figure 7 montre qu'avec un film polariseur filtrant 67 % de la composante polarisée perpendiculairement au plan d'incidence, la réduction de la luminosité de la double image atteint environ 20 % dans la plage d'angles couramment utilisée pour les pare-brise. La figure 8 montre qu'avec un film polariseur filtrant 56 % de la composante polarisée perpendiculairement au plan d'incidence, la réduction de la luminosité de la double image atteint environ 40 % dans la plage d'angles couramment utilisée pour les pare-brise. Et la figure 9 montre qu'avec un film polariseur filtrant 44 % de la composante polarisée perpendiculairement au plan d'incidence, la réduction de la luminosité de la double image atteint environ 60 % dans la plage d'angles couramment utilisée pour les pare-brise. Dans le cas où le pare-brise serait non pas un pare-brise disposé de manière frontale sur le véhicule, mais un pare-brise bulle tel que le plan d'incidence soit un plan incliné, le film polariseur partiel devra être orienté de telle sorte que sa direction de polarisation soit disposée de la même manière que le plan d'incidence. Eventuellement on peut envisager de traiter uniquement les parties latérales d'un tel pare-brise. L'invention permet à iso-géométrie de pare-brise, et notamment pour les pare-brise inclinés qui posent en général des problèmes accrus de double image, de diminuer de manière sensible la luminosité de la double image et donc de réduire la gêne ressentie par l'utilisateur. L'invention permet aussi d'envisager des styles plus ambitieux de pare-brise à niveau de gêne constant provoqué par la double image ou de traiter des problèmes de double image sur des styles de pare-brise existants. REVENDICATIONS 1. Vitrage (1) en verre feuilleté pour un véhicule automobile, conformé pour réduire une double image apparaissant sur le vitrage, le vitrage (1) étant réalisé en au moins deux feuilles de verre (2, 3) assemblées entre elles à l'aide d'au moins une feuille intercalaire (4) en une matière synthétique transparente, caractérisé en ce qu'il comporte entre deux de ses feuilles de verre (2, 3) un film polariseur partiel (5) destiné à filtrer partiellement les composantes de la double image polarisées perpendiculairement aux plans d'incidence des rayons lumineux (10) qui arrivent sur le vitrage. 2. Vitrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque plan d'incidence est sensiblement vertical. 3. Vitrage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le film polariseur (5) est réalisé en une matière synthétique. 4. Vitrage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le film polariseur (5) est un film réalisé en une matière synthétique à base d'un alcool polyvinylique. 5. Vitrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est conformé pour servir comme pare-brise d'un véhicule automobile. 6. Vitrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est conformé pour servir comme lunette arrière d'un véhicule automobile. 7. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un vitrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.