Brevet FR2912977A1 — publié le 20080829

ELEMENT DE CARROSSERIE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE POURVU D'UNE SURFACE REFLECHISSANTE OU TRANSPARENTE A VISIBILITE AMELIOREE EN PRESENCE DE GOUTTELETTES L'invention concerne un élément de carrosserie d'un véhicule automobile pourvu d'une surface réfléchissante ou transparente à visibilité améliorée en présence de gouttelettes. En particulier, l'invention est destinée aux éléments de carrosserie pour lesquels l'implantation d'un système d'essuie-glace est difficilement envisageable, tel qu'un rétroviseur ou une vitre avant de custode. Cet élément de carrosserie est conçu de manière à favoriser le ruissellement et l'évacuation des gouttelettes se formant sur la surface du miroir du rétroviseur. La présence de gouttelettes causées par la pluie ou la buée qui ne s'évacuent pas au niveau des miroirs de rétroviseurs extérieurs, ou de la vitre avant de custode, conduit à une dégradation de la visibilité représentant une source de danger. Il est donc important d'arriver à éliminer la buée ou tout dépôt de condensation, ainsi que le dépôt de salissures transportées dans l'eau qui se dépose, en empêchant les gouttes d'eau d'adhérer au support. Les solutions actuelles concernent généralement les rétroviseurs, et proposent l'utilisation de miroirs à surface hydrophobe, ou l'utilisation d'un système de soufflage d'air au niveau des bords du rétroviseur, ou encore l'utilisation d'un essuie-glace. Toutefois, les surfaces de miroir hydrophobes conçues dans le cadre des solutions mentionnées en premier ci-dessus ne suffisent pas à elles seules à repousser les liquides, tels que la pluie, ou les salissures. Parmi les solutions utilisant un système de soufflage d'air, on peut mentionner les systèmes comportant une prise d'air en amont de la circulation d'air, cet air étant accéléré par effet Venturi et acheminé vers des buses dirigées vers la surface à nettoyer. Un tel dispositif est par exemple décrit dans le document US 4 869 581, mais s'avère également insuffisant, et dépendant de la vitesse du véhicule. Le document US 6 340 192 décrit une lunette arrière de véhicule recouverte d'une couche de matériau hydrophobe. Un déflecteur d'air situé au niveau du bord supérieur de la lunette dirige l'air en direction de la lunette en augmentant sa vitesse. Un tel déflecteur d'air présente toutefois un impact important au niveau du design du véhicule, ainsi que sur l'aérodynamisme du véhicule (traînée, portance, ...). De plus, le dispositif proposé ne fonctionnera qu'à partir d'une certaine vitesse de déplacement du véhicule. Enfin, un tel dispositif peut être difficilement implanté au niveau d'un rétroviseur ou d'une vitre avant de custode. Enfin, la réalisation et l'implantation d'un balai essuie-glace pour nettoyer ces petites surfaces, s'avèrent complexes et coûteuses. L'invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un élément de carrosserie d'un véhicule automobile pourvu d'une surface hydrophobe ou super hydrophobe, réfléchissante ou transparente, et équipé d'un dispositif de soufflage d'air. A cet effet, l'objet de l'invention concerne un élément de carrosserie d'un véhicule automobile pourvu d'une surface réfléchissante ou transparente, caractérisé en ce que ladite surface est revêtue d'une couche de matériau hydrophobe ou super hydrophobe et en ce que l'élément est équipé d'un dispositif de soufflage d'air sur ladite surface, apte à générer un flux d'air tangentiellement à ladite surface. La combinaison d'une telle surface hydrophobe à un dispositif de soufflage permet selon l'invention de favoriser le ruissellement et l'évacuation des gouttelettes se formant sur la surface de l'élément de carrosserie, assurant une meilleure visibilité au conducteur par temps humide. Par surface hydrophobe, on entend une surface pour laquelle 25 l'angle de contact 0 vis-à-vis de l'eau sera supérieur à 90 . La définition de l'angle de contact est représentée sur la figure 1. De préférence, on choisira une surface hydrophobe permettant d'obtenir un angle de contact 0 vis-à-vis de l'eau supérieur à 120 , préférentiellement supérieur à 150 . Dans ce dernier cas, on parlera de 30 surface super hydrophobe. De façon générale, l'angle de contact d'un substrat en verre vis-à-vis de l'eau vaut environ 22-24 . Des surfaces hydrophobes peuvent être obtenues de manière connue par dépôts de revêtements sur des verres ou substrats transparents plastiques, notamment par des technologies 35 de type sol-gel combinées à des nanotechnologies chimiques ou tout autre technologie conférant à la surface un caractère hydrophobe. A titre d'exemple, l'existence d'une texture micronique à la surface solide (rugosité) amplifie le caractère hydrophobe de la surface. Des angles de contact supérieurs à 170 peuvent ainsi être obtenus : une goutte n'adhère alors pratiquement plus à son support. Par exemple, pour une gouttelette de 1 millimètre de diamètre, le rayon de contact ne vaudra qu'une centaine de microns, la friction sera donc faible. On cherchera ainsi à microtexturer une surface hydrophobe. Avantageusement, le dispositif de soufflage d'air selon l'invention comprend des buses de soufflage d'air situées sur le pourtour de ladite surface. Dans le cas où l'élément de carrosserie est un rétroviseur, formé d'un boîtier supportant un miroir formant la surface hydrophobe, les buses de soufflage peuvent ainsi, soit être solidaires du bord supérieur du boîtier, soit être solidaires du bord supérieur du miroir. Ce dernier agencement est particulièrement .avantageux pour les rétroviseurs dans lesquels le miroir est orientable : une évacuation optimale des gouttelettes peut ainsi être obtenue quelque soit l'orientation de la surface du miroir. Dans une variante, les buses de soufflage d'air sont situées au niveau du bord supérieur de ladite surface afin de souffler l'air en direction du bas de cette dernière. Le dispositif de soufflage en se combinant ainsi à l'effet de la gravité, favorise davantage l'évacuation des gouttelettes. Dans une autre variante, les buses de soufflage d'air sont situées au niveau d'un bord latéral de la surface proche du véhicule afin de souffler l'air en direction du bord latéral opposé de ladite surface, sensiblement horizontalement. Les deux bords latéraux peuvent éventuellement être équipés de buses de soufflage. Cet agencement est particulièrement avantageux lorsque l'air du dispositif de soufflage provient du véhicule, en rapprochant les buses de la source d'air. Dans un premier mode de réalisation, le dispositif de soufflage comprend des orifices de collecte d'air situés en regard de l'écoulement amont de l'air lors du déplacement du véhicule et reliés par des conduites aux buses de soufflage d'air. Ces conduites, et/ou les buses de sortie, peuvent éventuellement être équipées de dispositifs à effet venturi afin d'augmenter la pression du flux d'air sortant par les buses. Ce premier mode de réalisation présente l'avantage d'être particulièrement simple à réaliser et peu coûteux à mettre en oeuvre. Il peut toutefois se révéler insuffisant en cas de vitesse de déplacement faible du véhicule. Selon un deuxième mode de réalisation, les buses de soufflage d'air sont reliées par des conduites à une unité de production d'air sous pression située à l'intérieur du boîtier ou à l'intérieur du véhicule. Dans une variante, l'unité de production d'air est une unité de ventilation et d'air conditionné du véhicule. L'air peut alors être acheminé par une conduite reliée au système de ventilation du véhicule. Selon un troisième mode de réalisation, le dispositif de soufflage d'air comprend une pluralité de cavités à volume variable situées sur le pourtour de ladite surface, chaque cavité présentant au moins une ouverture dirigée vers ladite surface et au moins une paroi constituée d'un élément oscillant, un dispositif de commande commandant l'oscillation de chaque élément oscillant. De telles cavités permettent de générer un flux d'air en direction de la surface sous l'effet de l'oscillation de l'élément oscillant commandée par le dispositif de commande. Cet agencement présente ainsi l'avantage de permettre l'obtention d'un soufflage d'air même lorsque le véhicule est à l'arrêt, en commandant l'élément oscillant au moyen du dispositif de commande. De plus, ce dispositif peut être facilement implanté et ne nécessite aucune arrivée d'air. Ce dispositif peut également être miniaturisé, pour un encombrement minimal, en utilisant la technologie des m.icrosystèmes. Dans une variante, l'élément oscillant est une membrane en polymère électro actif ou une membrane piézo électrique. L'application d'une tension à la membrane permet alors sa déformation. Ces matériaux présentent l'avantage de se déformer en ne consommant qu'un faible courant. Un tel dispositif nécessite ainsi très peu d'énergie et est peu encombrant, contrairement aux dispositifs classiques actifs de compression d'un fluide. Dans une autre variante, l'élément oscillant est un piston 35 mécanique ou électrodynamique. De préférence, l'invention concerne un élément de carrosserie de la partie avant d'un véhicule automobile. De préférence, l'élément de carrosserie selon l'invention, peut être un rétroviseur extérieur pour véhicule automobile comprenant un boîtier supportant une surface réfléchissante, cette dernière formant ladite surface revêtue d'une couche hydrophobe. Il peut également s'agir d'une vitre avant de custode de véhicule automobile comprenant une surface transparente, cette dernière formant ladite surface revêtue d'une couche hydrophobe, ou encore d'une partie de la vitre latérale, notamment de la partie permettant la vue sur le rétroviseur. Un véhicule peut être équipé de plusieurs éléments de carrosserie selon l'invention. L'invention est maintenant décrite en référence aux dessins annexés, non limitatifs, dans lesquels : - la figure 1 définit l'angle de contact théta ; - les figures 2 et 3 sont des vues arrière et de face d'un 15 rétroviseur formant un élément de carrosserie selon un premier mode de réalisation de l'invention ; les figure 4 et 5 sont des vues de face et de dessus d'un rétroviseur formant un élément de carrosserie selon un autre mode de réalisation de l'invention ; 20 - la figure 6 est une représentation schématique en coupe d'une cavité à volume variable. Un premier mode de réalisation de l'invention est décrit en référence aux figures 2 et 3, l'élément de carrosserie considéré étant un rétroviseur extérieur. 25 Ce rétroviseur comprend un boîtier 1 supportant un miroir 2, la surface du miroir étant une surface réfléchissante hydrophobe ou super hydrophobe, et le boîtier 1 étant équipé d'un dispositif de soufflage d'air sur le miroir, apte à générer un flux d'air tangent à la surface du miroir. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 2 et 3, le 30 dispositif de soufflage d'air comprend des orifices 4 de collecte d'air situés du côté du boîtier face à l'écoulement amont de l'air lors du déplacement du véhicule, c'est-à-dire du côté du boîtier opposé au miroir 2. Ces orifices de collecte 4 sont reliés par des conduites 5 (représentées en traits discontinus sur la figure 2) à des buses 6 de 35 soufflage d'air, représentées schématiquement sur la figure 3. Ces buses 6 de soufflage d'air sont situées sur le bord supérieur du boîtier 1 du rétroviseur, et sont orientées de manière à diriger l'air tangentiellement à la surface du miroir 2, en direction du bas du rétroviseur, tel que représenté schématiquement par les flèches de la figure 3. Ces conduites 5 sont moulées ou usinées dans le boîtier du rétroviseur et servent à guider le débit d'air entrant pour l'expulser tangentiellement à la surface du miroir, revêtu d'une couche de matériau hydrophobe ou super hydrophobe. Les orifices de collecte d'air 4, les conduites 5 et les buses 6 sont dimensionnés de manière à minimiser les pertes de charges et à assurer un flux d'air au niveau du miroir suffisant pour nettoyer le miroir. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 4 et 5, le dispositif 7 de soufflage est positionné sur la partie du rétroviseur située entre le pied 8 de soutien du rétroviseur et le boîtier 1 supportant le miroir 2. Ce dispositif de soufflage 7 est positionné de manière à diriger le flux d'air tangentiellement à la surface du miroir 2, mais suivant une direction sensiblement horizontale (flèches de la figure 4). Ce dispositif de soufflage 7 peut comprendre des buses de soufflage reliées à des orifices de collecte d'air tel que décrit dans le mode de réalisation précédent en référence aux figures 2 et 3, ou bien les buses de soufflage peuvent être reliées à une alimentation d'air sous pression. Si l'arrivée d'air est stable, le jet est continu, si l'arrivée d'air est instationnaire (varie en fonction du temps), le jet est alors pulsé. A cet effet, une série de pompes ou valves peuvent être positionnées sur le pourtour de la surface. Le flux d'air peut également provenir des conduites de l'unité de chauffage, ventilation et d'air conditionné du véhicule. Dans un autre mode de réalisation, le dispositif de soufflage 7 comprend une pluralité de cavités à volume variable. Une cavité 10 à volume variable est décrite en référence à la figure 30 6. La cavité 10 est formée d'une chambre 11 dont le volume est variable par le mouvement d'au moins une paroi 12 constituée d'un système oscillant relié à un dispositif de commande 13. La chambre 11 communique avec le milieu ambiant par une ouverture 14 formée sur 35 l'une de ses autres parois. Dans l'exemple, cette ouverture 14 est formée sur une paroi parallèle à la paroi 12 oscillante. Le dispositif de commande 13 peut être logé dans l'élément de carrosserie, à savoir clans le rétroviseur dans le cas présent. Bien entendu, la cavité peut comprendre d'autres parois constituées d'un système oscillant, par exemple les parois perpendiculaires à la paroi dans laquelle est formée l'ouverture 14. Une telle cavité peut également comprendre plusieurs ouvertures. La forme d[e la ou des ouvertures sera choisie pour diriger le jet d'air synthétique dans la direction désirée, à savoir tangentiellement à la surface de la surface hydrophobe ou super hydrophobe. La taille de la cavité 11 et la forme de la ou des ouvertures 14 sont dimensionnés afin d'assurer un flux d'air au niveau du miroir suffisant pour nettoyer le miroir. Dans l'exemple représenté figure 6, la paroi 12 est formée d'une membrane piézo électrique ou d'une membrane en polymère électro actif qui présente la capacité de se déformer sous l'effet de l'application d'une tension. Lorsque la membrane 12 est actionnée en appliquant une tension électrique au moyen du dispositif 13, il y a un déplacement radial et transversal de la membrane (traits pointillés de la figure 6), qui se traduit par une flexion périodique. Une respiration artificielle d'aspiration et de soufflage au niveau de l'ouverture 11 de la cavité est ainsi obtenue, qui génère à travers l'ouverture 14, avec un débit moyen nul, un jet d'air synthétique 15 composé de structures tourbillonnaires 16. On peut par exemple utiliser un polymère électro actif connu de l'homme du métier par le document US2003/0214199 pour réaliser la membrane. Le principe de fonctionnement est l'application d'une tension aux bornes des électrodes déposées sur une couche de polymère isolant, la tension continue induisant une différence de potentiel entre les deux électrodes et une déformation du polymère. Les avantages d'une telle membrane sont les suivants : grande capacité de déformation, fonctionnement à haute et basse fréquence et dans une large gamme de température, fonctionnement silencieux, grande énergie spécifique (supérieure à celle des matériaux électro-céramiques ou des alliages à mémoire de forme), temps de réponse de l'ordre de la m.illiseconde, faible coût de production. Comme matériau piézo électrique, on peut utiliser celui connu de l'homme du métier par le document W099/26457. La membrane est alors formée d'un support métallique sur lequel est collée une céramique piézo électrique. L'avantage d'une telle membrane est telle qu'elle assure un régime linéaire de fonctionnement jusque dans les hautes fréquences (autour du KHz) dans une large gamme de température, avec un temps de réponse rapide de l'ordre de la milliseconde. Sa consommation est minimale comparée à celle consommée par des actionneurs de type électro aimant agissant sur un piston. Sa masse est très faible, tout comme son coût et son encombrement. La vitesse de sortie du jet est fonction de la tension d'alimentation de la membrane piézo électrique. En variante (non représentée), la paroi constituée d'un système oscillant peut toutefois également être formée d'un piston mécanique ou électrodynamique. Le dispositif de soufflage peut ainsi comprendre plusieurs cavités 10 dont l'ouverture 14 est dirigée vers la surface du miroir, ces cavités étant commandées par le dispositif de commande 13 qui actionne l'oscillation de chaque élément oscillant. En outre, ces cavités à volume variable peuvent être disposées sur le pourtour de la surface hydrophobe ou super hydrophobe, ou sur le bord supérieur d'une telle surface, tel que dans l'exemple décrit en référence aux figures 2 et 3. Les cavités à volume variable du type membrane en polymère électro actif ou piézo électrique, peuvent être distinctes ou juxtaposées, avec par exemple une paroi oscillante commune. Bien entendu, l'élément de carrosserie peut également être une vitre avant de custode, ou tout autre élément d'un véhicule comportant une surface dont on doit évacuer les gouttelettes. Dans le cas des rétroviseurs, ces derniers comportent souvent un miroir piloté par un moteur. On pourrait alors, sans surcoût, programmer ce moteur pour donner une secousse qui libérerait un miroir à surface très hydrophobe des gouttelettes. REVENDICATIONS 1. Elément de carrosserie d'un véhicule automobile pourvu d'une surface réfléchissante (2) ou transparente, caractérisé en ce que ladite surface est revêtue d'une couche de matériau hydrophobe ou super 5 hydrophobe et en ce que l'élément est équipé d'un dispositif de soufflage d'air sur ladite surface, apte à générer un flux d'air tangentiellement à ladite surface. 2. Elément de carrosserie selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de soufflage d'air comprend des buses de soufflage 10 (6) d'air situées sur le pourtour de ladite surface. 3. Elément de carrosserie selon la revendication 2, caractérisé en ce que les buses de soufflage d'air (6) sont situées au niveau du bord supérieur de ladite surface afin de souffler l'air en direction du bas de cette dernière. 15 4. Elément de carrosserie selon la revendication 2, caractérisé en ce que les buses de soufflage d'air sont situées au niveau d'un bord latéral de la surface proche du véhicule afin de souffler l'air en direction du bord latéral opposé de ladite surface, sensiblement horizontalement. 5. Elément de carrosserie selon l'une des revendications 2 à 4, 20 caractérisé en ce que le dispositif de soufflage comprend des orifices de collecte d'air (4) situés en regard de l'écoulement amont de l'air lors du déplacement du véhicule et reliés par des conduites aux buses de soufflage d'air. 6. Elément de carrosserie selon la revendication 2, caractérisé en 25 ce que les buses de soufflage d'air sont reliées par des conduites à une unité de production d'air sous pression située à l'intérieur du boîtier ou à l'intérieur du véhicule. 7. Elément de carrosserie selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de soufflage d'air (7) comprend une pluralité de 30 cavités à volume variable (10) situées sur le pourtour de ladite surface, chaque cavité présentant au moins une ouverture (14) dirigée vers ladite surface et au moins une paroi (12) constituée d'un élément oscillant, un dispositif de commande (13) commandant l'oscillation de chaque élément oscillant. 35 8. Elément de carrosserie selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'élément oscillant est une membrane en polymère électro actif ou une membrane piézo électrique. 9. Elément de carrosserie selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'élément oscillant est un piston mécanique ou électrodynamique. 10. Elément de carrosserie selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit élément est un rétroviseur extérieur pour véhicule automobile comprenant un boîtier (2) supportant une surface réfléchissante, cette dernière formant ladite surface revêtue d'une couche hydrophobe. 11. Elément de carrosserie selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit élément est une vitre avant de custode de véhicule automobile comprenant une surface transparente, cette dernière formant ladite surface revêtue d'une couche hydrophobe.