Brevet FR2987141A1 — publié le 20130823

REVETEMENT A PROPRIETES OPTIQUES A VARIATION COMMANDEE L'invention concerne un revêtement à propriétés optiques à variation commandée, en particulier dans le spectre visible et dans le spectre infrarouge. Des revêtements de ce type sont utilisables à des fins de camouflage, d'adaptation à l'environnement et de contrôle thermique. Il est en effet intéressant de pouvoir commander le changement de couleur d'un objet, d'un matériel, d'un engin, d'une construction, etc, pour mieux l'intégrer ou l'adapter à son environnement. Il est également intéressant de pouvoir modifier les propriétés optiques dans l'infrarouge (réflectivité et émissivité) d'un objet, d'un engin, d'une construction, etc, dans un but de camouflage (dissimulation par rapport à des capteurs ou détecteurs de rayonnement infrarouge), ou dans un but de contrôle thermique par réglage de l'absorption ou de la réflexion d'énergie rayonnée, par exemple en fonction de la température ou de l'ensoleillement. L'invention propose à cet effet un revêtement à propriétés optiques à variation commandée, caractérisé en ce qu'il est constitué d'au moins un module comprenant: - un support déterminant la forme et les di-25 mensions du module, - au moins un élément mobile, porté ou guidé par le support et déplaçable entre au moins deux positions prédéterminées par rapport au support, - et au moins un actionneur, porté par le sup30 port et relié à l'élément mobile pour le déplacer entre les positions précitées, - ledit module ayant des propriétés optiques différentes, de couleur dans le spectre visible et/ou de réflectivité et d'émissivité dans le spectre infrarouge, 35 selon que l'élément mobile est dans l'une ou dans l'autre des positions précitées. Il suffit donc, selon l'invention, de commander le déplacement d'un élément mobile pour modifier les propriétés optiques, dans le spectre visible et/ou dans l'infrarouge, d'un module ou d'une partie élémentaire de revêtement d'un objet quelconque. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'élément mobile est, au moins en partie, masqué par le support dans une position précitée et démasqué dans une autre de ces positions, ou inversement (le sup- port étant au moins en partie masqué ou démasqué par l'élément mobile), les propriétés optiques du module dans ces positions de l'élément mobile étant respectivement celles du support et celles de l'élément mobile ou des combinaisons des propriétés optiques du support et de celles de l'élément mobile. Par exemple, dans le spectre visible, lorsque l'élément mobile est d'une couleur et le support d'une autre couleur, le module ou partie élémentaire de revêtement peut avoir l'une ou l'autre de ces deux couleurs se- lon les positions de l'élément mobile ou bien être partiellement d'une des couleurs et partiellement de l'autre des couleurs, les proportions des deux couleurs étant variables selon les positions de l'élément mobile. De même, dans l'infrarouge, le module ou la partie élémentaire de revêtement peut avoir une réflectivité élevée dans une position de l'élément mobile et une émissivité moyenne ou élevée dans une autre position de cet élément mobile. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'élément mobile peut comprendre au moins deux parties qui ont des propriétés optiques différentes et qui sont visibles à tour de rôle sur le module quand l'élément mobile est déplacé de l'une à l'autre des positions précitées. L'élément mobile peut être déplaçable en 35 translation par rapport au support, parallèlement ou perpendiculairement à ce dernier, ou être mobile en rotation autour d'un axe parallèle au support. Par ailleurs, le module peut comprendre une pluralité d'éléments mobiles, déplaçables entre les posi5 tions précitées par un actionneur commun ou par des actionneurs individuels. En juxtaposant entre eux des modules du type précité, on peut former des revêtements de surfaces relativement importantes et ayant des formes quelconques 10 (planes, gauches, développables ou non développables). L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux des- 15 sins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue schématique en coupe transversale, selon la ligne I-I de la figure 2, d'un premier mode de réalisation de l'invention; la figure 2 est une vue schématique de dessus 20 du dispositif de la figure 1; les figures 3 et 4 sont des vues en perspective de ce dispositif, représentant deux états de celui- ci; les figures 5 et 6 sont des vues schématiques 25 en coupe transversale, selon les lignes V-V et VI-VI de la figure 7, d'un deuxième mode de réalisation de l'invention; la figure 7 est une vue schématique partielle de dessus du dispositif des figures 5 et 6; 30 la figure 8 est une vue schématique en coupe transversale, selon la ligne VIII-VIII de la figure 9, d'un troisième mode de réalisation de l'invention; la figure 9 est une vue schématique de dessus du dispositif de la figure 8; la figure 10 est une vue schématique en coupe transversale d'un quatrième mode de réalisation de l'invention; la figure 11 est une vue schématique partielle 5 en perspective d'un cinquième mode de réalisation de l'invention; la figure 12 est une vue schématique en perspective d'un sixième mode de réalisation de l'invention; la figure 13 est une vue schématique en coupe 10 transversale du dispositif de la figure 12. On se réfère d'abord aux figures 1 à 4, qui représentent schématiquement un premier mode de réalisation d'un module unitaire de revêtement selon l'invention. 15 Ce module comprend un support 10, formé d'une plaque plane à contour carré, dont la face supérieure 12 comporte un réseau de fentes ou de rainures 14 parallèles aux côtés de la plaque 10 et perpendiculaires entre elles, ces fentes ou rainures 14 étant destinées à rece- 20 voir les parois alvéolaires 16 d'une plaque 18 à structure en nid d'abeille dont la partie centrale est portée par le piston ou le plongeur 20 d'un actionneur 22 pour être déplaçable dans la direction indiquée par la double flèche 24. 25 Les alvéoles de la plaque 18 sont ouverts à leurs extrémités et débouchent donc librement sur les deux grandes faces de cette plaque. Dans l'exemple représenté, ces alvéoles sont de forme carrée, leurs dimensions correspondant à celles des intervalles entre les 30 fentes ou rainures 14 du support 10, la hauteur des alvéoles étant légèrement inférieure ou égale à la profondeur des fentes ou rainures 14 de façon à ce que, par l'intermédiaire de l'actionneur 22, la plaque mobile 18 puisse être entièrement dissimulée à l'intérieur du sup- 35 port 10 comme représenté en figure 3 ou être partielle- ment sortie de ce support comme représenté aux figures 1 et 4. La face supérieure 12 du support 10 peut être d'une couleur et la plaque alvéolaire 18 d'une autre cou-5 leur ou de plusieurs autres couleurs. Ainsi, lorsque la plaque mobile 18 est rentrée complètement à l'intérieur du support 10, un observateur extérieur ne verra que la couleur de la face supérieure 12 de ce support. Par contre, lorsque la plaque alvéo- 10 laire 18 est en saillie sur le support 10 dans la position des figures 1 et 4, l'observateur verra essentiellement la ou les couleurs de cette plaque 18, et éventuellement, de façon très partielle, la couleur de la face supérieure 12 du support, selon l'angle d'observation. 15 Pour modifier les propriétés optiques du modu- le dans l'infrarouge, on utilise un support 10 dont la face supérieure 12 est réfléchissante (elle peut être métallique ou métallisée par exemple), tandis que la plaque alvéolaire 18 est du type émissif (elle peut être 20 par exemple de couleur noire). Dans ces conditions, le module de revêtement selon l'invention, a, dans l'infrarouge, une réflectivité élevée lorsque la plaque alvéolaire 18 est rentrée à l'intérieur du support 10, et une émissivité élevée lorsque la plaque 18 est en saillie sur 25 le support. Les dimensions du module 10 sont très variables en fonction des applications envisagées (le module pouvant avoir une surface comprise entre 1 cm2 et 1m2), sa hauteur étant par exemple de l'ordre du cm tan- 30 dis que la hauteur de la plaque alvéolaire 18 est de quelques millimètres (typiquement 3 à 5 mm), le pas des fentes ou rainures 14 (correspondant à la dimension des alvéoles de la plaque 18) étant typiquement de 1 à 10 mm en fonction du niveau de discrétisation recherché, 35 l'épaisseur des cloisons alvéolaires 16 étant aussi faible que possible (par exemple du dixième de millimètre ou moins). L'actionneur 22 peut être de tout type approprié : électro-aimant, moteur électrique, vérin pneuma5 tique ou hydraulique, réservoir à liquide vaporisable, par élévation de température etc. Une seconde forme de réalisation d'un module de revêtement selon l'invention est représentée dans les figures 5 à 7 et comprend une plaque de support 26, de 10 forme rectangulaire ou carrée par exemple, au-dessus de laquelle est agencée une pluralité de lamelles ou barrettes 28, parallèles entre elles et à la plaque support 26, de façon à recouvrir sensiblement toute la surface de cette plaque. Les lamelles ou barrettes 28 sont montées à 15 rotation autour d'axes 30 solidaires d'un de leurs bords longitudinaux, les extrémités de ces axes 30 étant engagées dans des orifices de deux rebords 32 de la plaque support 26 et entraînées en rotation au moyen d'une courroie 34 qui passe sur les extrémités des axes 30 et sur 20 un galet d'entraînement 36 monté sur l'arbre de sortie d'un actionneur 38. Les deux faces de chaque lamelle ou barrette 28 ont des propriétés optiques différentes, dans le spectre visible et/ou dans l'infrarouge. Par exemple, ces 25 deux faces ont des couleurs différentes et/ou l'une d'entre elles est réfléchissante dans l'infrarouge et l'autre est émissive de telle sorte que, quand les lamelles sont dans la position représentée en figure 5, le module de revêtement apparait d'une certaine couleur à un 30 observateur extérieur et/ou est réfléchissant dans l'infrarouge et, quand les lamelles 28 ont tourné de 180° autour des axes 30, le module est d'une autre couleur pour un observateur extérieur et/ou est émissif dans l'infrarouge. 35 Selon les cas, le module peut être d'une cou- leur uniforme dans l'une et/ou l'autre des deux positions des lamelles 28, ou bien être de couleurs bariolées pour augmenter l'effet de camouflage ou d'adaptation à l'environnement. Il est par ailleurs avantageux que les la-5 melles soient sensiblement jointives dans la position de la figure 5 et dans l'autre position à 180°, pour former sur le module une surface sensiblement continue. Une troisième forme de réalisation d'un module selon l'invention est représentée dans les figures 8 et 9 10 et comprend une plaque support 40 de forme carrée, sur laquelle sont fixées des barrettes 42 qui sont parallèles entre elles et à la plaque 40 et qui sont fixées à leurs extrémités sur deux rebords 44 de la plaque support. Les barrettes fixes 42 sont équidistantes et séparées les 15 unes des autres d'une distance sensiblement égale à leur largeur. Elles sont écartées de la face supérieure de la plaque support 40 d'une distance légèrement supérieure à leur épaisseur, comme on le voit bien en figure 8. Une grille constituée de barrettes parallèles 20 46 identiques aux barrettes fixes 42, et reliées rigidement entre elles est disposée entre la plaque support 40 et les barrettes fixes 42, les barrettes 46 de la grille étant parallèles aux barrettes fixes 42, et est associée par un levier coudé 50 à un actionneur 48 fixé sous la 25 plaque 40, l'actionneur 48 permettant de déplacer la grille en translation comme indiqué par la double flèche en figure 8, dans une direction parallèle à la plaque 40 et perpendiculaire aux barrettes 42 et 46, sur une distance sensiblement égale à la largeur des barrettes 42 et 30 46. Les propriétés optiques des faces supérieures des barrettes 42 et 46 et de la plaque support 40 sont déterminées les unes en fonction des autres, pour modifier la ou les couleurs du module et/ou ses propriétés 35 réfléchissantes et émissives dans l'infrarouge pour un observateur extérieur selon que les barrettes mobiles 46 se trouvent entre les barrettes fixes 42 ou alignées avec celles-ci. Lorsque les barrettes mobiles 46 sont entre les barrettes fixes 42 comme représenté en figure 8, un observateur ne verra que les faces supérieures des barrettes 42 et 46. Lorsque les barrettes mobiles 46 sont alignées avec les barrettes fixes 42, un observateur extérieur verra la face supérieure des barrettes fixes 42 et la face supérieure de la plaque support 40. On peut donc, par exemple : - donner une même couleur aux barrettes 42 et 46 et une autre couleur à la plaque 40, - donner une même couleur aux barrettes 42 et à la plaque support 40 et une autre couleur aux barrettes 15 46, - donner des couleurs différentes aux barrettes 42, 46 et à la plaque 40, etc. Une quatrième forme de réalisation d'un module selon l'invention est représentée en figure 10 et com- 20 prend un élément fixe 50 en forme de boîte plate à contour rectangulaire ou carré, comprenant un couvercle 52 en matière transparente dans le spectre visible et/ou dans l'infrarouge, et une plaque mobile 54 qui recouvre sensiblement toute la surface du fond 56 de la boîte 50 25 et qui est déplaçable entre le fond 56 et le couvercle 52 par un actionneur 58 auquel elle est reliée par un levier coudé 60. La boîte 50 est remplie d'un liquide 62 qui est coloré et qui, comme tous les liquides, est absorbant 30 dans l'infrarouge. Pour faciliter le déplacement de la plaque 54 dans la boîte 50, des petits trous 64 d'écoulement de liquide peuvent être formés de place en place à travers cette plaque. La face supérieure de la plaque mobile 54 est d'une autre couleur que le liquide 62 et est réfléchissante dans l'infrarouge. Ainsi, lorsque la plaque 54 est sur le fond 56 de la boîte plate 50, un observateur extérieur verra à travers le couvercle 52 la couleur du liquide 62. Par ailleurs, le module sera absorbant et donc émissif dans l'infrarouge. Quand la plaque 54 est appliquée contre le couvercle 52, un observateur extérieur voit la couleur de cette plaque à travers le couvercle transparent 52, et non plus la couleur du liquide 62. Par ailleurs, la face supérieure du module est alors réfléchissante dans l'infrarouge. Un cinquième mode de réalisation d'un module de revêtement selon l'invention est représenté en figure 11 et comprend une plaque support 70 sur un rebord 72 de laquelle sont montées les extrémités d'arbres 74 portant des prismes droits 76 à section triangulaire dont les trois faces ont des propriétés optiques différentes. Les arbres 74 peuvent être constitués par des moteurs électriques pas à pas dont les rotors ou noyaux 78 sont fixes en rotation par montage sur le rebord 72 de la plaque support 70 et dont les stators 80 sont mobiles en rotation autour des rotors 78 et sont solidaires en rotation des prismes 76. Ce module de revêtement selon l'invention permet de présenter à un observateur extérieur au moins trois états différents de couleur dans le spectre visible et/ou de réflectivité et d'émissivité dans l'infrarouge en exposant successivement les trois faces des prismes 76 vers l'observateur extérieur. Un sixième mode de réalisation d'un module selon l'invention est représenté dans les figures 12 et 13 35 et comprend une plaque support 90 dont un rebord 92 porte, au voisinage de son bord supérieur, deux cylindres ou rouleaux 94 sur lesquels est enfilée une feuille ou un film 96 de forme cylindrique, de façon à former une bande sans fin que l'on peut déplacer dans un sens ou dans l'autre comme indiqué par la double flèche 98 au moyen d'un actionneur 100 du type à galet ou rouleau de friction. La feuille ou le film cylindrique est formé d'au moins deux tronçons raccordés bout à bout qui ont des propriétés optiques différentes dans le spectre vi10 Bible et/ou dans l'infrarouge. Le module selon l'invention peut donc avoir, pour un observateur extérieur, une couleur ou une autre dans le spectre visible et/ou un caractère réfléchissant ou émissif dans l'infrarouge, en fonction du déplacement 15 de la feuille ou du film 96 par l'actionneur 100. REVENDICATIONS1. Revêtement à propriétés optiques à variation commandée, caractérisé en ce qu'il est constitué d'au moins un module comprenant : - un support (10, 26, 40, 50, 70, 90) détermi- nant la forme et les dimensions du module, - au moins un élément mobile (18, 28, 46,...) porté ou guidé par le support et déplaçable entre au moins deux positions prédéterminées par rapport au sup10 port, - et au moins un actionneur (22) porté par le support et relié à l'élément mobile pour le déplacer entre les positions précitées, le module ayant des propriétés optiques différentes, de 15 couleur dans le spectre visible et/ou de réflectivité et d'émissivité dans le spectre infrarouge, selon que l'élément mobile est dans l'une ou l'autre des positions précitées. 2. Revêtement selon la revendication 1, carac20 térisé en ce que l'élément mobile (18, 46, ....) est, au moins en partie, masqué par le support (10, 40, 42,...) dans une des positions précitées et démasqué dans une autre de ces positions, ou inversement (le support étant au moins en partie masqué ou démasqué par l'élément mo- 25 bile), les propriétés optiques du module dans lesdites positions de l'élément mobile étant respectivement celles du support et celles de l'élément mobile ou des combinaisons des propriétés optiques du support et de celles de l'élément mobile. 30 3. Revêtement selon la revendication 1, carac- térisé en ce que l'élément mobile (28, 76, 96) comprend au moins deux parties qui ont des propriétés optiques différentes et qui sont visibles à tour de rôle sur le module quand l'élément mobile est déplacé d'une des posi- 35 tions précitées dans une autre de ces positions. 4. Revêtement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément mobile (18, 54) est déplaçable en translation perpendiculairement au support (10, 50). 5. Revêtement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément mobile (28, 76) est déplaçable en rotation autour d'un axe parallèle au support (26, 70). 6. Revêtement selon l'une des revendications 1 10 à 3, caractérisé en ce que l'élément mobile (46, 96) est déplaçable en translation parallèlement au support (40, 90). 7. Revêtement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément mobile est une plaque 15 (18) à structure en nid d'abeille, formée d'alvéoles ouverts et juxtaposés dont les parois (16) sont engagées et guidées en translation dans des fentes ou rainures (14) correspondantes d'une plaque (10) formant le support précité, ledit élément mobile étant déplaçable perpendicu- 20 lairement au support entre une position où la structure en nid d'abeille est introduite entièrement dans les fentes ou rainures (14) du support et une position où la structure en nid d'abeille est en saillie sur le support (10). 25 8. Revêtement selon la revendication 7, carac- térisé en ce que, dans le spectre infrarouge, le module est du type réfléchissant lorsque la structure (18) en nid d'abeille est introduite entièrement dans le support (10) et est du type émissif quand la structure (18) en 30 nid d'abeille est en saillie sur le support (10). 9. Revêtement selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que la hauteur de la structure (18) en nid d'abeille est de quelques millimètres. 10. Revêtement selon la revendication 1 ou 2, 35 caractérisé en ce que le module comprend une pluralité d'éléments mobiles (28), formés de lamelles parallèless'étendant au-dessus d'une plaque support (26) parallèlement à celle-ci et montées à rotation le long d'un de leurs bords longitudinaux entre deux positions à 180° l'une de l'autre, les deux faces des lamelles (28) ayant des propriétés optiques différentes. 11. Revêtement selon la revendication 10, caractérisé en ce que les lamelles (28) sont sensiblement jointives dans leurs positions précitées. 12. Revêtement selon la revendication 10 ou 10 11, caractérisé en ce que les lamelles (28) sont entraî- nées en rotation alternativement dans un sens et dans l'autre au moyen d'une courroie (34) passant sur les extrémités de leurs axes de rotation (30) et sur un moyen moteur (36, 38). 15 13. Revêtement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le module comprend deux séries de barrettes parallèles (42, 46) dont les unes sont fixes et portées par le support (40) et dont les autres sont déplaçables en translation dans une direction parallèle 20 au support (40) et perpendiculaire aux barrettes, pour alternativement apparaître entre les barrettes fixes (42) ou être alignées avec celles-ci, les barrettes (42, 46) et le support (40) ayant des propriétés optiques différentes. 25 14. Revêtement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le support est constitué d'une boîte plate (50) à couvercle transparent (52), qui est fermée et remplie d'une liquide coloré (62) et qui contient une plaque mobile (54) déplaçable entre le fond 30 (56) de la boîte et le couvercle (52) et ayant des propriétés optiques différentes de celles du liquide. 15. Revêtement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le module comprend une pluralité de prismes droits (76) à section triangulaire, disposés côte 35 à côte au-dessus d'une plaque support (70) parallèlement à celle-ci et montés à rotation autour de leurs axes lon-gitudinaux (74), les trois faces des primes ayant des propriétés optiques différentes. 16. Revêtement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le module comprend une feuille ou un film (96) formant une bande sans fin passant sur des rouleaux (94) portés par le support (90), la feuille ou le film (96) étant formé d'au moins deux tronçons successifs ayant des propriétés optiques différentes. 17. Revêtement selon l'une des revendications 10 précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de modules précités, juxtaposés entre eux.