Brevet FR2987459A1 — publié le 20130830

DISPOSITIF DE DECORATION DE TYPE CARRELAGE ET BRIQUE DE VERRE CHAMP D'APPLICATION DE L'INVENTION La présente invention concerne un dispositif mobilier ou immobilier pour la décoration murale ou pour une intégration dans le sol intégrant un dispositif optique dynamique dont la fonction est de susciter une interaction. L'invention peut-être utilisée comme élément architecturale comme élément immobilier (intégration dans le sol ou dans un mur), c'est-à-dire en tant que carrelage mural, brique de verre ou carrelage de sol, ou comme 10 élément mobilier (dalle pour une fixation à une vitrine ou une fixation temporaire au sol) Elle trouvera un intérêt notamment dans l'architecture des milieux publics : boutiques, stands, bureaux, restaurants etc. ETAT DE LA TECHNIQUE 15 Il existe des systèmes exploitant des lentilles de Fresnel en vue de produire des images en 3 dimensions. La plupart de ces systèmes se composent d'une source (un écran, une dalle OLED, un système de vidéo projection) et de plusieurs lentilles de Fresnel assemblées en double condenseur. Cette méthode permet de corriger les problèmes de distorsion causés par de simples lentilles positives. Ces montages imposent systématiquement une distance minimale entre les sources et les lentilles (au moins égale à la longueur 20 focale) de façon à ce que soit formée une image réelle non déformée. Ces assemblages ne rentrent pas dans le domaine d'application de la présente invention car ils imposent un encombrement spécifique non applicable pour les domaines visés par l'invention. Notamment les intégrations dans le sol sont standardisées pour des éléments dont l'épaisseur est de 10mni. L'objectif de l'invention est de s'insérer dans ce standard afin de couvrir un champ plus large d'applications. 25 11 existe par ailleurs des dispositifs employant des lentilles de Fresnel microstructurées pour diffuser de la lumière. Ces dispositifs ont pour fonction d'utiliser les lentilles de Fresnel comme réflecteur ou diffuseur et non en vue d'obtenir des effets visuels de nature interactifs. En outre, il existe une classe de dalle de Fresnel générant des distorsions sphériques, mais l'effet produit n'est pas optimal de sorte qu'il ne remplit pas l'objectif de l'invention, à savoir créer un effet accentué de sphère virtuelle en vue de susciter une interaction 30 au niveau d'un support mobilier ou immobilier intégré dans le sol ou dans un mur. La présente invention se propose de remédier à ces difficultés par la réalisation d'un dispositif décoratif d'épaisseur standard suscitant une interaction par la création d'un effet visuel tridimensionnel dynamique. 35 RESUME DE L'INVENTION Le dispositif selon l'invention comprend une dalle de Fresnel modifiée sur laquelle a été réalisé un traitement multicouche de diffusion inhomogène des faisceaux par effet de microrugosités (modèle scalaire et étude d'effet de pseudo périodicité), Une dalle source, une dalle protectrice, une armature et des composants pour l'interactivité telle par exemple une dalle tactile. Le dispositif présente l'intérêt d'être de faible épaisseur ce qui permet une intégration facilitée en réponse aux contraintes architecturales, particulièrement pour une application destinée au carrelage ou au cloisonnage (brique de verre) DESCRIPTION DETAILLEE DES CHAMPS D'APPLICATION DE L'INVENTION La présente invention est un élément de décoration mobilier ou immobilier pour une intégration dans le sol ou dans les murs. Elle a pour fonction de susciter une interaction avec des observateurs en générant un effet optique tridimensionnel dynamique. Dans sa réalisation, la présente invention consiste en un complexe formé de plusieurs dalles assemblées entre elles. L'assemblage est réalisé de façon à répondre aux contraintes finales d'intégration au sein d'installations 20 existantes. L'invention se rapprochera notamment du format d'un carrelage standard dont l'épaisseur est définie par des normes industrielles et commerciales. L'invention devra par ailleurs répondre à des contraintes mécaniques dès lors où elle est installée dans le sol en vue d'être piétinée par des passants. 25 L'invention pourra se caractériser selon les objets suivants : Un premier objet de la présente invention consiste en ce que les moyens pour la production d'une sphère virtuelle sont de type optiques et sont réalisés à partir d'une lentille de Fresnel modifiée, Un deuxième objet de l'invention consiste en que la dalle optique est un substrat de silicone formé 30 sur une dalle en verre servant de support, Un troisième objet de la présente invention consiste en ce qu'elle comprend une dalle source de lumière ou réfléchissante ou rétrodiffusante, Un quatrième objet de l'invention consiste en ce qu'elle comprend une feuille de matière déterminée par la matière de la dalle optique et de la dalle de protection et dont la fonction est de 35 supprimer la création d'anneaux de Newton, Un cinquième objet de la présente invention est caractérisé en ce que la dalle source peut-être une dalle OLED, TOLED (OLED transparent), LED, un miroir, une dalle de couleur type PMMA acrylique. Un sixième objet de la présente invention consiste en ce qu'elle comprend des capteurs caractérisés 40 par une dalle tactile ou des capteurs de mouvement, intégrés dans la dalle source et fonctionnant par exploitation de la dalle optique comme concentrateur de faisceaux , Un septième objet de l'invention consiste en ce que l'ensemble comprend des systèmes de transduction électromécanique en convertissant des vibrations en énergie électrique pour alimenter une dalle source. Un huitième objet de l'invention consiste en ce que l'élément source est un miroir ou une plaque réfléchissante et dont la fonction est de simuler l'effet d'un double condenseur, Un neuvième objet de la présente invention consiste en ce que l'assemblage des dalles se fait au moyen d'une cuvette soudée au laser sur la périphérie avec la dalle optique afin de garantir une étanchéité parfaite et un visuel propre' la matière de la cuvette étant choisis pour se souder avec le PMMA et pour fournir de bonnes qualités optiques de réflexion de la lumière, - Un dixième objet de la présente invention consiste en ce que la dalle de Fresnel reçoit l'application d'un traitement en couche mince dont la fonction est de moduler la diffusion optique, - Un onzième objet de la présente invention consiste en ce que l'on intercale une feuille de matière différente à la plaque de protection et à la dalle optique, il pourra s'agir à titre d'exemple d'une feuille en PVC, - Un douzième objet de la présente invention consiste en ce que l'on emploie une dalle hybride qui conjugue un effet photovoltaïque (conversion de la lumière en électricité) avec un effet de photoémission (conversion d'électricité en émission de lumière), il pourra s'agir d'une dalle disposant de propriétés organiques hybrides ou d'un multiplexage de 2 dalles (complémentaires) sur une seule dalle, Un treizième objet de la présente invention consiste en ce que la dalle de protection est un verre « intelligent » dont la propriété est de changer de teinte en fonction d'un paramètre physique comme l'éclairage ambiant, la température ou une champ électrique. La dalle de protection pourra en outre être couplée avec une dalle à cristaux liquides de façon par exemple (dans le cadre de l'application à une cloison) à être opaque ou transparente, - Un quatorzième objet de la présente invention consiste en ce que le dispositif selon l'invention est utilisé comme élément translucide, pour une intégration dans le sol ou au mur comme élément de cloison ou comme brique de verre. Le dispositif laisse la lumière passer selon ses deux faces. Un quinzième objet de la présente invention consiste en ce que dans le cas d'une application translucide il peut comprendre de façon supplémentaire une dalle à cristaux liquides pour bloquer ou laisser passer la lumière sous l'action d'une tension électrique, Un seizième objet de la présente invention consiste en ce que dans le cas d'une application translucide il peut comprendre de façon supplémentaire un miroir sans tain, - Un dix septième objet de la présente invention consiste en ce que dans le cas d'une application translucide il peut comprendre de façon supplémentaire un miroir sans tain couplé avec une dalle à cristaux liquide de sorte que le dispositif selon l'invention se comporte tantôt comme un miroir (dalle cristaux liquide bloquante) ou tantôt comme un élément de cloison translucide (dalle à cristaux liquide passante) En se référant aux figures, le dispositif selon l'invention comprend : - Une dalle de Fresnel modifiée 1 - Une dalle source 2, - Une dalle de protection 11 - Une armature 12 Les faisceaux incidents 3 illuminent la dalle 2 qui réfléchit les faisceaux 3a et 3b. Ces derniers sont réfractés 5 par la dalle 1 (faisceaux 8 a et 8b) d'axe optique de révolution 6 de façon à former une sphère virtuelle 4 délimitée par un cône de diffusion de sommet 10. La dalle 1 est revêtue d'un traitement en couche mince 13 dont la fonction est de modifier la diffusion des faisceaux. Les microrugosités induites sont de nature pseudo périodiques et ont pour rôle d'augmenter le contraste de diffusion (effet « Glow ») du cône 10. Notamment par conjugaison avec la structure périodique 10 de la dalle. Une méthode d'étude de la diffus ion est la méthode scalaire. Cette méthode est cependant pas totalement applicable pour une projection de silicone sur verre (polymérisation sur verre par moulage et masque) Les microstructures forment des prismes organisés en cercles concentriques (optique de Fresnel) Un écart typique des cercles de section prismatique (Facet spacing) est de l'ordre de 0.5 mm. La dalle 1 est placée de sorte que ses microstructures 5 soient opposées à l'observateur 7. Seules les 15 faisceaux émergeants internes au cône de sommet 10 sont visible par l'observateur 7. Les autres faisceaux sont diffusés de façon gaussien (i.e indicatrice de diffusion) par la dalle 1 de façon à former une diffusion de couleur blanchâtre. Selon différents modes de réalisation, la dalle source 2 consistera en : 20 Une dalle source 2 qui pourra être une dalle de réflexion de la lumière (dalle en PMMA coulé), une dalle en acier, exemple acier EZ ou inoxydable (ou tout autre métal protégé de l'oxydation) avec un revêtement comme une peinture liquide, époxy ou polyester, une dalle d'émission d'une information telle une dalle OLED (Organic Light-Emitting Diode), TOLED (Transparent OLED), une dalle de couleur, une dalle réfléchissante tel un miroir, une dalle hybride solaire et d'émission de lumière. L'utilisation d'une dalle 25 réfléchissante permet d'accroître de façon significative l'effet de sphère 4 puisqu'il simule optiquement un double condenseur. En outre l'utilisation d'un afficheur OLED a pour fonction d'afficher des informations lumineuses accentuant l'effet de sphère. La dalle 2 pourra être connectée à d'autres supports de l'invention pour créer une interactivité de complexité variable en liaison avec le phénomène optique tridimensionnel faisant office 30 d'interface visuelle principale d'accroche. Selon un premier mode de réalisation, la dalle 1 est réalisée en PMMA (Polyméthacrylate) dont l'intérêt est d'offrir une excellente transmission dans le domaine optique visible. Selon un second mode de réalisation la dalle optique 1 est réalisée au moyen d'une projection d'un masque 35 de silicone sur une dalle en verre trempé. La dalle en verre fait office de matrice de pose. L'intérêt de ce mode de réalisation est de supprimer les effets d'interférence secondaires (irisation, taches de condensation) créés par contraintes des matériaux (sous l'action de pression) Le piétinement des passant a en effet pour conséquence de créer des pressions qui rendent inhomogènes les contraintes au niveau de l'interface entre la dalle en PMMA 1 et la dalle de protection 11. 40 Une dalle protectrice 11 peut consister en une dalle en verre minéral (plus résistant à l'abrasion qu'un verre organique) L'armature 12 peut consister à titre d'exemple non limitatif d'une coque en acier (EZ ou acier galvanisé) ou d'une coque en résine dont la fonction est de maintenir solidaire et étanche les éléments de l'invention. Dans 5 le cas d'une coque en PMMA ou en PVC, une soudure laser (ou une soudure ultra son moins onéreuse) peut-être réalisée avec la dalle 1 afin de réaliser une étanchéité. La contrainte d'étanchéité étant essentielle pour satisfaire une intégration dans le sol ou dans des murs exposés à des projections d'eau. En effet, les projection d'eau ne sont pas volatiles dès lors d'un contact avec les microstructures : il y a altération du traitement de surface permettant d'améliorer l'effet de sphère 4. Par ailleurs les microstructures ont 10 l'inconvénient de capter plus facilement les phénomènes de condensations et les poussières (effet de pointe) Dans le cas d'une dalle en verre 11 sur laquelle est projetée une structure de silicone (de type Fresnel 1) l'étanchéité est assuré par un fil de colle UV ou de colle bicomposant à la jonction métal (de l'armature 12) et du verre 11. L'inconvénient de cette méthode étant sa fiabilité qui est moins bonne. En outre l'utilisation de 15 la dalle en verre combinée d'un substrat de silicone permet d'éliminer des effets de rémanence d'anneaux de Newton (qui peuvent se maintenir dans le temps dans le cadre de l'invention) L'étanchéité est par ailleurs une condition importante car l'intégration du procédé en tant qu'élément mobilier ou immobilier impose une résistance dans le temps aux phénomènes de condensation. Ces 20 contraintes imposent un mode d'assemblage précis décrit par la présente invention. Le dispositif selon l'invention peut comprendre en outre les éléments suivants : - Une dalle tactile, par exemple une dalle capacitive projetée - Un transducteur électromécanique des vibrations pour alimenter par exemple une dalle de type OLED 25 - Un miroir - Une dalle à cristaux liquide - Un dalle source translucide - Une dalle source semi réfléchissante - Une dalle source de type OLED ou TOLED 30 - Une dalle source hybride photovoltaïque couplée avec une propriété d'émission de lumière par action d'un champ électrique Selon un mode particulier de réalisation, l'invention comprend une dalle source 2 reliée à une dalle tactile (ou intégrant une dalle tactile si il s'agit d'un système hybride) Le rôle de la dalle tactile est de coordonner la pression de l'utilisateur (piétinement) en envoyant une information à la dalle source 2. La dalle tactile sert de 35 relais dans l'interaction entre le passant et la sphère virtuelle 4 lorsque le passant exerce une pression sur la dalle de protection 11. L'invention pourra selon un mode particulier de réalisation être appliquée pour réaliser un élément de cloison translucide. Cet élément de cloison pourra consister en une brique de verre comportant les éléments suivants (Fig.4) : deux ensemble précédemment décrit mais se faisant face et constituant un tout translucide (visibilité de chaque face par les observateur 7 et passage de la lumière de part et d'autre. Dans cet assemblage, les dalles optiques la et lb sont assemblées les spires (faces microstructurées) se faisant face. 2 verres de protection 1 1 a et 1 lb sont solidaires des dalles optiques de part et d'autres. Les dalles optiques la et lb prennent en sandwich selon plusieurs variantes : - Une dalle source transparente ; - Une dalle source OLED, TOEL ou hybride - Une dalle source précédemment décrite associée un une dalle à cristaux liquide commandée par une tension électrique en vue de moduler l'opacité de l'ensemble, - Une dalle semi réfléchissante (de type miroir sans tain) qui associé à la dalle à cristaux liquide permet une 10 commutation de l'état miroir vers l'état transparent au moyen de la dalle à cristaux liquide.