Brevet FR3004400A1 — publié le 20141017

DISPOSITIF D'ECLAIRAGE ET/OU DE SIGNALISATION EQUIPE D'UN AVERTISSEUR SONORE La présente invention concerne un dispositif d'éclairage et/ou de 5 signalisation équipé d'un avertisseur sonore. Elle s'applique notamment à un véhicule équipé d'une chaîne de traction silencieuse et notamment pour un véhicule automobile équipé d'une chaîne de traction électrique tel qu'un véhicule électrique ou un véhicule hybride roulant en mode électrique, ou encore un véhicule à chaîne de traction thermique mais 10 dont le niveau sonore est inaudible en roulage, ou à l'arrêt (fonctionnement en mode Stop-and Start par exemple). Plus particulièrement, l'avertisseur destiné à signaler aux personnes extérieures au véhicule, par exemple les usagers de la route tels que des piétons, des cyclistes, ..., que le véhicule est en approche. 15 Par exemple, lorsqu'un véhicule équipé d'une chaîne de traction hybride roule en mode électrique, il est beaucoup plus silencieux que s'il était en traction purement thermique. Ainsi, ce véhicule représente, dans ce mode de fonctionnement, un danger potentiel pour les piétons situés à proximité de ce véhicule en mouvement. 20 Concernant les véhicules équipés d'un dispositif du type « Stop and Start » : lorsque le moteur thermique est momentanément arrêté, par exemple lorsque le véhicule est arrêté pour déposer une personne, il est également avantageux d'informer les piétons à proximité du véhicule, et plus particulièrement les piétons souhaitant passer devant ce véhicule, que ce 25 véhicule est en arrêt temporaire et peut démarrer dans l'instant. Les piétons s'attendent en effet à ce que le conducteur tourne la clé de contact et mette en route le moteur, et peuvent ainsi sous estimer la capacité du véhicule à démarrer et donc à représenter un danger. On connaît notamment du document JP2005343360, un véhicule 30 hybride ou électrique équipé d'un avertisseur sonore implanté dans le bloc avant du véhicule et disposé de manière à favoriser l'émission du son vers l'extérieur du véhicule tout en limitant celui entrant dans l'habitacle. Un type d'avertisseur sonore, connu sous l'appellation AVAS (Approaching Vehicle Audible System) est apte à générer un son continu avertissant de l'arrivée du véhicule. Ce type d'avertisseur intègre un circuit électronique de commande et un 5 haut-parleur. Pour des questions de design, il doit être implanté sous le capot moteur. Cependant, le compactage du compartiment moteur et les contraintes de chocs rendent difficile cette implantation. La présente invention a notamment pour but de remédier à ces 10 inconvénients. A cet effet, elle propose un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation comportant au moins une source lumineuse et un élément de protection de la source lumineuse, transparent pour le flux lumineux émis par la source lumineuse, caractérisé en ce que l'élément de protection comprend un 15 matériau transparent apte à être traversé par le flux lumineux, et apte à émettre un signal sonore quand il est soumis à un champ électrique. Selon une caractéristique, le matériau transparent recouvre au moins partiellement l'élément de protection. Selon une autre caractéristique, le matériau transparent définit l'élément 20 de protection. Selon une autre caractéristique, la source lumineuse et le matériau transparent partagent les mêmes ressources d'alimentation électrique. Selon une autre caractéristique, le matériau transparent comprend une couche ayant des propriétés piézoélectriques définissant une couche 25 piézoélectrique, deux couches conductrices prenant en sandwich la couche piézoélectrique, et deux électrodes, disposées respectivement sur les deux couches conductrices et aptes à former un champ électrique entre les deux couches conductrices pour exciter la couche piézoélectrique. Selon une autre caractéristique, l'ensemble des couches et électrodes 30 est recouvert d'une couche de protection, apte à rigidifier cet ensemble. Selon une autre caractéristique, l'ensemble des couches et électrodes est disposé sur une ossature de rigidification. Selon une autre caractéristique, le matériau transparent est un fluoropolymère thermoplastique de type PVDF. La présente invention a pour autre objet, un véhicule, notamment véhicule automobile, équipé d'un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation tel 5 que défini ci-dessus. Le dispositif selon l'invention présente l'avantage d'être peu encombrant et de s'intégrer facilement à un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation de véhicule. La mutualisation les fonctions d'éclairage et de signalisation avec celle 10 de l'avertissement sonore est un autre des avantages de la présente invention. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, d'un exemple de mise en oeuvre non limitatif, faite en référence aux figures annexées dans lesquelles : 15 - la figure 1 est une vue en coupe d'un projecteur avant d'un véhicule, selon l'état de l'art ; - la figure 2 représente une vue de face d'un haut-parleur de l'état de l'art utilisant un film PVDF ; - la figure 3 représente une vue en coupe du haut-parleur de la figure 20 3 ; - les figures 4a et 4b représentent respectivement un premier mode de réalisation et une variante de ce premier mode de réalisation d'un avertisseur sonore selon l'invention ; et - les figures 5 et 6 représentent respectivement des deuxième et 25 troisième modes de réalisation d'un avertisseur sonore selon l'invention. La présente invention exploite avantageusement les propriétés d'un matériau PVDF (PolyVinylidene FluoriDe ou Polyfluorure de vinylidène) pouvant se présenter sous la forme d'un film. 30 Dans la description qui suit, on utilisera indifféremment les termes film PVDF, couche PVDF ou l'acronyme PVDF seul, pour désigner ce matériau PVDF. La notion de film sous-entend plutôt que le matériau est destiné à être rapporté (collé) sur une surface alors que le terme couche sous-entend que le matériau est moulé, injecté ou soudé avec d'autres couches adjacentes. Le film PVDF peut être néanmoins recouvert d'une couche de protection. Le PVDF est un fluoropolymère thermoplastique très résistant. A l'instar des autres fluoropolymères, il supporte les rayons ultraviolets et les agents chimiques les plus corrosifs. Son intervalle de température d'emploi en continu varie de -50°C à 150°C. Les applications du PVDF sont multiples. Parmi ses nombreuses applications, on peut citer le domaine de la pêche dans la fabrication des bas de lignes solides et performants. Remplaçant avantageusement les fils d'aciers, son indice de réfraction, très proche de celui de l'eau, lui procure une quasi-invisibilité (transparence). Sa résistance est supérieure aux fils en acier grâce à une parfaite imperméabilité (anticorrosion). De plus, il amortit les chocs et bénéficie d'une excellente résistance à l'abrasion. Le PVDF possède également des propriétés piézoélectriques. Les propriétés piézoélectriques des polymères PVDF sont connues depuis les années 1970. Selon la structure de la maille cristalline et lorsqu'il est soumis à un champ électrique, le PVDF se comporte comme un polymère ferroélectrique présentant des propriétés piézoélectriques et pyroélectriques. Il est ainsi appliqué pour la réalisation de haut-parleurs plats en remplaçant la bobine et l'aimant par une membrane de PVDF. On a représenté schématiquement en coupe sur la figure 1, un projecteur de véhicule automobile conforme à un art antérieur classiquement connu. Ce projecteur comporte un réflecteur 1 qui supporte une ou plusieurs sources lumineuses 2 et qui est monté dans un boîtier 3 fermé de façon étanche par un élément de protection transparent à la lumière telle qu'une vitre, communément désigné par le terme «glace » 4. D'autres éléments peuvent également être montés dans le boîtier, par exemple un enjoliveur ou masque 5. La figure 2 est une vue de face d'un haut-parleur film 100 tel que divulgué dans le document EP2355545, et la figure 3 est une vue en coupe du haut-parleur film 100 de la figure 2. Comme illustré sur les figures 2 et 3, le haut-parleur film 100 comprend 5 une couche piézoélectrique 102, des couches conductrice supérieure et inférieure 104a et 104b formées respectivement sur les surfaces supérieure et inférieure de la couche piézoélectrique 102, des électrodes supérieure et inférieure 106a et 106b formées pour s'étendre le long des bords des couches conductrices supérieure et inférieure 104a et 104b, et un connecteur électrique 10 200 connecté aux électrodes supérieure et inférieure 106a et 106b. Le connecteur 200 est connecté aux électrodes supérieure et inférieure 106a et 106b et comprend une première partie d'extrémité 210, une seconde partie d'extrémité 220. Une première interconnexion 212 est formée sur la première partie d'extrémité 210 et une seconde interconnexion 222 est formée 15 sur la seconde partie d'extrémité 220. La couche piézoélectrique PVDF 102 utilise un phénomène d'effet piézoélectrique inverse d'un élément piézoélectrique. Selon le phénomène d'effet piézoélectrique inverse, si une tension haute fréquence est appliquée sur une plaque cristalline ayant la propriété piézoélectrique, la plaque se dilate 20 et se contracte périodiquement, et dans ce cas, en faisant correspondre la fréquence de la tension à la fréquence propre de la plaque, la plaque oscille fortement par résonance pour générer un son. Les couches conductrices 104a et 104b fournissent une tension à la couche piézoélectrique 102. Les couches conductrices 104a et 104b peuvent 25 être formées, par exemple, de polymères conducteurs, et en raison de cette caractéristique, la tension appliquée extérieurement peut être uniformément fournie à l'ensemble de la couche piézoélectrique 102. Dans ce cas, les couches conductrice 104a et 104b peuvent être formées sur les deux surfaces de la couche piézoélectrique 102, par exemple, 30 en répartissant les polymères conducteurs. Une des couches conductrices 104a ou 104b est connectée à une anode de l'électrode de puissance 106, tandis que l'autre couche conductrice 104b ou 104a est reliée à une cathode de l'électrode de puissance 106. En conséquence, le potentiel électrique est formé entre les deux couches conductrices 104a et 104b et une tension peut être fournie à la couche piézoélectrique 102. L'électrode 106 fournit la puissance aux couches conductrices 104a et 5 10'b. L'électrode 106, par exemple, peut être formée par sérigraphie, dépôt de pâte d'argent conductrice, d'encre, ... le long des bords des couches conductrices 104a et 104b. L'invention consiste à utiliser les caractéristiques de transparence, d'effet piézoélectrique, de résistance, de flexibilité et de tenue en température des 10 polymères PVDF pour réaliser une fonction d'un avertisseur sonore de type AVAS. L'invention mutualise par ailleurs, de manière avantageuse, la fonction d'avertisseur sonore avec celle de l'éclairage et/ou de la signalisation du véhicule : projecteurs, feux de signalisation avant arrière, clignotants, 15 répétiteurs de clignotants, troisième feux stop, feux de recul, etc. Les moyens d'éclairage et/ou de signalisation d'un véhicule sont particulièrement adaptés pour supporter une fonction d'avertisseur sonore utilisant un PVDF. En effet, de par leur implantation à l'extérieur du véhicule, ils sont 20 capables de diffuser un signal sonore audible sur le tout le périmètre proche autour du véhicule. Ils disposent par ailleurs d'une interface de connexion électrique apte à être mutualisée avec le PVDF pour son alimentation électrique, et offrent de plus une surface apte à supporter et/ou intégrer un film ou une couche de 25 matériau PVDF. D'une manière avantageuse, le PVDF peut remplacer tout ou partie de la glace des moyens d'éclairage et/ou de signalisation généralement réalisée dans un matériau thermoplastique. Qu'il soit déposé sous la forme d'un film sur la glace ou constituant lui-30 même la glace ou une partie de la glace, le PVDF ne change rien à l'architecture du moyen d'éclairage et/ou de signalisation : on a toujours un boîtier support, une lampe, un réflecteur et une glace de protection. Le design du moyen d'éclairage et/ou de signalisation reste inchangé ainsi donc que le design général du véhicule. Différents modes de réalisation d'un moyen d'éclairage et/ou de signalisation équipé d'un avertisseur sonore selon l'invention, sont illustrés par 5 les figures 4 à 6. Sur ces figures, pour chaque mode de réalisation, on a représenté schématiquement une vue en coupe de la glace d'un projecteur avant d'un véhicule automobile. Les électrodes 106a et 106b sont positionnées de préférence à la 10 périphérie de la couche piézoélectrique 102. Les deux faces des couches conductrices sont elles-mêmes recouvertes d'une couche de protection par exemple en PET (PolyEthylene Terephthalate) non représentée. Dans un premier mode de réalisation, illustré à la figure 4a, un film PVDF 500a est directement collé sur toute la surface externe ou la périphérie 15 de la glace 4 du projecteur et recouvre la totalité de la glace 4. Dans une variante, illustrée à la figure 4b, le film PVDF 500b recouvre partiellement la surface externe de la glace 4 dans une zone correspondant sensiblement à la zone de la glace 4 qui est traversée par les rayons lumineux. Le film peut être également déposé sur un autre support transparent du 20 projecteur tel qu'un masque disposé entre la glace et la source lumineuse du projecteur. Il peut être encore déposé sur un support transparent d'un autre moyen d'éclairage ou de signalisation du véhicule disposant d'une connexion électrique. 25 Dans les deuxième et troisième modes de réalisation, illustrés respectivement par les figures 5 et 6, le film PVDF et ses couches protectrices définissent la glace elle-même. Dans le mode de réalisation de la figure 5, l'épaisseur des couches du PVDF 600 est adaptée en fonction du besoin de rigidité/tenue mécanique de la 30 fonction glace 4 mais aussi de la prestation acoustique recherchée. Cette épaisseur peut être différente pour une même pièce en fonction du design recherché : l'épaisseur du film PVDF 600 /glace 4 pourra être choisie plus importante (renforcée) au niveau des arêtes et des fortes courbures et moins importante au niveau de certaines zones planes afin de favoriser la fonction acoustique. Les zones renforcées d'épaisseur plus importantes sont symbolisées sur 5 la figure 5 par des accumulations de points. On peut avantageusement épaissir les couches de protection en PET. Dans le mode de réalisation de la figure 6, le PVDF 700 et ses couches de protection, sont obtenus par injection, moulage, soudage ou tout autre procédé permettant de coller ou souder un film PVDF et ses couches de 10 protection, préalablement mis en forme, sur un squelette ou ossature mécanique 710, réalisée dans matériau thermoplastique transparent à la lumière. Le film PVDF complexe ainsi réalisé assure la fonction « haut-parleur » en générant un son directement vers l'extérieur du véhicule. Sa position très à 15 l'extérieur du véhicule (à l'avant du véhicule s'agissant d'un projecteur) et sans obstacle pour la propagation du son, assure un rendement optimal pour la fonction avertisseur sonore sans altérer le flux lumineux provenant de ou des sources d'éclairage des moyens d'éclairage et/ou de signalisation. Pour les règles de dimensionnement du film PVDF, on pourra se référer 20 utilement au document intitulé : Piezoelectric Polymer Speakers, Application Note 1242138 (1 Aug 90 Rev A), publié par la société Measurement Specialties. REVENDICATIONS1. Dispositif d'éclairage et/ou de signalisation comportant au moins une source lumineuse (2) et un élément de protection (4) de la source lumineuse (2), transparent pour le flux lumineux émis par la source lumineuse (2), caractérisé en ce que l'élément de protection (4) comprend un matériau transparent (102) apte à être traversé par le flux lumineux, et apte à émettre un signal sonore quand il est soumis à un champ électrique. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau transparent (102) recouvre au moins partiellement l'élément de protection (4). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau transparent (102) définit l'élément de protection (4). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la source lumineuse (3) et le matériau transparent (102) partagent les mêmes ressources d'alimentation électrique. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau transparent comprend une couche ayant des propriétés piézoélectriques définissant une couche piézoélectrique (102), deux couches conductrices (104a et 104b) prenant en sandwich la couche piézoélectrique (102), et deux électrodes (106a, 106b) disposées respectivement sur les deux couches conductrices (104a,104b) et aptes à former un champ électrique entre les deux couches conductrices (104, 104b) pour exciter la couche piézoélectrique (102).30 6. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'ensemble des couches (102, 104) et électrodes (106) est recouvert d'une couche de protection, apte à rigidifier cet ensemble. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'ensemble des couches (102, 104) et électrodes (106) est disposé sur une ossature de rigidification. 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau transparent est un fluoropolymère thermoplastique de type PVDF. 9. Véhicule, notamment véhicule automobile, équipé d'un dispositif d'éclairage et/ou de signalisation conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.