Brevet FR3062348A1 — publié le 20180803

"PLANCHE DE BORD D'UN VEHICULE, NOTAMMENT AUTOMOBILE" [1] L'invention concerne une planche de bord d'un véhicule, notamment automobile, pourvue d'un revêtement de surface limitant la réflexion de lumière visible provenant soit de l'extérieur du véhicule (lumière du soleil), soit de l'intérieur du véhicule (lumière de l'habitacle), et se réfléchissant sur la planche de bord dans le pare-brise en direction du conducteur. [2] Il est connu du document US 5,760,122 une planche de bord pourvue d'un revêtement de surface comprenant un film de résine synthétique transparente contenant une suspension d'une part de particules de silice dont le diamètre moyen est inférieur à deux micromètres et d'autre part de particules de résine synthétique dont le diamètre est compris entre huit et cinquante micromètres. Les particules de silice permettent de diminuer la réflexion des rayons de lumière visible incidents selon un angle de soixante degrés par rapport à la normale au revêtement de surface, tandis que les particules de résine permettent de diminuer la réflexion des rayons de lumière visible incidents selon un angle de quatre-vingt-cinq degrés par rapport à la normale au revêtement de surface. [3] Cependant, la fraction de lumière visible qui n'est pas réfléchie par le revêtement est absorbée par les particules de ce revêtement. Il en résulte un échauffement indésirable de la planche de bord. En outre, puisque le revêtement absorbe une partie du rayonnement visible, l'aspect de la planche de bord est particulièrement sombre. [004] La présente invention a pour but de pallier les inconvénients ci-dessus de l'art antérieur. [005] Pour atteindre ce but, l'invention concerne une planche de bord d'un véhicule, notamment automobile, pourvue d'un revêtement de surface comprenant au moins une couche d'épaisseur constante en matériau transparent et contenant une dispersion de nanoparticules adaptées pour que la quantité de lumière visible rétrodiffusée vers le pare- brise par le revêtement dans un cône de révolution d'angle déterminé et d'axe de révolution perpendiculaire à un plan dans lequel s'étend le revêtement corresponde à une fraction déterminée de la quantité de lumière visible incidente sur le revêtement, les nanoparticules étant des nano-tiges orientées selon une même direction par rapport au plan dans lequel s'étend le revêtement pour permettre la diffusion de lumière visible 3062348 2 incidente dans le revêtement au moins selon des directions parallèles au plan dans lequel s'étend le revêtement. [006] Selon une autre particularité, les nano-tiges sont cylindriques et orientées perpendiculairement au plan dans lequel s'étend le revêtement. 5 [007] Selon une autre particularité, les nano-tiges sont réalisées dans un matériau dont l'indice de réfraction est supérieur ou égal à 2,5, notamment en phosphure de gallium, ont un diamètre compris entre soixante et cent nanomètres et une longueur comprise entre trois cents et cinq cents nanomètres. [8] Selon une autre particularité, l'angle déterminé du cône de révolution est compris 10 entre cinquante et soixante-dix degrés. [9] Selon une autre particularité, la quantité de lumière rétrodiffusée vers le pare- brise dans le cône de révolution correspond à une fraction de la quantité de lumière visible incidente sur la dispersion de nanoparticules du revêtement comprise entre 0,2 et 1,5 pour cents, préférentiellement de l'ordre de 0,5 pour cent. 15 [0010] Selon une autre particularité, le taux de remplissage surfacique de nano-tiges dans la couche correspondante du revêtement est compris entre un et cinquante pour cents. [0011] Selon une autre particularité, le revêtement comprend plusieurs couches transparentes superposées parmi lesquelles : 20 - Une première couche recouvrant directement la surface de la planche de bord du véhicule ; - Une deuxième couche comprenant les nano-tiges et recouvrant la première couche ; - Une troisième couche traitée antireflet pour diminuer la réflexion spéculaire à 25 l'interface entre l'air et cette troisième couche ou contenant une dispersion de nano-tiges, la troisième couche recouvrant la deuxième couche ; de sorte que la lumière visible incidente perpendiculaire au plan dans lequel s'étend le revêtement soit diffusée majoritairement dans la première couche et que la lumière visible 3062348 3 incidente de manière oblique par rapport au plan dans lequel s'étend le revêtement soit diffusée majoritairement à l'extérieur du revêtement et parallèlement au plan des couches. [0012] Selon une autre particularité, la planche de bord comprend au moins une couche supplémentaire contenant également une dispersion de nano-tiges et interposée entre la 5 première couche et la deuxième couche ou entre la deuxième couche et la troisième couche. [0013] Selon une autre particularité, le matériau transparent formant la ou les couches du revêtement a un indice de réfraction compris entre 1 et 1,6. [0014] L'invention concerne également un véhicule automobile comprenant une planche 10 de bord telle que décrite précédemment. [0015] L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lequel : 15 La figure 1 représente une vue en coupe d'une partie d'une planche de bord et d'un pare-brise d'un véhicule de l'art antérieur et illustrant la réflexion de la lumière visible incidente sur la planche de bord et le pare-brise en direction du conducteur ; - La figure 2 représente une vue en coupe d'une partie de la planche de bord selon l'invention pourvue d'un revêtement de surface contenant des nano-tiges ; 20 La figure 3 représente la planche de bord de la figure 2 illustrant la diffusion de la lumière visible dans le revêtement lorsque la lumière incidente est normale au revêtement ; La figure 4 représente la planche de bord de la figure 2 illustrant la diffusion de la lumière visible dans le revêtement lorsque la lumière incidente est oblique au 25 revêtement. [0016] Un véhicule automobile connu en soi comprend une planche de bord 1 et un pare-brise 7. [0017] Comme représenté sur la figure 1, la lumière visible incidente RI traversant le pare-brise 7 depuis l'extérieur du véhicule va venir se réfléchir sur la surface de la planche 3062348 4 de bord 1 du véhicule. Les rayons lumineux sont réfléchis par la surface de la planche de bord dans toutes les directions, y compris selon une direction sensiblement perpendiculaire au plan dans lequel s'étend la planche de bord 1. Ces rayons réfléchis RR perpendiculairement au plan de la planche de bord 1 vont à leur tour se réfléchir contre la 5 surface du pare-brise 7 du véhicule et se diriger vers le conducteur du véhicule, plus précisément dans la ligne de vue LV de ce dernier. [0018] Le résultat de cette réflexion parasite RP est que le conducteur est gêné voire même ébloui par l'image de la planche de bord 1 dans le pare-brise 7 du véhicule. [0019] En référence aux figures 2 à 4, la planche de bord 1 d'un véhicule automobile 10 pourvue d'un revêtement de surface 2 selon l'invention va maintenant être décrite. Ce revêtement 2 a notamment pour but de supprimer cette réflexion parasite gênante pour la conduite du véhicule. [0020] Le revêtement de surface 2 recouvrant la planche de bord 1 est sensiblement plan, et comprend au moins une couche 3 d'épaisseur constante en matériau transparent, 15 par exemple un polymère, du verre, ou un matériau vitreux produit par un procédé du type solution-gélification. La couche 3 contient une dispersion de nanoparticules dont le rôle sera précisé plus loin. Dans le cas d'un tel matériau vitreux, une méthode de dépôt du type enduction centrifuge, ou « spin coating » en anglais, peut être avantageusement utilisée, ce qui permet de réaliser à faible coût de larges surfaces de matériau, typiquement de 20 quelques centimètres carrés jusqu'à un mètre carré. Une autre méthode consiste en la fabrication d'un film colloïdal ou encore en un report d'une couche obtenue par pelage. [0021] Dans le mode de réalisation qui va être présenté ci-après, le revêtement de surface 2 comprend préférentiellement trois couches distinctes 3, 5, 6, chacune ayant une épaisseur comprise entre cinquante nanomètres et cent micromètres. La première couche 25 5 est destinée à recouvrir directement la surface de la planche de bord 1 du véhicule, son épaisseur constante pouvant être relativement faible, c'est-à-dire de l'ordre de cent nanomètres. [0022] La deuxième couche 3 du revêtement 2 recouvre la première couche 5. Cette deuxième couche 3 contient la dispersion de nanoparticules qui sont des nano-tiges, 30 préférentiellement des nano-tiges cylindriques 4, que l'on a fait croitre selon un procédé connu sur la première couche 5 du revêtement 2, cette première couche 5 faisant alors office de substrat de croissance des nano-tiges 4. De manière alternative, les nano-tiges 3062348 5 peuvent être réalisées par gravure de cette première couche 5 faisant office ce substrat. Une fois les nano-tiges 4 réalisées, le matériau transparent de la deuxième couche 3 est déposé sur la première couche 5, par exemple selon un procédé de dépôt du type enduction centrifuge, de sorte que les nano-tiges 4 soient totalement emprisonnées dans 5 le matériau transparent de la seconde couche 3. En outre, les nano-tiges 4 sont orientées dans une même direction par rapport au plan dans lequel s'étend le revêtement de surface 2 de la planche de bord 1, et préférentiellement perpendiculairement à ce plan. [0023] Les nano-tiges 4 sont réalisées dans un matériau dont l'indice de réfraction est supérieur à 2,5, de préférence en phosphure de gallium, mais d'autres matériaux du type 10 semi-conducteurs, comme le silicium ou l'arséniure de gallium, ou du type diélectrique denses, comme le dioxyde de titane ou le nitrure de silicium, sont possibles. En outre, les nano-tiges présentent un diamètre compris entre soixante et cent nanomètres, préférentiellement de l'ordre de quatre-vingt nanomètres. En outre, la longueur des nanotiges 4 est comprise entre quatre cents et cinq cents nanomètres, préférentiellement de 15 l'ordre de quatre cents cinquante nanomètres. Enfin, le taux de remplissage surfacique de nano-tiges 4 dans la deuxième couche 3 est compris entre un et cinquante pour cents, préférentiellement entre cinq et dix pour cents. Par taux de remplissage surfacique, on entend le rapport entre la somme des sections transversales des nano-tiges 4 et la surface totale de la deuxième couche 3. La deuxième couche 3 a quant à elle une épaisseur 20 supérieure à la longueur des nano-tiges, et est comprise entre un et cent micromètres. [0024] Les nano-tiges 4 dispersées dans la deuxième couche 3 sont adaptées pour que la quantité de lumière visible rétrodiffusée vers le pare-brise 7 par le revêtement de surface 2 dans un cône de révolution d'angle déterminé et d'axe de révolution perpendiculaire au plan dans lequel s'étend le revêtement 2 corresponde à une fraction 25 déterminée de la quantité de lumière visible incidente RI sur le revêtement 2. En particulier, lorsque les nano-tiges 4 présentent les caractéristiques de taille, composition et dispersion telles que décrites ci-dessus, l'angle déterminé du cône est compris entre cinquante et soixante-dix degrés, et préférentiellement de l'ordre de soixante degrés. En outre, la quantité de lumière rétrodiffusée vers le pare-brise 7 dans le cône de révolution 30 correspond à une fraction de la quantité de lumière visible incidente RI sur le revêtement 2 comprise entre 0,2 et 1,5 pour cents, préférentiellement de l'ordre de 0,5 pour cent. [0025] En outre, ces mêmes caractéristiques de taille, composition et dispersion telles que décrites ci-dessus des nano-tiges permettent la diffusion de lumière visible RD dans le 3062348 6 revêtement. En particulier, tout rayon de lumière visible incident RI arrivant perpendiculairement au plan dans lequel s'étend le revêtement 2 sera diffusé majoritairement dans la première couche 5 du revêtement 2, et tout rayon de lumière visible incident RI arrivant de manière oblique par rapport au plan dans lequel s'étend le 5 revêtement 2 est majoritairement diffusé dans ce plan, en particulier de manière rasante par rapport au plan des couches et à l'extérieur du revêtement 2. La lumière visible n'est donc pas absorbée de manière significative par le revêtement 2 de la planche de bord 1 ni par cette dernière. De la sorte, la température de la planche de bord 1 est indépendante de la quantité de lumière incidente RI arrivant sur la planche de bord 1. En outre, il est 10 possible d'utiliser n'importe quelle couleur pour la planche de bord 1 sans que cela nuise à l'efficacité du revêtement de surface 2. [0026] Le revêtement de surface 2 comprend également une troisième couche 6 recouvrant la deuxième couche 3. Cette troisième couche 6 peut également comprendre une dispersion de nano-tiges 4, afin d'améliorer l'efficacité de diffusion de lumière visible 15 RD dans le revêtement 2. Préférentiellement, cette troisième couche 6 est une couche traitée antireflet dont l'épaisseur est inférieure à un micromètre, et permet de diminuer la réflexion spéculaire à l'interface entre l'air et cette troisième couche 6 du revêtement de surface 2. Alternativement, au lieu d'être traitée antireflet, cette troisième couche 6 est nano-structurée pour diminuer la réflexion directe. 20 [0027] L'indice de réfraction de chacune des couches 3, 5, 6 du revêtement de surface 2 est compris entre 1,3 et 1,6. Toutes les couches 3, 5, 6 du revêtement 2 peuvent avoir le même indice de réfraction, ce qui reviendrait à avoir des nano-tiges 4 en suspension dans un milieu homogène. Préférentiellement, chaque couche 3, 5, 6 possède un indice de réfraction différent pour mieux contrôler l'orientation des rayons lumineux RI traversant le 25 revêtement et ainsi favoriser la diffusion RD de lumière dans le revêtement 2 et diminuer la rétrodiffusion de lumière dans le cône de révolution décrit ci-dessus. [0028] La configuration telle que décrite n'est pas limitée au mode de réalisation décrit dans le texte et représenté sur la figure. Elle n'a été donnée qu'à titre d'exemple non limitatif. De multiples modifications peuvent être apportées sans pour autant sortir du 30 cadre de l'invention. Ainsi, on pourrait imaginer au moins une couche supplémentaire dans le revêtement 2 interposée soit entre la première couche 5 et la deuxième couche 3, soit entre la deuxième couche 3 et la troisième couche 6, cette couche supplémentaire comprenant également une dispersion de nano-tiges 4 pour améliorer la diffusion de REVENDICATIONS1. Planche de bord (1) d'un véhicule, notamment automobile, pourvue d'un revêtement de surface (2) comprenant au moins une couche (3, 5, 6) d'épaisseur constante en matériau transparent et contenant une dispersion de nanoparticules (4) adaptées pour que la quantité de lumière visible rétrodiffusée vers le pare-brise (7) par le revêtement (2) dans un cône de révolution d'angle déterminé et d'axe de révolution perpendiculaire à un plan dans lequel s'étend le revêtement (2) corresponde à une fraction déterminée de la quantité de lumière visible incidente (RI) sur le revêtement (2), caractérisée en ce que les nanoparticules sont des nano-tiges (4) orientées selon une même direction par rapport au plan dans lequel s'étend le revêtement (2) pour permettre la diffusion (RD) de lumière visible incidente dans le revêtement (2) au moins selon des directions parallèles au plan dans lequel s'étend le revêtement (2). 2. Planche de bord selon la revendication 1, caractérisé en ce que les nano-tiges (4) sont cylindriques et orientées perpendiculairement au plan dans lequel s'étend le revêtement (2). 3. Planche de bord (1) selon la revendication 2, caractérisée en ce que les nano-tiges (4) sont réalisées dans un matériau dont l'indice de réfraction est supérieur ou égal à 2,5, notamment en phosphure de gallium, ont un diamètre compris entre soixante et cent nanomètres et une longueur comprise entre trois cents et cinq cents nanomètres. 4. Planche de bord (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'angle déterminé du cône de révolution est compris entre cinquante et soixante-dix degrés, 5. Planche de bord (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la quantité de lumière rétrodiffusée vers le pare-brise (7) dans le cône de révolution correspond à une fraction de la quantité de lumière visible incidente (RI) sur la dispersion de nanoparticules du revêtement (2) comprise entre 0,2 et 1,5 pour cents, préférentiellement de l'ordre de 0,5 pour cent. 6. Planche de bord (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le taux de remplissage surfacique de nano-tiges (4) dans la couche correspondante (3) du revêtement (2) est compris entre un et cinquante pour cents. 3062348 9 7. Planche de bord (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le revêtement (2) comprend plusieurs couches transparentes (3, 5, 6) superposées parmi lesquelles : - Une première couche (5) recouvrant directement la surface de la planche de 5 bord (1) du véhicule ; - Une deuxième couche (3) comprenant les nano-tiges (4) et recouvrant la première couche (5) ; - Une troisième couche (6) traitée antireflet pour diminuer la réflexion spéculaire à l'interface entre l'air et cette troisième couche (6) ou contenant une dispersion 10 de nano-tiges (4), la troisième couche (6) recouvrant la deuxième couche (3) ; de sorte que la lumière visible incidente (RI) perpendiculaire au plan dans lequel s'étend le revêtement (2) soit diffusée (RD) majoritairement dans la première couche (5) et que la lumière visible incidente (RI) de manière oblique par rapport au plan dans lequel s'étend le revêtement (2) soit diffusée majoritairement à l'extérieur du revêtement (2) et 15 parallèlement au plan des couches dans l'air. 8. Planche de bord (1) selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'il comprend au moins une couche supplémentaire contenant également une dispersion de nano-tiges (4) et interposée entre la première couche (5) et la deuxième couche (3) ou entre la deuxième couche (3) et la troisième couche (6). 20 9. Planche de bord (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le matériau transparent formant la ou les couches (3, 5, 6) du revêtement (2) a un indice de réfraction compris entre 1 et 1,6. 10. Véhicule automobile comprenant une planche de bord (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9. 25