Brevet FR3081769A1 — publié le 20191206

STRUCTURE FEUILLETEE FILTRANTE L'invention se rapporte à une structure feuilletée, en particulier un pare-brise, qui possède une capacité de filtration sélective et directionnelle d'une partie du rayonnement lumineux, en particulier solaire, qui la traverse. A l'heure actuelle, les pare-brises automobiles sont obtenus à partir d'une structure feuilletée, c'est-à-dire à partir d'une structure composite dans laquelle deux feuilles de verre sont liées intimement entre elle par un intercalaire en matière plastique, le plus souvent constitué d'un ou plusieurs films de polyvinylbutyral (PVB). En outre, on a pu constater sur les véhicules récents une tendance à maximiser les parties vitrées entourant l'habitacle du véhicule, de façon à offrir à ses occupants une vision panoramique à 3600 . Egalement, dans une telle optique, de nouveaux pare-brises ont été développés, dont la surface est très supérieure aux pare-brises classiques, notamment par une extension du vitrage pour recouvrir une partie du toit du véhicule. Ainsi, il est courant aujourd'hui que les pare-brises se prolongent dans leur partie supérieure jusqu'au-dessus de la tête du conducteur, voire même au-delà. Si une telle configuration permet effectivement d'assurer une luminosité et une vision maximale de l'environnement du véhicule depuis l'intérieur de celui-ci, elle pose cependant le problème de l'éblouissement du conducteur notamment sous de fortes insolations. En particulier, lorsque le soleil est à son zénith ou proche de celui-ci et face au conducteur, le rayonnement intense arrivant directement dans ses yeux représente une gêne intense pour le conducteur. Pour pallier ce problème, il est prévu le plus souvent un panneau coulissant ou dépliable venant recouvrir la partie supérieure du pare-brise. Cependant, lorsque ce panneau est en position occultante, la portion « transparente » du vitrage devient beaucoup plus réduite et la luminosité diminue à l'intérieur de l'habitacle, notamment pour les passagers assis sur les places arrières du véhicule. 2 Il existe ainsi aujourd'hui pour de telles surfaces vitrées un besoin pour une solution qui permette de limiter l'éblouissement du conducteur sous de forts ensoleillements tout en maintenant un niveau de luminosité élevé dans le reste de l'habitacle, notamment à l'arrière du véhicule et en particulier une bonne 5 visibilité de l'extérieur avant par les passagers. L'objet de la présente invention est de proposer une telle solution. Plus précisément, la présente invention concerne en premier lieu une structure feuilletée, comprenant deux feuilles de verre, dont une extérieure et une intérieure, liées entre elles par un intercalaire constitué d'au moins une 10 couche d'une matière plastique, ladite première feuille extérieure définissant une surface extérieure de ladite structure et ladite seconde feuille de verre définissant une surface intérieure de ladite structure, ladite structure étant caractérisée en ce qu'elle comprend en outre, entre les deux feuilles de verre, un feuillet à claire-voie filtrant sélectivement les rayons lumineux incidents sur 15 au moins une portion de la surface extérieure de ladite structure, ledit feuillet présentant un angle de claire-voie a compris entre 15° et 75° par rapport à la normale à la surface extérieure de ladite structure. Le feuillet selon l'invention permet avantageusement de filtrer sélectivement vers la surface intérieure les rayons lumineux incidents sur au 20 moins une portion de la surface extérieure de ladite structure. Selon des modes de réalisation préférés de la présente invention, qui peuvent le cas échéant être combinés entre eux : - Le feuillet présentant un angle de claire-voie a compris entre 25° et 65°, de préférence encore compris entre 30° et 60°, par rapport à la normale à 25 la surface extérieure de ladite structure. - Le feuillet à claire-voie est encapsulée dans la matière plastique formant l'intercalaire. - Le feuillet à claire-voie constitue tout ou partie de l'intercalaire. - Le feuillet à claire-voie a une épaisseur comprise entre 0,1 mm et 0,5 mm. 30 - Le matériau constituant les régions absorbantes incorpore des particules de noir de carbone. 3 - Le pas entre deux régions transmissives successives est compris entre 3 et 200 micromètres, de préférence encore est compris entre 5 et 100 nm, voire entre 10 et 80 nm et de manière très préférée est compris entre 20 et 60 nm. 5 - Le feuillet à claire-voie est constitué par une succession de régions transmissives et de régions absorbantes de la lumière incidente depuis la surface extérieure vers la surface intérieure de ladite structure. - Lesdites régions transmissives et absorbantes sont des lames disposées sensiblement parallèlement entre elles et orientées selon un angle de 10 claire-voie cc compris entre 15° entre 75°, de préférence compris entre 25° et 65°, voire compris entre 30° et 60°, par rapport à la normale à la surface extérieure de ladite structure. - L'épaisseur des lames absorbantes est comprise entre 1 et 70 micromètres, de préférence entre 3 et 40 nm, de préférence encore 5 et 15 20 nm. - L'épaisseur des lames transmissives est comprise entre 2 et 130 micromètres, de préférence entre 7 et 80 nm, de préférence encore 10 et 30 nm. - L'épaisseur des lames transmissives est supérieure à l'épaisseur des 20 lames absorbantes, de préférence d'un facteur supérieur ou égal à 1,5. L'invention concerne tout particulièrement un pare-brise constitué par ou comprenant une structure feuilletée telle que décrite précédemment. Selon une telle réalisation, le feuillet à claire-voie peut être présent uniquement dans le 25 tiers supérieur de ladite structure, voire uniquement dans le quart supérieur de ladite structure. Selon une autre réalisation, l'invention se rapporte à une fenêtre de toit, en particulier d'habitation, constituée par ou comprenant une structure feuilletée 30 telle que décrite précédemment. 4 Un mode de réalisation non limitatif de la présente invention est décrit ci-après en relation avec les figures annexées, étant entendu que les différents aspects décrits dans celui-ci ne doivent pas être considérés comme limitatifs de la présente invention. 5 La figure 1 illustre une vue schématique d'un feuillet à claire-voie filtrant sélectivement les rayons lumineux incidents, c'est-à-dire la lumière solaire incidente tel qu'il peut être utilisé dans une structure selon la présente invention. La figure 2 permet de visualiser l'utilisation d'une structure feuilletée 10 selon l'invention, ici sous la forme d'un pare-brise feuilleté qui incorpore un feuillet à claire-voie tel que décrit sur la figure 1. La figure 3 montre plus en détail une coupe d'une structure du pare-brise feuilleté de la figure 2 et en particulier illustre le fonctionnement et les avantages d'une telle structure. 15 Sur la figure 1, on a représenté une structure typique d'un feuillet à claire-voie (« louver film » selon le terme anglo-saxon habituellement utilisé dans la technique) dont la technologie et les matériaux utilisés sont bien connues, par exemple des publications US 8,503,122, US 8,213,082, US 20 5,254,388 EP0563241, W02007/118122, EP 1501696, ou encore US 6,924,912. Ces structures sont par exemple utilisées comme cache écran pour les écrans d'ordinateurs, de telle façon que seule la personne sensiblement positionnée en face de l'écran puisse voir les informations sur celui-ci. Dans un exemple de réalisation d'un tel feuillet, des régions ou lames 25 absorbantes 2 du rayonnement incident (le rayonnement du soleil) alternent avec des régions ou lames transmissives 3 pour ce même rayonnement, c'est-à-dire qui laisse passer la lumière incidente. Ces régions sont normalement sous forme de lames. Par exemple, et sans que cela puisse être considéré comme limitatif de la présente invention, les régions ou lames transmissives 3 30 peuvent être constituées d'une seconde matière plastique, identique ou différente de la précédente, et comprendre en outre du noir de carbone ou tout matériau absorbant tout ou partie de la lumière visible. 5 Selon la présente invention, les régions absorbantes 2 et les régions transmissives 3 alternent, avec un angle de claire-voie cc (« louver angle » selon le terme anglo-saxon) compris entre 15 et 800, de préférence compris entre 25 et 65°, par rapport à la normale 14 à la surface extérieure du feuillet (et donc 5 de la structure feuilletée l'incorporant), pour des raisons qui seront expliquées par la suite en relation avec les figures 2 et 3. L'inclinaison combinée avec l'espacement entre les deux régions permet en outre d'ajuster l'angle d'ouverture 0 (« cut-off angle » selon le terme anglo-saxon) pour la lumière incidente, selon un mode de fonctionnement et de filtration similaire à celui 10 obtenu pour des ventaux d'une persienne. Sur la figure 2, on a représenté une utilisation possible et avantageuse d'une structure feuilletée selon l'invention, ici sous la forme d'un pare-brise feuilleté 4 qui incorpore un feuillet à claire-voie 1 configuré pour sélectionner dans sa partie haute 5 une partie du rayonnement de la lumière incidente. Par 15 exemple, le feuillet à claire-voie est présent uniquement dans le tiers supérieur de ladite structure, voire uniquement dans le quart supérieur de ladite structure. On entend par tiers supérieur ou quart supérieur la portion du pare-brise dont la surface représente le tiers ou le quart de la surface totale du pare-brise, en partant du bord supérieur du pare-brise tel que positionné dans le véhicule et 20 selon une direction longitudinale. Comme indiqué précédemment en relation avec le problème technique sous-jacent à la présente invention, le pare-brise 4 est configuré pour sélectionner une partie du rayonnement de la lumière incidente, de manière d'une part à éviter une trop forte illumination du conducteur, tout en préservant 25 d'autre part un fort niveau de luminosité à l'intérieur de l'habitacle et en particulier pour les passagers assis à l'arrière du véhicule. Dans toutes les figures, les mêmes numéros ont été utilisés pour désigner des éléments identiques ou de même nature. Comme indiqué sur la figure 2, le feuillet à claire-voie 1 inséré dans la 30 partie haute 5 du pare-brise 4 permet une filtration sélective de la lumière solaire incidente sur le pare-brise. Dans cette partie haute, le vitrage fait un angle y obtus avec le sol, par exemple compris entre 15 et 40°, voire même 6 inférieur. Pour des raisons de simplification, on a représenté cette surface plane sur les figures 2 et 3 mais il est bien entendu possible voire fréquent que cette surface 5, tout comme le pare-brise 4 dans son ensemble, soit bombée. Selon un avantage lié à la mise en oeuvre de la présente invention, seuls 5 les rayons lumineux arrivant selon un angle d'incidence déterminé traversent le pare-brise. On peut ainsi définir, selon une configuration donnée des régions absorbantes et transmissives, notamment sous forme de lames, un angle d'ouverture 0 (ou angle de cut-off) et ajuster l'axe central 15 de celui-ci, comme indiqué sur les figures 2 et 3, de manière à sélectionner spécifiquement le 10 rayonnement vers une position de l'habitacle, en particulier vers les passagers arrière, tout en préservant le conducteur d'une trop forte insolation. La mise en oeuvre de la présente invention et ses avantages sont illustrés plus en détails sur la figure 3 dans laquelle on a représenté plus en détail un exemple la partie haute 5 de la structure feuilletée 4 selon l'invention 15 et son action sur trois rayons lumineux, présentant une incidence sensiblement verticale (symbolisé par la flèche 6), une incidence sensiblement horizontale (symbolisé par la flèche 8) et une incidence oblique (symbolisé par la flèche 7), par rapport au sol. Le pare-brise décrit sur la figure 3 présente une structure feuilletée 20 classique 4 d'une telle structure : deux feuilles de verre, l'une intérieure 10 et l'autre extérieure 9, sont liées entre elle par un intercalaire 11, généralement en polyvinylbutyral (PVB). Dans la partie haute 5 du pare-brise, tout particulièrement dans la portion du pare-brise surplombant le conducteur dans le véhicule, on dispose un feuillet à claire-voie tel que décrit précédemment en 25 relation avec la figure 1. Le pare-brise présente dans cette région un angle y qui peut varier entre 25 et 40° avec l'horizontale. Le feuillet à claire-voie 1 est configuré de telle façon que les rayons sensiblement vertical 6 et sensiblement horizontal 8 soient absorbés totalement ou partiellement par une région absorbante 2 du pare-brise, tandis que le rayon 7 arrivant sur le pare-brise 30 selon une incidence oblique traverse celui-ci substantiellement sans absorption vers la surface intérieure 13 du pare-brise partie et l'arrière de l'habitacle. On obtient ainsi un feuillet occultant ou partiellement occultant pour le conducteur 7 du véhicule, notamment lorsque le soleil est à l'aplomb du pare-brise, tout en préservant une lumière importante dans l'habitacle du véhicule. Par exemple, on pourra très facilement ajuster l'angle de cut-off 0 en ajustant l'épaisseur respective et l'écartement entre les régions absorbantes et 5 les régions transmittives. Selon l'invention, l'angle 0 peut être ajusté à des valeurs comprises entre 20 et 500 pour obtenir une plage suffisamment large permettant une très forte illumination de l'habitacle, quelle que soit la position du soleil au-dessus du véhicule. Dans la partie supérieure du vitrage où est positionné le feuillet à claire-voie, l'angle y entre le pare-brise et l'horizontale est 10 en général compris entre 15 et 40°. La valeur de l'angle de claire-voie cc est en général ajustée de manière à laisser passer un maximum des rayons lumineux dirigés vers l'arrière de l'habitacle et à stopper au moins partiellement, voire en totalité ou en quasi-totalité, le rayonnement solaire issu directement du soleil lorsque celui-ci est 15 proche de sa hauteur maximale, c'est-à-dire à l'aplomb du véhicule, et dirigés vers le conducteur (c'est-à-dire sensiblement selon le rayon vertical 6). Selon la présente invention, le pare-brise peut bien entendu présenter une courbure dans la zone où est incorporé le feuillet à claire-voie. Les principes décrits plus haut restent bien entendu les même que ceux décrits 20 précédemment. Selon un autre mode de réalisation de l'invention non illustré par des schémas, le feuillet à claire-voie peut former tout ou partie de l'intercalaire présent entre les deux feuilles de verre constitutifs de la structure feuilletée. 25 L'invention vient d'être décrite en relation avec un mode de réalisation dans lequel la structure feuilletée est un pare-brise automobile. Il est bien entendu également possible d'utiliser la structure feuilletée décrite dans les revendications qui suivent dans d'autres applications, notamment comme fenêtre de toit. De telles fenêtres de toit sont positionnées sur le toit selon un 30 angle par rapport à l'horizontale pour respecter sensiblement le plan de la toiture. Dans un tel cas également, l'utilisation d'un feuillet à claire-voie 8 présente les mêmes avantages que précédemment décrits, sans qu'ils REVENDICATIONS1. Structure feuilletée, comprenant deux feuilles de verre (9, 10), dont une extérieure et une intérieure, liées entre elles par un intercalaire (11) constitué d'au moins une couche d'une matière plastique, ladite première feuille extérieure délimitant une surface extérieure (12) de ladite structure et ladite seconde feuille de verre délimitant une surface intérieure (13) de ladite structure, ladite structure étant caractérisée en ce qu'elle comprend en outre, entre les deux feuilles de verre, un feuillet à claire-voie (1), ledit feuillet (1) présentant un angle de claire-voie a compris entre 15° et 75° par rapport à la normale (14) à la surface extérieure (12) de ladite structure. 2. Structure feuilletée selon la revendication 1, dans laquelle ledit feuillet présentant un angle de claire-voie a compris entre 25° et 65° par rapport à la normale (14) à la surface extérieure de ladite structure. 3. Structure feuilletée selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le feuillet à claire-voie (1) est encapsulée dans la matière plastique formant l'intercalaire (11). 4. Structure feuilletée selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle le feuillet à claire-voie (1) constitue tout ou partie de l'intercalaire (11). 5. Structure feuilletée selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le feuillet à claire-voie a une épaisseur comprise entre 0,1mm et 0,5 mm. 6. Structure feuilletée selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le feuillet à claire-voie est constitué par une alternance de régions transmissives (3) et de régions absorbantes (2) de la lumière incidente (6, 10 7, 8) depuis la surface extérieure (12) vers la surface intérieure (13) de ladite structure. 7. Structure feuilletée selon l'une des revendications précédentes, dans 5 laquelle le pas entre deux régions transmissives successives est compris entre 3 et 200 micromètres. 8. Structure feuilletée selon l'une des revendications 6 ou 7, dans laquelle le matériau constituant les régions absorbantes contient des particules de 10 noir de carbone. 9. Structure feuilletée selon l'une des revendications 6 à 8, dans laquelle lesdites régions transmissives et absorbantes sont des lames disposées sensiblement parallèlement entre elles et orientées selon un angle de 15 claire-voie cc compris entre 150 entre 75° par rapport à la normale (14) à la surface extérieure de ladite structure. 10. Structure feuilletée selon la revendication précédente, dans laquelle l'épaisseur des lames absorbantes est comprise entre 1 et 70 20 micromètres. 11. Structure feuilletée selon l'une des revendications 9 ou 10, dans laquelle l'épaisseur des lames absorbantes est comprise entre 2 et 130 micromètres. 25 12. Structure feuilletée selon l'une des revendications 9 à 11, dans laquelle l'épaisseur des lames transmissives et supérieure à l'épaisseur des lames absorbantes, de préférence d'un facteur supérieur ou égal à 1,5. 30 13. Pare-brise (4) constitué par ou comprenant une structure feuilletée selon l'une des revendications précédentes. 11 14. Pare-brise (4) selon la revendication précédente, dans lequel le feuillet à claire-voie est présent uniquement dans le tiers supérieur de ladite structure, voire uniquement dans le quart supérieur de ladite structure. 5 15. Fenêtre de toit, en particulier d'un bâtiment ou d'une habitation, constitué par ou comprenant une structure feuilletée selon l'une des revendications 1 à12. 10