Brevet FR3093039A1 — publié le 20200828

Description Titre de l'invention : Elément fonctionnel lumineux pour véhicule automobile [0001] L'invention a pour objet un élément fonctionnel pour véhicule automobile, notamment d'habillage et/ou d'étanchéité, intégrant au moins une fibre optique émettant de la lumière. [0002] Cet élément lumineux peut être linéaire, et notamment profilé, et peut par exemple comprendre un joint de porte, un joint de coffre, une coulisse de vitre, un lécheur de vitre, un joint de double étanchéité, un enjoliveur de toit, un simple tube souple, ou autre. [0003] Une fibre optique comprend une âme en verre ou en plastique, entourée d'une gaine optique, en général dans le même matériau que l'âme, pour contenir les ondes lumineuses dans l'âme. Un revêtement de protection en plastique entoure la gaine optique. On peut en outre prévoir du gel en périphérie du revêtement de protection, et une gaine de câble pour protéger l'ensemble. [0004] Le document US 7,082,721 décrit un profilé pour véhicule automobile comprenant un corps profilé définissant un logement, et un élément linéaire émettant de la lumière reçu dans ce logement. [0005] Il existe un besoin pour un élément fonctionnel plus simple à fabriquer. [0006] Il est proposé un procédé de fabrication d'un élément lumineux pour véhicule au- tomobile, comprenant [0007] (a) prévoir au moins une fibre optique comprenant une âme et une gaine optique pour contenir des ondes lumineuses dans l'âme, ladite gaine ayant subi un traitement pour dégrader et/ou rendre rugueuse ladite gaine optique, [0008] (h) prévoir au moins un matériau polymère, [0009] (c) chauffer séparément chaque matériau polymère de façon à le fluidifier et l'introduire avec ladite au moins une fibre optique dans une filière non circulaire ou un moule de façon à obtenir après refroidissement un élément fonctionnel pour véhicule automobile, la filière ou le moule ayant la section ou la forme, respectivement, de cet élément. [0010] Ce procédé est relativement simple à mettre en oeuvre. Le nombre d'étapes à effectuer peut être moindre, les interventions réduites et la logistique simplifiée, par rapport au procédé du document US 7,082,721. [0011] Le traitement appliqué à la gaine optique peut être un traitement mécanique, du type abrasion, sablage, un traitement chimique, impliquant un solvant par exemple, un traitement optique, impliquant un laser par exemple, et/ou autre. 2 [0012] Le traitement peut par exemple aboutir à une réduction de l'épaisseur d'au moins une partie de la gaine optique, à une modification de sa composition, de son aspect de surface, et/ou autre. [0013] Du fait de la dégradation apportée, la lumière issue d'une source lumineuse à une extrémité de la fibre optique et se propageant dans la fibre peut diffuser radialement. La fibre peut ainsi émettre de la lumière sur au moins une partie de sa longueur, ce qui peut offrir des possibilités de conception intéressantes pour la réalisation de l'élément fonctionnel lumineux. [0014] Par exemple, l'étape (c) peut être menée de sorte que ladite au moins une fibre optique soit au moins en partie située à un bord externe de l'élément lumineux. Cette au moins une fibre optique peut ainsi, lorsqu'éclairée à une extrémité, être visible sur une partie au moins de sa longueur. [0015] L'élément fonctionnel peut par exemple être un joint, ou autre. [0016] Dans le cas d'une étape (c) réalisée au moyen d'une filière, l'élément lumineux peut être linéaire, de profil correspondant à la section de la filière. Au cours de l'étape (c), on extrude séparément chaque matériau polymère et la (ou les) fibre optique est in- troduite dans la filière d'extrusion avec le (ou les) matériau polymère fluidifié. [0017] On obtient alors un élément linéaire comprenant ladite au moins une fibre optique s'étendant selon la direction longitudinale du profilé et noyée (sur une partie au moins de sa périphérie) dans le (ou les) matériau polymère, la filière ayant une section correspondant à celle de l'élément linéaire. [0018] L'élément linéaire peut être un profilé, c'est-à-dire que le profil est identique sur toute sa longueur, ou non, notamment dans le cas d'une extrusion variable. [0019] L'élément linéaire peut être conformé pour réaliser un habillage et/ou une étanchéité (joint de porte, coulisse de vitre,...) et/ou pour servir de guide d'ondes acoustiques à des fins de détection de choc ou de pincement (palpeur tubulaire par exemple). [0020] L'élément linéaire peut par exemple avoir une section dont une partie au moins est tubulaire, notamment dans le cas d"un joint ou d'un élément linéaire de type guide d'onde. [0021] Lorsque l'élément linéaire a une partie tubulaire, la filière utilisée à l'étape (c) peut avoir une section tubulaire, ou alternativement être dénuée de portion tubulaire, notamment si on prévoit en aval de la filière une étape d'assemblage de façon à réaliser cette partie tubulaire. [0022] Dans le cas d'un élément lumineux de type élément linéaire d'habillage et/ou d'étanchéité (joint de porte, coulisse de vitre, lécheur de vitre, joint de coffre, etc.), l'élément d'habillage et/ou d'étanchéité peut avoir une section conformée de façon à réaliser l'habillage et/ou l'étanchéité attendue, par exemple avec une partie en U, avec une lèvre, ou autre. 3 [0023] Par exemple, la filière utilisée à l'étape (e) peut avoir une section dont une partie au moins a un profil de lèvre, de sorte que l'élément linéaire obtenu présente une lèvre sur toute sa longueur ou tout au moins sur au moins une partie de sa longueur. [0024] La section de l'élément linéaire lumineux peut par exemple être conformée pour assurer une fixation sur un cadre de porte. [0025] Dans un mode de réalisation non limitatif, le profilé d'habillage et/ou d'étanchéité peut comprendre en outre au moins un élément de renforcement s'étendant longitudinalement, par exemple un insert métallique (feuillard), un insert plastique, des fibres de carbone, des fibres de verre, ou autre. [0026] Dans un mode de réalisation non limitatif, un adhésif et/ou de la colle peut être appliqué(e) sur l'élément linéaire, par exemple en aval de la filière, ou bien encore par co-extrusion. Ceci peut servir à la fixation de l'élément linéaire sur le véhicule automobile, ou bien encore à un assemblage à au moins un autre élément, par exemple un profilé supplémentaire. [0027] Dans le cas d'une étape (e) réalisée au moyen d'un moule, l'élément lumineux peut comprendre un élément moulé, par exemple un support plastique de quelques cen- timètres ou décimètres de long, par exemple de moins de deux mètres de long. [0028] La fonction de l'élément fonctionnel moulé peut être une fonction d'étanchéité. [0029] L'élément fonctionnel lumineux moulé peut par exemple être un élément de joint ou un joint, par exemple un élément de joint anti-salissures, un joint de custode, un joint entre portes, ou autre. [0030] L'étape (c) comprend alors une étape d'injection, de bi-injections ou de multi-in- jections. [0031] La (ou les) fibre optique peut être simplement installée dans le moule avant la ou les injection(s). [0032] Par exemple, à l'étape (c), on peut installer ladite au moins une fibre optique prévue à l'étape (a) dans un moule, puis on peut injecter chaque matériau polymère prévu à l'étape (b) et fluidifié dans ledit moule, de façon à obtenir un élément fonctionnel moulé. [0033] Outre sa fonction première (par exemple étanchéité), l'élément fonctionnel lumineux peut être utilisé à des fins décoratives, de signalisation et/ou d'alarme. En particulier, on peut prévoir de n'alimenter la (ou les) fibre optique que dans certaines situations, par exemple si un ouvrant est ouvert ou bien encore en cas de danger potentiel. Ceci peut par exemple permettre aux tiers de mieux voir une personne ouvrant son coffre de nuit. Egalement, une porte électrique équipée d'un profilé lumineux peut permettre de signaler visuellement aux personnes alentours que la porte est en cours de fermeture, limitant ainsi le risque de pincement. [0034] L'âme peut être par exemple en verre ou en plastique. [0035] La gaine optique peut être par exemple en verre ou en plastique. [0036] La fibre optique peut avantageusement être dénuée de plastique, permettant ainsi de supporter sans dégradation les températures parfois relativement élevées mises en oeuvre au cours de la fabrication de l'élément lumineux. [0037] En particulier, lorsque le matériau polymère comprend du caoutchouc, les tem- pératures mises en oeuvre lors d'une étape ultérieure de vulcanisation peuvent être relativement élevées. [0038] Ces températures peuvent être supérieures à 200°C, avantageusement supérieures à 220°C, par exemple de l'ordre de 240°C. [0039] Ces températures peuvent être inférieures à 500°C. [0040] Dans un autre mode de réalisation, on peut à l'étape (a) prévoir au moins une fibre optique comprenant non seulement une âme et une gaine optique, mais en outre un revêtement plastique autour de la gaine optique, et éventuellement du gel et/ou une gaine de câble. [0041] Ce revêtement plastique peut être enrobé autour de la fibre une fois la gaine optique traitée. [0042] Ce revêtement plastique peut être translucide, ainsi que les éventuels gel et/ou gaine de câble. [0043] Dans un mode de réalisation, on peut prévoir plusieurs fibres optiques. [0044] Avantageusement et de façon non limitative, ces fibres optiques peuvent être torsadées. [0045] Alternativement, les fibres optiques peuvent être parallèles entre elles. [0046] Le traitement peut être mené de façon à altérer la gaine optique sur toute sa longueur ou non. [0047] Pour une portion de longueur de fibre optique subissant le traitement, le traitement peut être mené de sorte que la dégradation soit uniforme sur toute la périphérie, ou non. Par exemple, on peut prévoir de n'abraser qu'un côté de la fibre optique, ce qui peut correspondre à une plage angulaire par exemple comprise entre 30° et 120°. [0048] Le matériau polymère peut avantageusement comprendre entre 10% et 100% en masse de molécules polymères. [0049] Le matériau polymère peut par exemple comprendre du caoutchouc ou un thermo- plastique. [0050] Le matériau polymère peut par exemple comprendre de l'EPDM, (pour « Ethylène Propylène Diène Monomère »), du polypropylène, du polyéthylène, du SBS (pour poly(styrene-butadiene-styrene) » et/ou du SEBS (pour poly(styrene-ethylene-butadiene-styrene) »). [0051] En particulier, le matériau polymère peut comprendre plus de 15% en masse de ca- outchouc ou de thermoplastique, avantageusement plus de 20% en masse. [0052] En particulier, le matériau polymère peut comprendre moins de 80% en masse de ca- outchouc, avantageusement moins de 50%. [0053] Par exemple, le matériau polymère peut comprendre entre 20% et 40% en masse d'EPDM (pour « Ethylène Propylène Diène Monomère »). [0054] Lorsque le matériau polymère comprend un thermoplastique, les molécules de ther- moplastique peuvent représenter par exemple entre 50% et 100% de la masse du matériau polymère. [0055] Dans les deux cas (EPDM ou thermoplastique), le matériau polymère peut comprendre en outre : [0056] - entre 0% et 40% en masse de noir de carbone, par exemple entre 20% et 30% en niasse de noir de carbone, [0057] - entre 0% et 40% en masse de craie, par exemple entre 20% et 30% en niasse de craie, et/ou [0058] - entre 0% et 22% de plastifiants du type utilisés pour les joints de porte. [0059] Le matériau polymère peut comprendre en outre entre 0% et 15% d'additifs du type utilisés pour les joints de porte. [0060] On peut à l'étape (a) prévoir ce matériau sous forme de bande, notamment dans le cas du caoutchouc, de granulés, de poudre, ou autre. [0061] Par « élément fonctionnel », on entend un élément extrudé avec une section le rendant apte à réaliser une fonction, par exemple d'habillage et/ou d'étanchéité, ou le cas échéant, moulé dans un moule ayant une forme le rendant apte à réaliser une fonction au sein du véhicule automobile. [0062] Il est proposé un élément fonctionnel lumineux pour véhicule automobile, et comprenant [0063] un corps obtenu en extrudant ou injectant au moins un matériau polymère dans une filière de section non circulaire ou un moule respectivement, et [0064] un jeu d'au moins une fibre optique, chaque fibre optique dudit jeu comprenant une âme et une gaine optique pour contenir des ondes lumineuses clans l'âme ladite gaine optique étant traitée de façon à laisser s'échapper au moins une partie des ondes optiques sur sa périphérie, chaque fibre optique étant noyée sur une partie au moins de sa périphérie dans au moins un desdits au moins un matériau(x) polymère du corps profilé ou moulé. [0065] 11 est proposé un système d'éclairage pour véhicule automobile, comprenant l'élément fonctionnel lumineux décrit ci-dessus et un dispositif de commande apte à illuminer le jeu d'au moins une fibre optique. [0066] Avantageusement, le dispositif de commande comprend des moyens de traitement, par exemple un microcontrôleur, agencés pour commander l'illumination du jeu d'au moins une fibre optique seulement si certains conditions sont réalisées, par exemple 6 seulement si un ouvrant, par exemple une porte, un hayon, ou autre, est ouvert. [0067] Avantageusement, le dispositif de commande est agencé pour illuminer le jeu d'au moins une fibre optique de plusieurs façons, par exemple avec des couleurs différentes, des intensités différentes, des fréquences de clignotement différentes, etc. [0068] Avantageusement, les moyens de traitement peuvent imposer un type d'illumination (couleur, intensité, etc.) choisi en fonction de valeurs de variables, par exemple choisi en fonction de l'état d'un ouvrant (mobile ou immobile, en cours d'ouverture ou en cours de fermeture, ouvert alors que le moteur est éteint, ouvert alors que l'automobile est en mouvement, etc.). [0069] L'invention est maintenant décrite en référence aux dessins annexés, non limitatifs, dans lesquels : [0070] [fig.1] illustre très schématiquement un exemple de procédé selon un mode de réalisation de l' invention. [0071] [fig.2] montre schématiquement une section d'un exemple de profilé selon un mode de réa- lisation de l'invention. [0072] [fig.3A] montre schématiquement une vue de coupe d'un exemple de moule pour élément fonctionnel selon un autre mode de réalisation de l'invention, avec un faisceau de fibres optiques déjà installé. [0073] [fig.313] montre schématiquement une vue de coupe à 90° d'une pièce du moule de la figure 3A, avec le même faisceau. [0074] [fig.4] est une vue en perspective d'un exemple de pièce de moule pour un élément fonctionnel selon un mode de réalisation de l'invention. [0075] Des références identiques pourront être utilisées d'une figure à l'autre pour désigner des éléments identiques ou similaires. [0076] En référence à la figure 1, on prévoit un matériau polymère par exemple sous forme de granulés 10, et on alimente l'entrée 11 d'une extrudeuse 12 avec ces granulés. [0077] L'augmentation de température conduit à fluidifier le matériau polymère, de sorte qu'à la sortie de l'extrudeuse 12 on obtient le matériau polymère fluide 13. [0078] Une filière 14 de section non circulaire reçoit en entrée d'une part ce matériau polymère fluidifié 13, et d'autre part une fibre optique 15 issue d'une bobine 16. [0079] Pour mettre en oeuvre cette installation, l'homme du métier pourra par exemple s'inspirer d'une installation existante dans lequel une filière reçoit en entrée d'une part un matériau polymère fluidifié, et d'autre part des fibres de renfort de type fibres de 7 verre, et remplacer ces fibres de renfort par une ou des fibres optiques. [0080] La fibre optique 15 est particulière en cc sens qu'elle a subi un traitement conduisant à dégrader la surface externe de sa gaine optique. [0081] Ce traitement peut par exemple être un traitement mécanique, par exemple une abrasion. [0082] Dans un mode de réalisation, on peut prévoir une âme et une gaine en verre, notamment lorsque le matériau polymère contient du caoutchouc. On pourra ainsi faire subir à l'élément linéaire obtenu à la sortie de la filière 14 un traitement dc vulcanisation impliquant des températures relativement élevées, par exemple de 240°C, sans risquer de dégrader la fibre optique. [0083] Sur la figure 1, on n'a représenté qu'une fibre optique, niais on pourrait en prévoir plusieurs. Cette pluralité de fibres optiques pourrait être torsadée, par exemple de façon à former un toron, ou non. [0084] La torsade ou le faisceau de fibres peut être stockée en une bobine. [0085] Sur la figure 1, on n'a représenté qu'une extrudeuse, mais on pourrait en prévoir plusieurs, recevant chacune en entrée un matériau polymère correspondant. La pluralité de matériaux fluidifiés en sortie de la pluralité d'extrudeuses sont introduits dans la filière (co-extrusion), avec la (ou les) fibre optique. [0086] Par exemple, dans une variante non représentée, une extrudeuse peut recevoir en entrée une bande de caoutchouc apte à former un matériau compact et une autre extrudeuse peut recevoir en entrée une bande caoutchouc apte à former un matériau cellulaire. [0087] Pour revenir à la figure 1, ce procédé permet d'obtenir un élément fonctionnel linéaire pour véhicule automobile, par exemple un joint d'étanchéité 17, présentant au moins une fibre optique 15 partiellement noyée dans le matériau polymère. [0088] Cette au moins une fibre optique 15 peut avantageusement être située à la surface de l'élément fonctionnel linéaire (sur une partie au moins de la longueur de cet élément fonctionnel linéaire) afin d'être visible malgré l'absence de transparence du matériau polymère. [0089] En référence à la figure 2, on a représenté une section d'élément fonctionnel linéaire 17' selon un mode de réalisation de l'invention, ici un joint avec une partie en U 18, une partie tubulaire 19 et une lèvre flexible 20. [0090] L'élément fonctionnel 17', par exemple un profilé, comprend en outre un faisceau 21 d'une dizaine de fibres optiques traitées en surface de façon à laisser passer les ondes lumineuses sur leur périphérie. [0091] Ce faisceau 21 s'étend parallèlement à la direction longitudinale du profilé 17', normale au plan de la feuille. [0092] Ce faisceau est situé à la périphérie du joint 17', afin d'être visible. 8 [0093] Dans cet exemple, le joint 17' comprend en outre un insert 22 renforçant la partie en U 18. [0094] En outre, des petites lèvres 23 ont été co-extrudées avec le reste du profilé. [0095] On peut par exemple prévoir trois extrudeuses, l'une pour la pince en U en matériau compact, l'autre pour les parties 19, 20, et la troisième pour les petites lèvres 23. Les sorties de ces extrudeuses alimentent une filière recevant par ailleurs le faisceau 21. [0096] En référence aux figures 3A et 3B, on a représenté un moule comprenant deux pièces 31,32 définissant, de façon classique en soi, un espace de moulage 33 lorsque appliquées l'une contre l'autre. [0097] On dépose au fond de la pièce 32 un faisceau 33 de fibres optiques traitées, de sorte qu'une extrémité au moins du faisceau sorte de l'espace de moulage. Sur la figure 3B, montrant seulement l'une 32 des pièces du moule et le faisceau, les deux extrémités sortent du moule. [0098] Le moule peut avoir une forme adaptée (rainure) pour ne pas détériorer le faisceau lorsque les pièces 31, 32 sont pressées l'une contre l'autre. [0099] Puis on procède à une injection, hi-injection ou multi-injection afin de remplir le reste de l'espace de moulage de matériau( x) polymère fluidifié(s). [0100] On obtient ainsi un élément fonctionnel moulé et lumineux pour véhicule au- tomobile, par exemple un joint. [0101] La figure 4 montre un exemple de pièce de moule 32' pour la réalisation d'un élément fonctionnel. On a représenté en outre deux fibres optiques 33' afin de montrer un exemple d'emplacement possible, mais cette pièce 32' pourrait être redessinée afin de définir des rainures non représentées sur la figure 4 pour recevoir les extrémités des fibres optiques 33', afin que ces fibres optiques 33' ne soient pas écrasées lorsque la pièce 32' est pressée contre une pièce similaire. 9