Brevet FR3103411A1 — publié le 20210528

Vitrage feuilleté pour véhicule aérien léger, chauffant sur une partie de sa surface L’invention a pour objet - un vitrage feuilleté de véhicule aérien léger constitué d’au moins, - une feuille de plastique transparent structurale (1) couvant l’intégralité de la surface du vitrage, - une feuille de plastique transparent de protection (3) couvrant l’intégralité de la surface du vitrage, - une colle (2) dite intercalaire liant les feuilles structurale (1) et de protection (3), - un verre (4) couvert d’une couche conductrice (5) à fonction de chauffage incorporé au sein de la colle (2) et couvrant une fraction de la surface du vitrage au plus égale à 66% contenant la zone de vision principale ; - les applications de ce vitrage comme vitrage antigivre et antibuée. Figure pour l’abrégé : Figure 1 Vitrage feuilleté pour véhicule aérien léger, chauffant sur une partie de sa surface L’invention est relative à une solution de chauffage de la zone de vision pour des vitrages d’hélicoptère de grande dimension à base de plastique. Les vitrages d’hélicoptère peuvent être équipés de solutions de chauffage intégrées de façon à prévenir l’apparition de givre ou de buée dans des conditions de vol sévères. Les solutions de chauffage sont apportées par effet joule à l’intérieur du vitrage. Ces vitrages sont donc nécessairement composés de plusieurs matériaux afin d’insérer dans ces derniers des éléments résistifs constitués soit de fils suffisamment fins pour permettre une bonne transmission lumineuse, soit d’une couche conductrice transparente ou semi transparente. Par ailleurs les vitrages d’hélicoptère visent à assurer une masse minimale qui est dimensionnée soit par des exigences de raideur (maitrise des déformations ou vibrations) dans l’enveloppe des conditions d’utilisation, soit par une exigence de résistance à l’impact d’oiseaux. Enfin les vitrages d’hélicoptère sont particulièrement soumis à l’impact de gravillons qui peuvent par exemple être mis en suspension dans l’air par les turbulences aérodynamiques induites par les pales puis être projetés à grande vitesse sur les vitrages après percussion par une pale. Les matériaux de choix pour résister aux chocs oiseau sur hélicoptère sont des plastiques (matériaux polymères organiques) tels que polycarbonate (PC), polyméthacrylate de méthyle (PMMA), polyvinylbutyral (PVB) ou polyuréthane thermoplastique (TPU). Pour les vitrages non chauffants, des solutions non feuilletées peuvent être mises en œuvre. On pourra alors considérer des matériaux tels que le PC qui apporte une excellente résistance à l’impact oiseau ou comme le PMMA qui vieillit mieux et est plus raide. Ces plastiques sont également compatibles avec des vitrages de grande dimension avec des formes complexes (faibles rayons de courbure, formes non développables). Néanmoins ces conceptions à une seule feuille de plastique ne permettent pas l’intégration d’un système chauffant. En feuilletant deux feuilles de plastique on peut intégrer un réseau de fils chauffants. Néanmoins les technologies à fils chauffants induisent pour les vitrages en plastique une gêne optique sévère par génération d’un gradient de température autour de chaque fil et donc d’un gradient d’indice optique engendrant des lentilles optiques. De plus les fils fins sont soumis à une fatigue mécanique ce qui dégrade leur durée de vie. Enfin les réseaux de fils fins engendrent des reflets et des diffractions lumineuses gênantes pour les pilotes. Les puissances spécifiques nécessaires aux fonctions antigivre sur hélicoptère sont difficilement compatibles avec des couches conductrices. Les solutions les plus robustes peuvent être à base d’or. Néanmoins ces solutions restent peu fiables pour des puissances spécifiques de 40W/dm². En outre les couches d’or sont colorées. En cas de forme complexe de la zone chauffée cela peut induire des variations de transmission lumineuse sur le vitrage gênante pour les pilotes. L’utilisation de feuilles de verres apporte alors l’avantage d’être compatible avec le dépôt de couches conductrices plus performantes de type ITO (neutralité en couleur, compatible avec les fortes puissances spécifiques, transmission lumineuse élevée, compatibilité avec les formes de zone chauffante complexes). En cas d’utilisation de systèmes à fil, en les positionnant au contact du verre on réduit également les défauts optiques. Toutefois le verre est fragile aux gravillons ce qui impose une épaisseur significative pénalisante pour la masse des vitrages. De plus la réalisation de grands vitrages en verre avec de faibles rayons de courbure et des formes fortement non développables est un problème industriellement non résolu. Pour pallier à ces inconvénients, l’invention a pour objet un vitrage feuilleté de véhicule aérien léger constitué d’au moins - une feuille de plastique transparent structurale couvrant l’intégralité de la surface du vitrage, - une feuille de plastique transparent de protection couvrant l’intégralité de la surface du vitrage, - une colle dite intercalaire liant les feuilles structurale et de protection, - un verre couvert d’une couche conductrice à fonction de chauffage incorporé au sein de la colle et couvrant une fraction de la surface du vitrage au plus égale à 66% contenant la zone de vision principale. On propose de réaliser un vitrage feuilleté composé sur toute sa surface d’une feuille de plastique dite structurale et d’une feuille de protection plastique, collées entre elles par un matériau plastique souple dit intercalaire. La fonction de chauffage est alors apportée par un verre mince couvert d’une couche conductrice transparente et positionné au sein du matériau intercalaire dans une zone réduite du vitrage couvrant la zone de vision privilégiée. La réduction de la surface du verre chauffant par rapport à la surface du vitrage permet alors de simplifier sa fabrication. De plus en se limitant à la zone de vision principale on évite de couvrir les zones hautes et basses à forte courbure. On entend par zone de vision principale la zone devant nécessairement être dégivrante pour autoriser des utilisations de l’appareil en conditions de vol givrantes. Avec la présente invention : - le chauffage peut être appliqué sur verre ce qui permet la mise en œuvre de couches conductrices transparentes à bonnes performances optiques ; - le verre n’étant pas exposé aux gravillons il peut être mince ce qui permet une masse de vitrage raisonnable ; - la zone couverte par le verre est restreinte ce qui permet de réduire considérablement la complexité de fabrication du verre ; cela limite également la masse du vitrage ; - le système chauffant est encapsulé dans le vitrage plastique ce qui réduit les risques liés à la pénétration d’humidité et les amorçages de délaminage périphériques. De préférence, les feuilles de plastique structurale et de protection sont constituées de polyméthacrylate de méthyle (PMMA), polycarbonate (PC), polyuréthane (PU), polyester, seul ou en combinaison, mélange, alliage ou copolymère de plusieurs d’entre eux. De préférence, la colle est constituée de polyuréthane thermoplastique (TPU), polyvinylbutyral (PVB) ou éthylène – acétate de vinyle (EVA) seul ou en combinaison, mélange, alliage ou copolymère de plusieurs d’entre eux. De préférence, l’épaisseur de la feuille de plastique structurale est comprise entre 4 et 9 mm. Selon un mode de réalisation de l’invention, la feuille de plastique structurale est un feuilleté de matériaux identiques ou différents. De préférence, l’épaisseur de la feuille de protection est comprise entre 0,5 mm et 4 mm, préférentiellement entre 1 et 1,5 mm. De préférence, l’épaisseur de la couche adhésive intercalaire de colle est comprise entre 1,5 et 4 mm. De préférence, les feuilles de plastique structurale et de protection ont une épaisseur totale comprise entre 4 et 9mm. Le poids du vitrage feuilleté est alors contenu et suffisant pour satisfaire les exigences mécaniques requises pour un vitrage d’hélicoptère. De préférence, l’une au moins des deux faces extérieures du vitrage feuilleté présente au moins une fonctionnalisation de type hydrophobe (tel que silane fluoré), hydrophile, anti abrasion (tel que polysiloxane), dissipateur électrique. De préférence, l’épaisseur du verre est comprise entre 0,5 et 1,2 mm, préférentiellement entre 0,5 et 0,7 mm. De préférence, le verre est de type sodocalcique, borosilicate, aluminosilicate ayant subi un renforcement chimique. Conformément à deux variantes de l’invention, la couche conductrice est sur la face du verre orientée soit vers la feuille de plastique de protection, soit vers la feuille de plastique structurale. De préférence, la couche conductrice est de type oxyde métallique dopé transparent (préférentiellement oxyde d’indium dopé à l’étain –en anglais ITO pour Indium Tin Oxide-), métallique (préférentiellement argent ou or) ou métallique interférentiel (de préférence argent). De préférence, la surface du verre est limitée à la zone de vision principale augmentée d’une largeur au moins égale à 10 mm, préférentiellement la zone de vision principale augmentée de 10 à 200 mm sur sa périphérie. De préférence, le vitrage feuilleté est adapté à être directement boulonné au véhicule ou collé à un cadre boulonné au véhicule ou collé sur le véhicule. De préférence, la liaison mécanique véhicule/vitrage se fait uniquement sur la feuille de plastique structurale ou sur le feuilleté feuille de plastique structurale + feuille de plastique de protection. L’invention a également pour objet une première application d’un vitrage feuilleté tel que décrit ci-dessus comme vitrage antigivre, dans laquelle la feuille de plastique de protection est destinée à être orientée vers l’atmosphère extérieure. L’objet premier de cette application est la gestion du givre susceptible de se former sur la surface du vitrage en contact avec l’atmosphère extérieure. Un dernier objet de l’invention consiste en une seconde application d’un vitrage feuilleté tel que décrit ci-dessus comme vitrage antibuée, dans laquelle la feuille de plastique de protection est destinée à être orientée vers l’intérieur du véhicule. L’objet premier de cette application est la gestion de la buée susceptible de se former sur la surface du vitrage en contact avec l’intérieur du véhicule. Dans certaines utilisations du vitrage feuilleté de l’invention, sous certains climats, du givre est également susceptible de se former sur la face du vitrage feuilleté en contact avec l’intérieur du véhicule. La puissance de chauffage de la couche conductrice est opportunément adaptée pour que la gestion de ce givre soit réalisée en plus de la première ou de la seconde application précitée, selon le cas. Bien que ce ne soit pas une variante préférée de l’invention, celle-ci n’exclut nullement qu’une feuille de plastique de protection soit collée de part et d’autre de la feuille de plastique structurale, un verre couvert d’une couche conductrice à fonction de chauffage étant incorporé au sein de chacune des deux couches intercalaires de colle. L’invention est maintenant illustrée par la description suivante du dessin unique annexé : la figure 1 représente schématiquement en coupe un vitrage chauffant d’hélicoptère selon l’invention. En référence à la figure 1, un vitrage d’hélicoptère présente des courbures les plus prononcées en parties haute et basse, une double courbure et une géométrie non développable. Il est constitué d’une feuille structurale 1 de PMMA de 6 mm d’épaisseur feuilletée à une feuille de protection 3 de PMMA de 1,25 mm d’épaisseur au moyen d’une couche adhésive intercalaire 2 de TPU de 2,25 mm d’épaisseur. Dans une partie centrale de la surface du vitrage feuilleté, une feuille de verre 4 aluminosilicate renforcé chimique de 0,7 mm d’épaisseur est incorporée dans la couche adhésive 2. La feuille de verre 4 porte sur sa face orientée vers la feuille structurale 1 une couche chauffante d’ITO. Celle-ci permet d’empêcher la formation de givre sur la surface libre de la feuille de protection 3, en contact avec l’atmosphère extérieure. On remarque que la feuille de verre 4 est relativement plane à très légèrement courbée, circonscrite dans la zone de vision principale du vitrage feuilleté, qui comporte, au-dessus, respectivement en-dessous de la feuille de verre 4, des zones de courbure complexe à surface non développable. Vitrage feuilleté de véhicule aérien léger constitué d’au moins - une feuille de plastique transparent structurale (1) couvant l’intégralité de la surface du vitrage, - une feuille de plastique transparent de protection (3) couvrant l’intégralité de la surface du vitrage, - une colle (2) dite intercalaire liant les feuilles structurale (1) et de protection (3), - un verre (4) couvert d’une couche conductrice (5) à fonction de chauffage incorporé au sein de la colle (2) et couvrant une fraction de la surface du vitrage au plus égale à 66% contenant la zone de vision principale. Vitrage feuilleté selon la revendication 1, caractérisé en ce que les feuilles de plastique structurale (1) et de protection (3) sont constituées de polyméthacrylate de méthyle (PMMA), polycarbonate (PC), polyuréthane (PU), polyester, seul ou en combinaison, mélange, alliage ou copolymère de plusieurs d’entre eux. Vitrage feuilleté selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la colle (2) est constituée de polyuréthane thermoplastique(TPU), polyvinylbutyral (PVB) ou éthylène – acétate de vinyle (EVA) seul ou en combinaison, mélange, alliage ou copolymère de plusieurs d’entre eux. Vitrage feuilleté selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’épaisseur de la feuille de plastique structurale (1) est comprise entre 4 et 9 mm. Vitrage feuilleté selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la feuille de plastique structurale (1) est un feuilleté de matériaux identiques ou différents. Vitrage feuilleté selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’épaisseur de la feuille de protection (3) est comprise entre 0,5 mm et 4 mm, préférentiellement entre 1 et 1,5 mm. Vitrage feuilleté selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’épaisseur de la couche adhésive intercalaire de colle (2) est comprise entre 1,5 et 4 mm. Vitrage feuilleté selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les feuilles de plastique structurale (1) et de protection (3) ont une épaisseur totale comprise entre 4 et 9 mm. Vitrage feuilleté selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’une au moins de ses deux faces extérieures présente au moins une fonctionnalisation de type hydrophobe, hydrophile, anti abrasion, dissipateur électrique. Vitrage feuilleté selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’épaisseur du verre (4) est comprise entre 0,5 et 1,2 mm, préférentiellement entre 0,5 et 0,7 mm. Vitrage feuilleté selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le verre (4) est de type sodocalcique, borosilicate, aluminosilicate ayant subi un renforcement chimique. Vitrage feuilleté selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche conductrice (5) est sur la face du verre (4) orientée vers la feuille de plastique de protection (3) ou structurale (1). Vitrage feuilleté selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche conductrice (5) est de type oxyde métallique dopé transparent (préférentiellement oxyde d’indium dopé à l’étain –en anglais ITO pour Indium Tin Oxide-), métallique (préférentiellement argent ou or) ou métallique interférentiel (de préférence argent). Vitrage feuilleté selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface du verre (4) est limitée à la zone de vision principale augmentée d’une largeur au moins égale à 10 mm, préférentiellement la zone de vision principale augmentée de 10 à 200 mm sur sa périphérie. Vitrage feuilleté selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il est adapté à être directement boulonné au véhicule ou collé à un cadre boulonné au véhicule ou collé sur le véhicule. Vitrage feuilleté selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la liaison mécanique véhicule/vitrage se fait uniquement sur la feuille de plastique structurale (1) ou sur le feuilleté feuille de plastique structurale (1) + feuille de plastique de protection (3). Application d’un vitrage feuilleté selon l’une des revendications précédentes comme vitrage antigivre, dans laquelle la feuille de plastique de protection (3) est destinée à être orientée vers l’atmosphère extérieure. Application d’un vitrage feuilleté selon l’une des revendications 1 à 16 comme vitrage antibuée, dans laquelle la feuille de plastique de protection (3) est destinée à être orientée vers l’intérieur du véhicule.