Brevet FR3156547A1 — publié le 20250613

L’invention concerne un élément optique (10) transparent à au moins une longueur d’onde d’utilisation (λ0), antireflet et super-hydrophobe, comprenant un réseau de microstructures primaires (MS1) sub-longueur d’onde en un premier matériau (M1) et formées sur un substrat (Sub), les microstructures primaires présentant une forme conique ou tronconique, une première largeur (L1) et une première hauteur (H1) telles qu’un ratio entre la première largeur et la première hauteur est inférieur à ½, et un pas du réseau (p1) inférieur à la première hauteur (H1) de ladite microstructure primaire, le réseau de microstructures primaires présentant ainsi une surface structurée (S), ladite surface structurée étant au moins partiellement recouverte d’une pluralité de microstructures secondaires (MS2) présentant une forme de nano-piliers ou de nano-cônes et étant en un deuxième matériau différent du premier matériau, le deuxième matériau présentant une dureté strictement supérieure à la dureté du premier matériau. Figure 3 Elément optique antireflet, super-hydrophobe et présentant une bonne tenue mécanique DOMAINE DE L’INVENTION La présente invention se situe dans le domaine des fenêtres optiques, et plus particulièrement des revêtements antireflets dédiés à des composants optiques ou des fenêtres. Plus particulièrement l’invention porte sur un élément optique en transmission ayant des propriétés antireflet (AR), super-hydrophobe (SH) et présentant une bonne résistance mécanique. ETAT DE LA TECHNIQUE De manière classique les revêtements anti-reflets sont obtenus de différentes manières : couche mince, empilement de couches minces, ou par structuration de surface à une échelle sub-longueur d’onde. Les revêtements AR sont optimisés pour une longueur d’onde d’utilisation λ0 voire une bande spectrale donnée (dans laquelle est comprise λ0). On entend par sub-longueur d’onde (dit sub-λ) des structures présentant en première approximation une taille inférieure au ratio λ0/ns, ns étant l’indice du substrat du revêtement ou de la fenêtre. Par la suite on dénomme ces structures sub-λ microstructures ou plots, la dénomination anglo-saxonne étant SWS pour « sub-wavelengh structures ». Une approche très pertinente est l’utilisation d’un réseau de microstructures coniques ou tronconiques MS telles qu’illustrées FIG. 1 qui synthétisent un gradient d’indice perpendiculaire au substrat de façon à réaliser une adaptation progressive de l’indice. Les microstructures sub-λ forment un matériau artificiel présentant un indice effectif neff. Par réseau de microstructures on entend le motif ou l’arrangement spatial des plots sur la surface d’un substrat Sub. On définit p le pas du réseau de plots. L’agencement des plots peut être aléatoire ou périodique. Dans le premier cas on définit le pas p comme étant la distance minimale entre le centre d’un plot quelconque du réseau et le centre de son plus proche voisin. Par réseau « périodique » de microstructures, on entend des plots qui se répètent avec un pas fixe à ±10%. Les paramètres du plot sont sa largeur L et sa hauteur H. Il est en un matériau Mat qui peut être identique au matériau du substrat ou différent de celui-ci, en fonction des matériaux et de la technologie de fabrication utilisée. D’un point de vue pratique il n’est cependant pas aisé d’obtenir un gradient parfait variant de 1 (indice de l’air) à l’indice du substrat ns. Un taux de remplissage surfacique de 100% n’est en effet pas possible avec des cônes, même avec un maillage hexagonal, qui permet au mieux un taux de remplissage théorique de 0.9 lorsque les cônes sont jointifs à leur base. Pratiquement le taux maximal atteignable est d’environ 0.7. L’utilisation de pyramides permet un taux de remplissage surfacique de 1 mais la réalisation de telles structures est difficile et dépend du matériau, la réalisation de cônes est préférée. Il est également souhaitable de réaliser des composants présentant une surface hydrophobe ou super hydrophobe. Une telle propriété peut être obtenue en structurant la surface de manière assez fine. La rugosité ou la structuration de la surface a pour effet un piégeage d’air dans la structure, et une goutte d’eau repose alors sur une surface composite faite de solide et d’air. Cet effet, couramment appelé effet « fakir » permet d’atteindre des angles de contact élevés (~160°) et une hystérésis de l’angle de contact assez faible (inférieure à 10°). Il est connu d’utiliser des SWS périodiques pour conférer des propriétés super-hydrophobes (SH) et anti-réflectives (AR) à un verre transparent dans le visible (Park KC et al. « Nanotextured silica surfaces with robust superhydrophobicity and omnidirectional broadband supertransmissivity” ACS Nano. 6(5):3789-99; 2012). Des surfaces optiques utilisant des SWS sont donc des candidats idéaux pour réaliser des hublots de caméra, de jumelles ou de fenêtres antireflets dans des systèmes d’observation en milieux maritimes par exemple. Cependant ces microstructures sont rapidement dégradées dans des conditions d’utilisation difficiles (pluie, grêle, sablo-érosion…) ce qui limite fortement la durée des propriétés SH et AR de ces éléments optiques dans ces milieux-là. Afin de résoudre ce problème le document WO2020/178304 propose de déposer de manière conforme une fine couche homogène CP d’un matériau présentant une dureté importante, supérieure à la dureté du matériau Mat, tel qu’illustré FIG. 2 . Le rôle de cette couche CP est de rendre les SWS résistantes aux conditions d’environnement sévères. Le matériau dur est dans ce document choisi parmi : l’alumine de préférence en phase saphir, le DLC (pour « Diamond Like Carbon ») ou le ZrO 2 . Un exemple de réalisation est une structure AR sur la bande 8-12 µm avec des microstructures coniques de hauteur 3.2 µm en germanium et de pas 1.6 µm, recouvertes d’une couche d’alumine recuite. La couche conforme protège les microstructures, et il est considéré que les propriétés SH et AR sont maintenues. Cependant il s’avère que le dépôt d’une couche d’un matériau « dur » sur le réseau de cônes a tendance dans certains cas à perturber les propriétés optiques de la surface et ainsi à en diminuer la capacité d’antireflet. A noter en outre que la couche dure étant d’indice constant et les matériaux durs compatibles avec un réseau de cônes donné très limités, l’ajout de cette couche ne permet pas d’améliorer les performances optiques et hydrophobes du réseau de cônes, tout au plus au mieux elle conserve les performances du composant initial sans la couche. Un but de la présente invention est de remédier aux inconvénients précités en proposant un élément optique en SWS anti-reflet, super-hydrophobe, présentant toujours une haute résistante mécanique et aux performances améliorées. DESCRIPTION DE L’INVENTION La présente invention a pour objet un élément optique transparent à au moins une longueur d’onde d’utilisation, antireflet et super-hydrophobe, comprenant un réseau de microstructures primaires sub-longueur d’onde en un premier matériau et formées sur un substrat, les microstructures primaires présentant une forme conique ou tronconique, une première largeur et une première hauteur telles qu’un ratio entre la première largeur et la première hauteur est inférieur à ½, et un pas du réseau inférieur à la première hauteur de ladite microstructure primaire, le réseau de microstructures primaires présentant ainsi une surface structurée, ladite surface structurée étant au moins partiellement recouverte d’une pluralité de microstructures secondaires présentant une forme de nano-piliers ou de nano-cônes et étant en un deuxième matériau différent du premier matériau, le deuxième matériau présentant une dureté strictement supérieure à la dureté du premier matériau. Selon un mode de réalisation les microstructures secondaires recouvrent sensiblement toute la surface structurée. Selon un mode de réalisation le réseau de microstructures primaires est périodique, selon une maille carrée ou hexagonale. Selon un mode de réalisation une densité surfacique des microstructures secondaires dans les zones recouvertes est déterminée de sorte qu’un indice effectif de la pluralité de microstructures secondaires varie de manière monotone selon une direction verticale perpendiculaire au plan du substrat. Selon un mode de réalisation une densité surfacique des microstructures secondaires dans les zones recouvertes est déterminée de sorte qu’un indice effectif de la pluralité de microstructures secondaires soit compris entre l’indice de l’air et l’indice du substrat. Selon un mode de réalisation le deuxième matériau est choisi parmi : diamant, alumine, DLC, SiN. Selon un mode de réalisation le deuxième matériau est le diamant dopé au bore. Selon un mode de réalisation l’élément optique comprend en outre une couche de deuxième matériau disposée sur les structures primaires et sur laquelle sont disposées les microstructures secondaires. Selon un mode de réalisation la dureté du deuxième matériau est supérieure ou égale à 1.3 fois la dureté du premier matériau, la dureté étant mesurée sur l’échelle de Knoop. Selon un mode de réalisation la longueur d‘onde d’utilisation est comprise dans le visible ou le proche infrarouge, et la dureté du deuxième matériau est supérieure ou égale à 3 fois la dureté du premier matériau, la dureté étant mesurée sur l’échelle de Knoop. Selon un mode de réalisation la longueur d‘onde d’utilisation est comprise dans la bande MWIR (3-5 µm) ou LWIR (8-12 µm) et la dureté du deuxième matériau est supérieure ou égale à 5 fois la dureté du premier matériau, la dureté étant mesurée sur l’échelle de Knoop. Selon un mode de réalisation les microstructures secondaires sont agencées en forêt ou en herbe. L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un élément optique transparent à au moins une longueur d’onde d’utilisation, antireflet et super-hydrophobe. Selon un première variante le procédé comprend les étapes consistant à : disposer d’un réseau de microstructures primaires sub-longueur d’onde en un premier matériau et formées sur un substrat, les microstructures primaires présentant une forme conique ou tronconique, une première largeur et une première hauteur telles qu’un ratio entre la première largeur et la première hauteur est inférieur à ½, et un pas du réseau inférieur à la première hauteur de ladite microstructure primaire, le réseau de microstructures primaires présentant ainsi une surface structurée, déposer sur la surface structurée une couche d’un deuxième matériau différent du premier matériau et présentant une dureté strictement supérieure à celle du premier matériau, graver ladite surface structurée par des gravures plasma, ioniques, chimiques ou une combinaison de ces techniques de manière à ce que la surface structurée soit recouverte au moins partiellement d’une pluralité de microstructures secondaires présentant une forme de nano-piliers ou de nano-cônes. Selon un mode de réalisation la gravure est une gravure ionique réactive. Selon une deuxième variante le procédé comprend les étapes consistant à : disposer d’un réseau de microstructures primaires sub-longueur d’onde en un premier matériau et formées sur un substrat, les microstructures primaires présentant une forme conique ou tronconique, une première largeur et une première hauteur telles qu’un ratio entre la première largeur et la première hauteur est inférieur à ½, et un pas du réseau inférieur à la première hauteur de ladite microstructure primaire, le réseau de microstructures primaires présentant ainsi une surface structurée, déposer par évaporation ou pulvérisation cathodique un deuxième matériau selon une incidence oblique par rapport à la normale au substrat de manière à ce que la surface structurée soit recouverte au moins partiellement d’une pluralité de microstructures secondaires (MS2) présentant une forme de nano-piliers ou de nano-cônes, le réseau de microstructures primaires étant en rotation pendant l’étape de dépôt, le deuxième matériau étant différent du premier matériau et présentant une dureté strictement supérieure à celle du premier matériau. La description suivante présente plusieurs exemples de réalisation du dispositif de l’invention : ces exemples sont non limitatifs de la portée de l’invention. Ces exemples de réalisation présentent à la fois les caractéristiques essentielles de l’invention ainsi que des caractéristiques additionnelles liées aux modes de réalisation considérés. L’invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques, buts et avantages de celle-ci apparaîtront au cours de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexés donnés à titre d’exemples non limitatifs et sur lesquels : La FIG. 1 déjà citée illustre des microstructures antireflet et super hydrophobes connues de l’état de la technique. La FIG. 2 déjà citée illustre des microstructures antireflet, super hydrophobes et présentant une bonne tenue mécanique connues de l’état de la technique. La FIG. 3 illustre un élément optique selon l’invention avec des microstructures primaires coniques. La FIG. 4 illustre un élément optique selon l’invention avec des microstructures primaires tronconiques. La FIG. 4 illustre un mode de réalisation de l’élément optique selon l’invention dans lequel l’élément optique comprend une couche en deuxième matériau disposée sur les structures primaires et sur laquelle sont disposées les microstructures secondaires. La FIG. 5 illustre la transmission optique simulée en fonction de la longueur d’onde d’un élément composé de silice seule et pour 4 angles d’incidence 0°, 45°, 60° et 70°. La FIG. 6 illustre la transmission optique simulée en fonction de la longueur d’onde d’une structure avec des cônes seuls selon l’état de la technique pour ces mêmes 4 angles d’incidence 0°, 45°, 60° et 70° et pour une lumière non polarisée. La FIG. 7 illustre la transmission optique simulée en fonction de la longueur d’onde d’une structure avec des cônes recouverts d’une couche homogène de diamant de 150 nm d’épaisseur selon l’état de la technique selon l’état de la technique pour ces mêmes 4 angles d’incidence 0°, 45°, 60° et 70° et pour une lumière non polarisée. La FIG. 8 illustre le découpage de la structure en couches indicées i d’épaisseur 25 nm effectué pour la simulation. La couche n°1 est la couche d’air, puis suivent 6 couches (n°2 à 7) de diamant pour le cas [cônes + diamant homogène] ou 6 couches d’air pour le cas [cônes seuls], puis 20 couches (n°8 à 27) pour les cônes eux-mêmes en silice (et la couche de diamant le cas échéant), et une couche (n°28) pour le substrat Sub également en silice. La FIG. 9 illustre des exemples de couches pour la structure comportant seulement les cônes (plan de coupe horizontal selon la couche). La FIG. 10 illustre des exemples de couches pour la structure comportant les cônes recouverts d’une couche homogène de diamant (plan de coupe horizontal selon la couche), pour les couches n°1, n°2, n°8 et n°13. La FIG. 10 illustre des exemples de couches pour la structure comportant les cônes recouverts d’une couche homogène de diamant (plan de coupe horizontal selon la couche), pour les couches n°14, n°21, n°27 et n°28. La FIG. 11 illustre la variation de l’indice effectif pour les deux cas cônes seuls et cônes avec couche de diamant, en fonction du numéro de la couche. La FIG. 12 illustre la transmission de l’élément optique selon l’invention comprenant une forêt de piliers d’indice effectif équivalent de 1.3. La FIG. 13 illustre la transmission optique de la structure comportant des cônes seuls, pour des cônes agencés selon un pas de 200 nm. La FIG. 14 illustre la transmission optique de la structure comportant des cônes recouverts d’une couche homogène de diamant, pour des cônes agencés selon un pas de 200 nm. La FIG. 15 illustre la transmission optique de la structure comportant des cônes recouverts d’une forêt de piliers en diamant d’indice effectif 1.8, pour des cônes agencés selon un pas de 200 nm. La FIG. 16 illustre la transmission optique de la structure comportant des cônes recouverts d’une forêt de piliers en diamant d’indice effectif 1.3, pour des cônes agencés selon un pas de 200 nm. La FIG. 17 illustre une méthode de réalisation de l’élément optique selon l’invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION Par « vertical », on entend une direction Z perpendiculaire à la surface du substrat. Par « rapport d’aspect » R d’un objet on entend le rapport entre sa largeur L et sa hauteur H. Par largeur, on entend la plus grande dimension dans le plan tangent à la surface et par hauteur H on entend la plus grande dimension perpendiculaire à la tangente à la surface : R=L/H Par « transparent » on entend ici une transmission supérieure à 50%, préférentiellement 75% et encore préférentiellement 95 % à une longueur d’onde ou sur une gamme de longueur d’onde d’illumination. Par « nano-piliers » on entend de manière large une nanostructure allongée selon une direction D et pouvant présenter une forme de cylindre, pleine ou creuse, mais aussi de zigzag, d’hélice…La direction d’allongement D est soit la normale à la surface sur laquelle le nano-pilier est formé soit une direction inclinée par rapport au plan de cette surface. L’élément optique 10 selon l’invention est illustré figures 3 et 4. L’élément optique 10 est transparent à au moins une longueur d’onde d’utilisation λ0, ou dans une bande spectrale d’utilisation BS0 dans laquelle est comprise λ0. L’élément 10 est également antireflet pour la longueur d’onde d’utilisation (ou la bande BS0) et super hydrophobe. L’élément 10 comprend un réseau de microstructures primaires MS1 en un premier matériau M1 et formées sur un substrat Sub, les microstructures primaires présentant une forme conique ( FIG. 3 ) ou tronconique ( FIG. 4 ). La forme des microstructures primaires ou plots est définie par une première largeur L1 et une première hauteur H1 et elles sont distantes d’un premier pas p1. Les microstructures sont sub-λ et on a donc en première approximation : L1 En toute rigueur pour un maillage carré on a , où θ est l’angle d’incidence de l’illumination. Dans le cas d’un maillage hexagonal, on a L1 . De manière plus générale une condition permettant de couvrir différents types de maillage et d’illumination est : La forme conique ou tronconique, combinée au caractère sub-λ des microstructures primaires, assure la fonction antireflet (voir état de la technique). L’agencement des plots est aléatoire ou périodique. Dans le premier cas on définit le pas p1 comme étant la distance minimale entre le centre d’un plot quelconque du réseau et le centre de son plus proche voisin. Dans le deuxième cas, par réseau «périodique» de microstructures on entend des plots qui se répètent avec un pas fixe à ±10%. L’agencement périodique est typiquement selon une maille carrée ou hexagonale (meilleur taux de remplissage). Le rapport d’aspect R1 entre la largeur L1 et la hauteur H1 est inférieur à ½ et le pas du réseau p1 est inférieur à la première hauteur H1 : R1 = L1 / H1 ≤ 1/2 p1 ≤ H1 Ces deux propriétés sont nécessaires pour l’obtention du caractère hydrophobe de l’élément. En effet le pas p1 et le rapport d’aspect R1 impactent directement l’angle de contact entre l’eau et la surface structurée (voir état de la technique). Le réseau de microstructures primaires présente ainsi une surface structurée S, constituée de la surface des cônes et de la surface inter-cônes. L’ensemble de cônes constitue la structure primaire de l’élément 10. Globalement cette structure primaire est similaire à celle décrite précédemment dans l’état de la technique sur la FIG. 1 . Pour un bon comportement AR et SH on recherche une densité de plots élevée et un rapport d’aspect faible (≤1/2, préférentiellement ≤1/3, préférentiellement ≤1/6). Pour un réseau non périodique la distance minimale d’un cône à son plus proche voisin est préférentiellement comprise entre H1/3 et 2.H1/3. Selon un mode de réalisation les cônes des microstructures primaires sont jointifs. On définit la première densité surfacique DS1, ou taux de remplissage surfacique, des premières microstructures MS1 comme la proportion de la surface totale du substrat occupée par la base des cônes MS1. Dans le cas d’un maillage hexagonal de cônes et des cônes jointifs, elle est théoriquement de 0.9, mais est pratiquement limitée à 0.7. Dans l’élément optique 10 selon l’invention la surface structurée S est en outre au moins partiellement recouverte d’une pluralité de microstructures secondaires MS2 présentant une forme de nano-piliers ou de nano-cônes. Ces piliers ou ces cônes sont par exemple des nanofils (« nanowires » NW en anglais) ou des nanopics (« nanospikes » en anglais) en un matériau M2 différent du matériau M1. Par la suite on utilisera le terme générique de « nano-pilier » qui regroupe les différentes formes possibles des micro/nano structures secondaires. Selon un mode de réalisation l’agencement des microstructures MS2 est assez compact et aléatoire, et est alors couramment dénommé « forêt » ou « herbe » (« grass » en anglais). Les microstructures secondaires constituent la structure dite secondaire disposée sur la structure primaire. L’élément 10 présente ainsi une structure dite hiérarchisée. Ces nano-piliers présentent typiquement une largeur L2 comprise entre 1 et 50 nm et une hauteur H2 comprise entre 50 nm et 500 nm, voir plus (des forêts de nano-piliers d’une hauteur de l’ordre du micron sont réalisables). Ils présentent préférentiellement un rapport d’aspect R2 ≤ 1/5, voir 1/10 et jusqu’à 1/100 ou plus. Pour le cas d’une « forêt » l’agencement des nano-piliers n’est pas périodique mais aléatoire et les nano-piliers ne sont pas nécessairement tous identiques et/ou de même hauteur. Enfin le deuxième matériau M2 présente une dureté strictement supérieure à la dureté du premier matériau M1 des plots. La dureté des matériaux M1 et M2 s’entend ici pour le matériau massif (« bulk »). De manière assez contre-intuitive, les inventeurs ont établi que le remplacement d’une couche dure homogène recouvrant l’élément (voir état de la technique) par un ensemble structuré d’échelle plus petite que les structures MS1, également dénommé microstructures secondaires, permet de maintenir une bonne dureté de l’élément. La présence de la forêt de nano-piliers assure une bonne protection mécanique de la structure primaire. Il s’avère en outre que cette structuration secondaire à une échelle inférieure à la structuration primaire permet d’obtenir de meilleurs résultats optiques que la couche dure homogène, et donc de pallier ses inconvénients. En effet la structuration secondaire se comporte comme une couche artificielle secondaire présentant un indice effectif intermédiaire entre l’air et le matériau M1 et/ou le substrat. Par ailleurs ce deuxième niveau de structuration accroit les performances fluidiques, notamment augmente l’hydrophobie. Ainsi l’élément optique selon l’invention réalise un revêtement i) présentant une résistance mécanique renforcée afin de limiter les problèmes d’érosion/abrasion lors de l’implémentation des optiques en milieu sévère ii) présentant une propriété AR accrue en angle d’incidence par rapport à la couche dure homogène iii) présentant une hydrophobie renforcée. Selon un mode de réalisation le premier matériau M1 est identique au matériau du substrat. Ceci est par exemple le cas lorsque les cônes sont directement réalisés sur un substrat par masquage et gravure. Selon un autre mode de réalisation M1 est différent du matériau du substrat. L’invention s’applique dans des bandes spectrales d’utilisation telles que le visible/proche infrarouge, la bande MWIR (3-5 µm) ou LWIR (8-12 µm). Les dimensions des structures MS1 et MS2 ainsi que le pas du réseau de MS1 sont adaptés en fonction de la bande spectrale d’utilisation. Pour le visible/proche IR le substrat et les structures MS1 sont par exemple en silice ou en BK7, et le matériau M2 est typiquement choisi parmi l’alumine (préférentiellement recuite en saphir) ou le diamant. Pour la bande MWIR [3-5 µm] le substrat/MS1 est par exemple le silicium et le matériau M2 est typiquement choisi parmi l’alumine (préférentiellement recuite en saphir), le diamant, le DLC (« Diamond Like Carbon), le SiN. Pour la bande LWIR le substrat/MS1 est par exemple le germanium et le matériau M2 est typiquement choisi parmi le diamant ou le DLC. Des exemples de dureté des différents matériaux sont donnés dans le tableau I ci-dessous. Matériau Dureté de K noop (kg/mm 2 ). Silice fondue 500 N-BK7 610 Silicium 1150 Germanium 780 Diamant 7000 Saphir 2200 DLC 1026100 SiN 1500-2000 Tableau I Pour une protection renforcée préférentiellement le deuxième matériau présente une dureté supérieure ou égale à 1.3 fois la dureté de matériau M1, la dureté étant mesurée sur l’échelle de Knoop (kg/mm 2 ). Avec du diamant sur du verre (silice ou N-BK7) on constate que le ratio des duretés est supérieur ou égal à 10. Pour du saphir sur du verre ce ratio est supérieur ou égal à 3. Ainsi dans la bande visible/proche IR le ratio des duretés est préférentiellement supérieur ou égal à 3. Avec du diamant sur du germanium on constate que le ratio des duretés est supérieur ou égal à 8. Pour du DLC (avec une dureté accessible d’au moins 4000) sur du germanium ce ratio est supérieur à 5. Ainsi dans la bande LWIR le ratio des duretés est préférentiellement supérieur ou égal à 5. Pour la bande MWIR, le silicium étant assez dur, le ratio des duretés est préférentiellement supérieur ou égal à 1.3 pour le cas du SiN et à 5 dans le cas du diamant. Ainsi un matériau M2 particulièrement bien adapté pour la réalisation des MS2 est le diamant, qui présente une dureté très élevée (très bonne résistance mécanique) et avec lequel on peut réaliser une forêt de nano-piliers avec des méthodes compatibles grande surface et surface courbe. Le diamant est en outre transparent sur l’ensemble des bandes spectrales d’intérêt. Selon un mode de réalisation le diamant est dopé au Bore, ce qui assure un caractère autonettoyant à l’élément. Selon un mode de réalisation préféré les microstructures secondaires MS2 recouvrent toute la surface structurée, c’est-à-dire la surface des cônes et la surface inter-cônes. C’est la meilleure configuration pour la dureté (les cônes sont protégés), l’hydrophobie, ou la super-hydrophobie. Selon un mode de réalisation illustré FIG. 4 , pour le cas non limitatif dans lequel le substrat et les microstructures primaires sont dans un même matériau M1, l’élément optique comprend une couche LM2 en deuxième matériau M2 disposée sur les structures primaires, et sur laquelle sont disposées les microstructures secondaires. La couche LM2 est par exemple une couche résiduelle résultant du procédé de fabrication des microstructures secondaires et qui recouvre toute la surface S. Son épaisseur est typiquement comprise entre quelques nanomètres et quelques centaines de nm. Les propriétés de l’élément optique selon l’invention sont mises en évidence dans l’exemple ci-dessous. On considère une structure AR dans le visible/proche IR sur la bande [400 nm – au moins 1µm], les cônes et le substrat (M1) sont en silice (indice ns = n1 = 1.45), les cônes sont agencés selon un maillage hexagonal périodique de période p1 = 150 nm. Les cônes sont jointifs et on a donc L1 = p1 = 150 nm avec DS1 = 0.9. La hauteur H1 = 500 nm, on a donc R1 = 0.3. La forêt est constituée de nanofils en diamant (n2 = 2.4). L’indice effectif de la forêt neff/f est lié à la densité surfacique de remplissage DS2 des nanofils sur la surface recouverte. La transmission en fonction de la longueur d’onde (bande spectrale [0.4–1 µm]) d’un élément composé de silice seule est rappelée pour mémoire sur la FIG. 5 pour 4 angles d’incidence 0°, 45°, 60° et 70° pour une lumière incidente non polarisée. La lumière incidente est non polarisée. A 70° la transmission chute en dessous de 85%. La FIG. 6 illustre la transmission simulée de la structure avec les cônes MS seuls pour ces mêmes 4 angles d’incidence. La transmission reste au-dessus de 98% sauf pour 70° ou elle est à 92%. Le caractère AR apparait clairement en comparaison avec la FIG. 5 . La FIG. 7 illustre la transmission avec les cônes MS recouverts d’une couche homogène de diamant CP (nd = 2.4) de 150 nm d’épaisseur selon l’état de la technique. En comparaison avec la FIG. 6 la transmission chute, de manière très notable à 70°. Ainsi la présence de la couche homogène en diamant perturbe la fonction AR et dégrade ses performances. La simulation a été effectuée en découpant la structure par couches indicées i de 25 nm et en calculant pour chaque couche l’indice effectif correspondant. Comme illustré FIG. 8 la couche n°1 est la couche d’air, puis suivent 6 couches (n°2 à 7) de diamant pour le cas [cônes + diamant homogène] ou 6 couches d’air pour le cas [cônes seuls], puis 20 couches (n°8 à 27) pour les cônes eux-mêmes en silice (et la couche de diamant le cas échéant), et une couche (n°28) pour le substrat Sub également en silice. Des exemples de couches pour le cas [cônes seuls] est illustré FIG. 9 . Des exemples de couches pour le cas [cônes + diamant homogène] est illustré FIG. 10 (couches n°1, n°2, n°8 et n°13) et FIG. 10 (couches n°14, n°21, n°27 et n°28). Il s’agit de coupes horizontales selon la couche en question. La FIG. 11 illustre la variation de l’indice effectif pour les deux cas en fonction du n°i de la couche. L’indice effectif varie de manière monotone pour le cas du cône seul (courbe 10) et comporte un point de cassure pour le cas [cônes + diamant homogène] (courbe 20) correspondant à la zone notée 80 sur la FIG. 8 . La FIG. 11 illustre également l’évolution de l’indice effectif lorsque la couche homogène de diamant est remplacée par une forêt de piliers d’indice effectif relié à la densité de remplissage surfacique des piliers, de manière à former un élément 10 selon l’invention. Trois indices effectifs neff/f de 1.3 (courbe 13), 1.5 (courbe 15) et 1.8 (courbe 18) sont étudiés, correspondant respectivement à une densité de remplissage surfacique de 35%, 52% et 72%. La courbe 13 est celle qui permet d’obtenir une variation monotone de l’indice effectif neff/f selon un axe vertical (c’est-à-dire perpendiculaire au plan substrat), ce qui conduit aux meilleures performances optiques. Ainsi préférentiellement la densité DS2 est déterminée de sorte que l’indice effectif neff/f présente une variation monotone selon la direction verticale. Selon un mode de réalisation permettant d’assurer une variation monotone, la densité surfacique DS2 des microstructures secondaires dans les zones recouvertes est déterminée de sorte que son indice effectif soit compris entre l’indice de l’air et l’indice du substrat ns : 1 La FIG. 12 illustre la transmission de l’élément 10 selon l’invention comprenant une forêt de piliers d’indice effectif équivalent neff/f de 1.3. Les performances sont très nettement améliorées par rapport à la FIG. 7 (avec couche homogène de diamant) mais également légèrement améliorées par rapport à la FIG. 6 (cônes seuls). Ainsi la présence d’une forêt de nano-piliers en diamant permet à la fois de renforcer la tenue mécanique du composant et de retrouver pleinement les performances optiques de l’antireflet, voire de les améliorer par rapport à des cônes sans revêtement. Les figures 13, 14, 15 et 16 illustrent un autre avantage de la forêt de nanostructures. Elles montrent la transmission optique de la structure respectivement [cônes seuls] ( FIG. 13 ), [cônes + diamant homogène] ( FIG. 14 ), [cônes + forêt/neff/f = 1.8] ( FIG. 15 ), [cônes + forêt/neff/f = 1.3] ( FIG. 16 ) mais avec des cônes agencés selon un pas p1 de 200 nm (au lieu de 150 nm pour les figures 5-7). En termes de fabrication, des cônes plus espacés sont plus faciles à fabriquer. Les performances sont maintenues avec la forêt, et un indice effectif de 1.8 produit également de bons résultats. On remarque également sur la FIG. 15 que pour ce pas de cônes des effets interférentiels additionnels viennent encore dégrader la transmission optique du cas [cônes + diamant homogène]. Ainsi avec les micro/nanostructures secondaires on a relâché certaines contraintes sur le pas de l’agencement des cônes par rapport à la couche homogène. Des méthodes de réalisation « d’herbe » ou de « forêt » de nanopiliers ont été décrites pour des surfaces planes, et sont applicables à la surface structurée S de la structure primaire. Des méthodes de réalisation de microstructures primaires et secondaires selon l’invention sont également réalisables sur des substrats courbes. L’herbe ou forêt de nano-piliers ou nano-pics peut prendre des formes et structures différentes selon la méthode de réalisation employée. Selon un autre aspect l’invention concerne un procédé de fabrication d’un élément optique transparent à une longueur d’onde d’utilisation, antireflet et super-hydrophobe. Pour cela dans une première étape il convient de disposer d’un réseau de microstructures primaires MS1 en un premier matériau M1 et formées sur un substrat Sub. Les microstructures primaires présentent une forme conique ou tronconique, une largeur L1 et une hauteur H1 telles que L1/H1 ≤ ½ , un pas du réseau p1 ≤H1, et on a L1 Pour le cas dans lequel les cônes sont réalisés dans le matériau du substrat cette étape revient à micro/nano-structurer le réseau de plots sur la surface du substrat. Selon une première variante on dépose ensuite sur la surface structurée une couche d’un deuxième matériau M2 différent du premier matériau M1 et présentant une dureté strictement supérieure à celle du premier matériau. Différentes techniques de dépôt peuvent être utilisées, par exemple un dépôt de type CVD (Chemical Vapor Depostion) ou ALD (Atomic Layer Depostion). Préférentiellement la couche déposée est homogène et recouvre l’ensemble de la surface structurée des cônes (surface des cônes et surface inter-cônes). Puis on grave la surface structurée recouverte de la couche de M2 par des gravures plasma, ioniques, chimiques ou une combinaison de ces techniques, de manière à ce que la surface structurée soit recouverte au moins partiellement d’une pluralité de microstructures secondaires MS2 présentant une forme de nano-piliers ou de nano-cônes. Préférentiellement une fois les microstructures secondaires réalisées, on procède à une étape de « silanisation » pour augmenter encore l’hydrophobie. Cette étape consiste typiquement à déposer une couche de silane sur l’élément optique. L’augmentation de l’hydrophobie peut également être obtenue par le dépôt d’une couche d’un composé fluoré. Selon un mode de réalisation la gravure est une gravure ionique réactive. Le document de Yoon et al « Insights into the reactive ion etching mechanism of nanocrystalline diamond films as a function of film microstructure and the presence of fluorine gaz”, Journal of Applied Physiscs 107, 044313 (2010), décrit une méthode de réalisation d’une herbe de diamant sur du silicium. La couche de diamant est déposée par CVD, puis est gravée par ICP (Inductively Coupled Plasma) avec un plasma de dioxygène. Dans ce document le procédé a été mis en œuvre sur un substrat plan de silicium mais cette méthode est applicable à un substrat de silicium structuré par des cônes, comme illustré FIG. 17 : A: dépôt de la couche de diamant CD sur la surface S structurée ; B: gravure pour l’obtention des nano-piliers. En C est illustrée l’herbe de nano-piliers en diamant obtenue par la publication précitée. Selon une deuxième variante on utilise la technologie dite GLAD pour Glancing Angle Deposition. Dans cette variante on dépose par évaporation ou pulvérisation cathodique le deuxième matériau M2 selon une incidence oblique par rapport à la normale au substrat. Lors du dépôt le réseau de microstructures primaires est en rotation pendant l’étape de dépôt. De nombreuses publications ont montré que l’on pouvait ainsi réaliser une nano-structuration du matériau déposé. Avec cette technique on peut obtenir des formes allongées variées : zigzag, hélice, cylindre plein ou creux avec des parois…La direction de la structure allongée est soit perpendiculaire soit oblique par rapport au plan sur lequel elle est déposée. Pour l’invention la forme des nanostructures secondaires, leur inclinaison, leur densité ou leur répartition (aléatoire ou pas) n’est pas un paramètre dimensionnant. Ce qui compte c’est l’indice effectif résultant de l’arrangement des nanostructures. Elément optique (10) transparent à au moins une longueur d’onde d’utilisation (λ0), antireflet et super-hydrophobe, comprenant un réseau de microstructures primaires (MS1) sub-longueur d’onde en un premier matériau (M1) et formées sur un substrat (Sub), les microstructures primaires présentant une forme conique ou tronconique, une première largeur (L1) et une première hauteur (H1) telles qu’un ratio entre la première largeur et la première hauteur est inférieur à ½, et un pas du réseau (p1) inférieur à la première hauteur (H1) de ladite microstructure primaire, le réseau de microstructures primaires présentant ainsi une surface structurée (S), ladite surface structurée étant au moins partiellement recouverte d’une pluralité de microstructures secondaires (MS2) présentant une forme de nano-piliers ou de nano-cônes et étant en un deuxième matériau (M2) différent du premier matériau, le deuxième matériau présentant une dureté strictement supérieure à la dureté du premier matériau. Elément optique selon la revendication 1, dans lequel les microstructures secondaires recouvrent toute la surface structurée. Elément optique selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le réseau de microstructures primaires est périodique, selon une maille carrée ou hexagonale. Elément optique selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel une densité surfacique (DS2) des microstructures secondaires dans les zones recouvertes est déterminée de sorte qu’un indice effectif de la pluralité de microstructures secondaires (neff/f) varie de manière monotone selon une direction verticale perpendiculaire au plan du substrat. Elément optique selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel une densité surfacique (DS2) des microstructures secondaires dans les zones recouvertes est déterminée de sorte qu’un indice effectif de la pluralité de microstructures secondaires (neff/f) soit compris entre l’indice de l’air et l’indice du substrat (ns). Elément optique selon l’une des revendications précédentes dans lequel le deuxième matériau est choisi parmi : diamant, alumine, DLC, SiN. Elément optique selon l’une des revendications précédentes dans lequel le deuxième matériau est le diamant dopé au bore. Elément optique selon l’une des revendications précédentes comprenant en outre une couche (LM2) de deuxième matériau disposée sur les structures primaires et sur laquelle sont disposées les microstructures secondaires. Elément optique selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel la dureté du deuxième matériau est supérieure ou égale à 1.3 fois la dureté du premier matériau, la dureté étant mesurée sur l’échelle de Knoop. Elément optique selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel la longueur d‘onde d’utilisation est comprise dans le visible ou le proche infrarouge, et dans lequel la dureté du deuxième matériau est supérieure ou égale à 3 fois la dureté du premier matériau, la dureté étant mesurée sur l’échelle de Knoop. Elément optique selon l’une des revendications 1 à 9 dans lequel la longueur d‘onde d’utilisation est comprise dans la bande spectrale [3-5 µm] ou la bande spectrale [8-12 µm] et dans lequel la dureté du deuxième matériau est supérieure ou égale à 5 fois la dureté du premier matériau, la dureté étant mesurée sur l’échelle de Knoop. Elément optique selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel les microstructures secondaires sont agencées en forêt ou en herbe. Procédé de fabrication d’un élément optique (10) transparent à au moins une longueur d’onde d’utilisation (λ0), antireflet et super-hydrophobe, comprenant les étapes consistant à : disposer d’un réseau de microstructures primaires (MS1) sub-longueur d’onde en un premier matériau (M1) et formées sur un substrat (Sub), les microstructures primaires présentant une forme conique ou tronconique, une première largeur (L1) et une première hauteur (H1) telles qu’un ratio entre la première largeur et la première hauteur est inférieur à ½, et un pas du réseau (p1) inférieur à la première hauteur (H1) de ladite microstructure primaire, le réseau de microstructures primaires présentant ainsi une surface structurée (S), déposer sur la surface structurée une couche d’un deuxième matériau différent du premier matériau et présentant une dureté strictement supérieure à celle du premier matériau, graver ladite surface structurée par des gravures plasma, ioniques, chimiques ou une combinaison de ces techniques de manière à ce que la surface structurée soit recouverte au moins partiellement d’une pluralité de microstructures secondaires (MS2) présentant une forme de nano-piliers ou de nano-cônes. Procédé selon la revendication précédente dans lequel la gravure est une gravure ionique réactive. Procédé de fabrication d’un élément optique (10) transparent à une longueur d’onde d’utilisation (λ0), antireflet et super-hydrophobe, comprenant les étapes consistant à : disposer d’un réseau de microstructures primaires (MS1) sub-longueur d’onde en un premier matériau (M1) et formées sur un substrat (Sub), les microstructures primaires présentant une forme conique ou tronconique, une première largeur (L1) et une première hauteur (H1) telles qu’un ratio entre la première largeur et la première hauteur est inférieur à ½, et un pas du réseau (p1) inférieur à la première hauteur (H1) de ladite microstructure primaire, le réseau de microstructures primaires présentant ainsi une surface structurée (S), déposer par évaporation ou pulvérisation cathodique un deuxième matériau (M2) selon une incidence oblique par rapport à la normale au substrat de manière à ce que la surface structurée soit recouverte au moins partiellement d’une pluralité de microstructures secondaires (MS2) présentant une forme de nano-piliers ou de nano-cônes, le réseau de microstructures primaires étant en rotation pendant l’étape de dépôt, le deuxième matériau étant différent du premier matériau et présentant une dureté strictement supérieure à celle du premier matériau.