Brevet FR3154343A1 — publié le 20250425

TITRE : Pare-brise comprenant une plaque de protection La présente invention concerne un pare-brise (3), comprenant une plaque de protection (9), agencée au niveau d'une zone sensible dudit pare-brise, la zone sensible représentant une surface inférieure à 5% de la surface totale dudit pare-brise (3), ladite plaque de protection étant réalisée en céramique transparente ou dans un matériau monocristallin transparent présentant une dureté Vickers supérieure à 10 GPa. Figure d’abrégé : Figure 2 Pare-brise comprenant une plaque de protection Domaine de l'invention La présente invention concerne un pare-brise, comprenant une plaque de protection destinée à protéger une zone sensible dudit pare-brise, en particulier contre les rayures et/ou les chocs. La présente invention concerne également un véhicule équipé d’un tel pare-brise. Art antérieur Le saphir est le deuxième matériau le plus dur sur l'échelle de Mohs, après le diamant. Cette propriété le rend particulièrement intéressant pour créer des films anti-rayures ou des armures anti-projectiles. A titre d’exemple, le document WO 2006135832 décrit une armure comprenant du saphir. Cette armure est en particulier destinée à protéger un véhicule militaire. Cette armure crée un blindage, qui permet d’éviter la pénétration de projectiles. Le document WO2014078524 décrit un dispositif électronique, tel qu’un téléphone portable (ou Smartphone), dont l’écran est équipé d'un film de saphir. Ce film permet de protéger l’écran contre les rayures et les chocs. Inconvénients de l’art antérieur Un inconvénient de tels films ou armures est que le saphir est un matériau coûteux, car il doit être synthétisé sous forme de monocristal à partir d'un bain fondu. La température de fusion est supérieure à 2000 °C, ce qui rend le processus de croissance très coûteux. En conséquence, à l’heure actuelle, l’utilisation de tels films ou armures est limitée à des applications militaires ou à des produits haut de gamme. Il existe donc un besoin d'un dispositif de protection, qui fournisse une protection anti-rayures et/ou antichocs, et qui présente un coût réduit lui permettant d’être utilisé sur une plus large gamme de produits. Ces objectifs, ainsi que d’autres qui apparaîtront plus clairement par la suite, sont atteints à l’aide d’un pare-brise, comprenant une plaque de protection, agencée au niveau d'une zone sensible du pare-brise, la zone sensible représentant une surface inférieure à 5% de la surface totale du pare-brise, la plaque de protection étant réalisée en céramique transparente ou dans un matériau monocristallin transparent présentant une dureté Vickers supérieure à 10 GPa. Selon un mode de réalisation de l’invention, la plaque de protection est collée sur la surface extérieure du pare-brise, au niveau de la zone sensible. Selon un autre mode de réalisation, la plaque de protection est insérée et collée dans un renfoncement usiné dans le pare-brise ou dans une ouverture découpée dans pare-brise. Selon un mode de réalisation particulier du mode de réalisation précédent, le pare-brise est usiné pour créer un renfoncement dans l'épaisseur du pare-brise, au niveau de la zone sensible, la plaque de protection étant insérée et collée dans le renfoncement. Selon un autre mode de réalisation particulier, le pare-brise est découpé pour créer une ouverture dans le pare-brise, au niveau de la zone sensible, la plaque de protection étant insérée et collée dans l’ouverture. Selon un autre mode de réalisation, le pare-brise est réalisé en verre feuilleté. Dans ce cas, avantageusement, la feuille externe du pare-brise est découpée au niveau de la zone sensible, la plaque de protection étant insérée et collée dans la découpe de la feuille externe. La feuille interne du pare-brise peut en outre être découpée au niveau de la zone sensible, une deuxième plaque de protection étant insérée et collée dans la découpe de la feuille interne. La plaque de protection peut être réalisée en céramique transparente à base d'oxynitrure d'aluminium. En variante, la plaque de protection peut être réalisée dans un matériau monocristallin transparent choisi parmi le spinelle d'aluminate de magnésium, l'oxyde d'aluminium monocristallin, l'oxyde ou hydroxyde d'aluminium, et le silicate de zirconium. L’invention propose également un véhicule, comportant : un pare-brise tel que défini ci-dessus, et au moins un dispositif d’acquisition de données disposé derrière le pare-brise, ledit au moins un dispositif d’acquisition de données étant agencé pour capter, à travers le pare-brise, des données provenant de l'extérieur du véhicule, la zone sensible dudit pare-brise étant disposée au droit dudit au moins un dispositif d’acquisition de données. Le véhicule peut-être un véhicule autonome. Liste des figures L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante de modes de réalisation préférentiels, donnée à titre de simple exemple figuratif et non limitatif, et accompagnée des figures parmi lesquelles : FIG. 1 est une vue en perspective d’un véhicule ; FIG. 2 est une vue partielle en coupe transversale d’un pare-brise du véhicule de la FIG. 1 , selon un premier mode de réalisation de l’invention ; FIG. 3 est une vue similaire à la FIG. 2 , le pare-brise étant réalisé en verre feuilleté ; FIG. 4 est une vue partielle en coupe transversale d’un pare-brise du véhicule de la FIG. 1 , selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ; FIG. 5 est une vue similaire à la FIG. 4 , le pare-brise étant réalisé en verre feuilleté ; FIG. 6 est une vue partielle en coupe transversale d’un pare-brise du véhicule de la FIG. 1 , selon un troisième mode de réalisation de l’invention ; FIG. 7 est une vue similaire à la FIG. 6 , le pare-brise étant réalisé en verre feuilleté ; et FIG. 8 est une vue partielle en coupe transversale d’un pare-brise du véhicule de la FIG. 1 , selon un quatrième mode de réalisation de l’invention. Description détaillée de modes de réalisation de l’invention Véhicule La FIG. 1 représente un véhicule 1. Dans l’exemple, le véhicule 1 est un véhicule automobile. De manière générale, l’invention peut être appliquée à tout type de véhicule, notamment un véhicule routier (voiture, utilitaire, camion, transport en commun : bus, car, etc.) ou ferroviaire (train, métros, tramway, etc.). L'invention peut également être appliquée à un avion ou à un véhicule industriel ou militaire. Le véhicule 1 comprend un habitacle 2, un pare-brise avant 3, et un pare-brise arrière 4, également appelé lunette arrière. Le véhicule 1 peut-être un véhicule autonome, semi-autonome ou non-autonome. Dans la suite de la description, on décrit plus en détails le pare-brise avant 3. Le pare-brise arrière 4 du véhicule 1 peut être réalisé de manière similaire, et ne sera donc pas décrit en détails. Le pare-brise 3 peut être réalisé en verre feuilleté. On appelle « verre feuilleté » un verre comportant au moins une feuille externe 5 et une feuille interne 6, fixées entre elles par un intercalaire de feuilletage 7. L’intercalaire de feuilletage 7 peut par exemple être réalisé en polymère, en polyvinylbutyral (PVB), en polyuréthane (PU), en thermoplastique sans plastifiant tel que le copolymère éthylène/acétate de vinyle (EVA), ou en résine ionomère. De façon connue, le pare-brise 3 peut dans ce cas être obtenu par feuilletage à chaud des différentes couches 5, 6, 7. Le pare-brise 3 peut être bombé. Dans le cas d’un véhicule automobile, dans la zone du dispositif d’acquisition de données, le pare-brise présente généralement un rayon de courbure horizontal supérieur ou égal à 0,9 m et un rayon de courbure vertical supérieur ou égal à 0,5 m. Ces valeurs sont données à titre d’exemple et dépendent de l’application envisagée pour le pare-brise. Le véhicule 1 comporte en outre un dispositif d’acquisition de données 8. En variante, le véhicule 1 peut comporter plusieurs dispositifs d’acquisition de données. Le dispositif d’acquisition de données 8 est fixé, par exemple via une platine, derrière le pare-brise 3, face à une zone qui se situe de préférence dans la partie centrale et supérieure du pare-brise 3. Le dispositif d’acquisition de données 8 peut être un capteur configuré pour détecter la présence d'au moins un objet dans un environnement extérieur du véhicule 1. Le capteur est alors configuré pour scanner l'environnement extérieur du véhicule 1, par exemple grâce à l'émission d'ondes radars. Le dispositif d’acquisition de données 8 peut également être une caméra, configurée pour capter des images de l'environnement extérieur du véhicule 1. La caméra peut être une caméra haute définition, dite caméra HD, une caméra infrarouge ou proche infrarouge, ou une caméra thermique. De manière générale, le dispositif d’acquisition de données 8 désigne ici tout dispositif permettant l’acquisition de données provenant de l’extérieur du véhicule 1. L’utilisation de plusieurs dispositifs d’acquisition de données 8, notamment la combinaison d’au moins un capteur et d’au moins une caméra, permet d’augmenter le niveau de sécurité. Plaque de protection Le pare-brise 3 comprend une plaque de protection 9. L’épaisseur de la plaque de protection 9 est par exemple comprise entre 25 µm et 1 mm. La plaque de protection 9 peut présenter une forme quelconque, en particulier circulaire, ovale, ellipsoïdale, rectangulaire, carrée ou polygonale. La plaque de protection 9 est agencée au niveau d'une zone sensible du pare-brise 3. Une zone sensible du pare-brise 3 est par exemple située au droit du dispositif d’acquisition de données 8. Une telle zone est particulièrement sensible aux rayures, car tout défaut optique dans le champ de vision du dispositif d’acquisition de données 8 peut altérer son fonctionnement. Or, la fiabilité du dispositif d’acquisition de données 8 est importante, en particulier dans le cas d’un véhicule 1 semi-autonome ou autonome. La surface de la zone sensible dépend de la taille du ou des dispositif(s) d’acquisition de données 8, mais reste petite par rapport à la surface totale du pare-brise 3. La zone sensible représente par exemple une surface comprise entre 0,1% et 5% de la surface totale du pare-brise 3, de préférence une surface comprise entre 0,1% et 1% de la surface totale du pare-brise 3. La plaque de protection 9 présente une surface lui permettant de couvrir la zone sensible. Cette surface est par exemple comprise entre 5 mm² et 3000 mm². La zone sensible présente avantageusement une surface sensiblement plane. En effet, une plaque de protection 9 plane est plus simple et moins coûteuse à réaliser, et la courbure de la zone sensible doit alors être suffisamment faible pour permettre le collage. De manière générale, plus la plaque de protection 9 est petite, plus la courbure de la zone sensible peut être grande sans gêner le collage. La courbure maximale acceptable C max de la zone sensible peut par exemple être définie comme étant égale à C max = 0,5 mm / a², où a désigne la dimension la plus grande de la plaque de protection 9. Le rayon de courbure minimal correspondant est alors égal à 1 / C max . Pour une plaque de protection 9 dont dimension la plus grande est égale à 10 mm, cela donne un rayon de courbure de 0,2 m, et pour une plaque de protection 9 dont dimension la plus grande est égale à 100 mm, cela donne un rayon de courbure de 20 mm. La plaque de protection 9 peut être réalisée en céramique transparente, par exemple en céramique transparente à base d'oxynitrure d'aluminium (ALON). La plaque de protection peut en variante être réalisée dans un matériau monocristallin transparent présentant une dureté Vickers supérieure à 10 GPa. Un procédé de mesure de dureté Vickers est connu en soi et standardisé, notamment par la norme EN 6507. Il ne sera donc pas décrit en détail ici. Le résultat de la mesure de dureté Vickers peut être exprimé en kilogramme-force par millimètre carré (kgf/mm²), également appelé « nombre HV ». Le résultat de la mesure de dureté Vickers peut également être exprimé en pascal. Pour convertir le nombre de dureté Vickers en pascal, le nombre de dureté en kilogrammes-force par millimètre carré (kgf/mm²) doit être multiplié par la gravité standard (9.81), pour obtenir la dureté en MPa (N/mm²). Un tel matériau monocristallin transparent peut par exemple être choisi parmi le spinelle d'aluminate de magnésium (Spinelle), l'oxyde d'aluminium monocristallin (Saphir), l'oxyde ou hydroxyde d'aluminium (Alumine), ou le silicate de zirconium (Zircon). Selon un premier mode de réalisation, représenté sur les Figures 2 et 3, la plaque de protection 9 est collée sur la surface extérieure du pare-brise 3, au niveau de la zone sensible. Selon un deuxième mode de réalisation, représenté sur les Figures 4 et 5, le pare-brise 3 est usiné pour créer un renfoncement 10 dans l'épaisseur du pare-brise 3, au niveau de la zone sensible. La plaque de protection 9 est alors insérée et collée dans le renfoncement 10. Le renfoncement 10 est par exemple réalisé avec une fraise. Sa profondeur est adaptée pour que la surface extérieure de la plaque de protection 9 soit au même niveau que la surface extérieure du verre. Dans le deuxième mode de réalisation, lorsque le pare-brise 3 est réalisé en verre feuilleté, l’usinage peut être réalisé par une découpe de la feuille externe 5 du pare-brise 3 au niveau de ladite zone sensible. La plaque de protection 9 est alors insérée et collée dans le renfoncement 10 formé par la découpe de la feuille externe 5. Cette découpe peut être réalisée avant le montage du verre feuilleté, ou après. Selon un troisième mode de réalisation, représenté sur les Figures 6 et 7, le pare-brise 3 est découpé pour créer une ouverture 11 dans le pare-brise 3, au niveau de la zone sensible. La plaque de protection 9 est alors insérée et collée dans ladite ouverture 11. La FIG. 8 représente un quatrième mode de réalisation, dans lequel le pare-brise 3 est réalisé en verre feuilleté. Ici, la feuille externe 5 du pare-brise 3 est découpée au niveau de la zone sensible. Une première plaque de protection 9A est alors insérée et collée dans la découpe 10A de la feuille externe 5. De plus, dans le quatrième mode de réalisation, la feuille interne 6 du pare-brise 3 est également découpée au niveau de la zone sensible. Une deuxième plaque de protection 9B est alors insérée et collée dans la découpe 10B de la feuille interne 6. Dans les différents modes de réalisation ci-dessus, le collage de la plaque de protection 9 peut être effectué à l'aide d'une variété de moyens mécaniques ou chimiques. On peut citer, notamment, des adhésifs durcis à chaud, des adhésifs durcis par rayonnement, des adhésifs durcis par le temps, des adhésifs durcis chimiquement et/ou des adhésifs durcis par catalyseur, par exemple, des polyuréthanes, des polyuréthanes thermoplastiques, des époxydes, des silicones, du butyral de polyvinyle, du cyanoacrylate, et des adhésifs à base de métal. Du verre fondu ou d'autres matériaux peuvent également être utilisés comme colle. Un critère de choix est de faire correspondre optiquement le verre et la plaque de protection 9, de manière à limiter au maximum les distorsions optiques. Le collage peut en variante être réalisé pendant le bombage du verre, à chaud, sans aucun ajout de colle. Dans le cas d’un verre feuilleté, l’intercalaire de feuilletage 7 peut être utilisé pour coller la plaque de protection 9. Le pare-brise 3 peut comporter plusieurs plaques de protection 9, pour protéger plusieurs zones sensibles. Des revêtements organiques et/ou inorganiques peuvent être déposés sur le vitrage et/ou sur la (/les) plaque(s) de protection 9, pour augmenter encore la fonction anti-rayures. L’utilisation d’une ou plusieurs plaque(s) de protection 9 sur des zones réduites ciblées permet ainsi de protéger efficacement le pare-brise 3, 4, tout en limitant l’impact sur son prix, donc sur le prix du véhicule 1. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites ci-avant à titre d’exemples ; elle s’étend à d’autres variantes. Pare-brise (3, 4), caractérisé en ce qu'il comprend une plaque de protection (9, 9A, 9B), agencée au niveau d'une zone sensible dudit pare-brise, la zone sensible représentant une surface inférieure à 5% de la surface totale dudit pare-brise (3, 4), ladite plaque de protection étant réalisée en céramique transparente ou dans un matériau monocristallin transparent présentant une dureté Vickers supérieure à 10 GPa. Pare-brise selon la revendication 1, dans lequel ladite plaque de protection (9, 9A, 9B) est collée sur la surface extérieure du pare-brise (3, 4), au niveau de ladite zone sensible. Pare-brise selon la revendication 1, dans lequel ladite plaque de protection (9, 9A, 9B) est insérée et collée dans un renfoncement (10) usiné dans ledit pare-brise (3, 4) ou dans une ouverture (11) découpée dans ledit pare-brise (3, 4). Pare-brise selon la revendication 3, dans lequel ledit pare-brise (3, 4) est usiné pour créer un renfoncement (10) dans l'épaisseur dudit pare-brise, au niveau de ladite zone sensible, ladite plaque de protection (9) étant insérée et collée dans ledit renfoncement. Pare-brise selon la revendication 3, dans lequel ledit pare-brise (3, 4) est découpé pour créer une ouverture (11) dans ledit pare-brise, au niveau de ladite zone sensible, ladite plaque de protection (9) étant insérée et collée dans ladite ouverture. Pare-brise selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel ledit pare-brise (3, 4) est réalisé en verre feuilleté. Pare-brise selon la revendication 6, dans lequel la feuille externe (5) dudit pare-brise est découpée au niveau de ladite zone sensible, ladite plaque de protection (9A) étant insérée et collée dans ladite découpe (10A) de la feuille externe. Pare-brise selon la revendication 7, dans lequel la feuille interne (6) dudit pare-brise (3, 4) est découpée au niveau de ladite zone sensible, une deuxième plaque de protection (9B) étant insérée et collée dans ladite découpe (10B) de la feuille interne. Pare-brise selon l'une quelconque des revendication 1 à 8, dans lequel ladite plaque de protection (9, 9A, 9B) est réalisée en céramique transparente à base d'oxynitrure d'aluminium. Pare-brise selon l'une quelconque des revendication 1 à 8, dans lequel ladite plaque de protection (9, 9A, 9B) est réalisée dans un matériau monocristallin transparent choisi parmi le spinelle d'aluminate de magnésium, l'oxyde d'aluminium monocristallin, l'oxyde ou hydroxyde d'aluminium, et le silicate de zirconium. Véhicule (1), notamment autonome, caractérisé en ce qu'il comporte : - un pare-brise (3, 4) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, et - au moins un dispositif d’acquisition de données (8) disposé derrière ledit pare-brise, ledit au moins un dispositif d’acquisition de données étant agencé pour capter, à travers le pare-brise, des données provenant de l'extérieur du véhicule, la zone sensible dudit pare-brise étant disposée au droit dudit au moins un dispositif d’acquisition de données.