EP1891468A2 - Vitre a structure de surface capturant la lumiere - Google Patents

Abstract

On décrit des vitres transparentes en verre ou en matière synthétique, qui à la fois créent de bonnes propriétés de piégeage de la lumière par des éléments de structure linéaires et permettent un traitement thermique sans gauchissement et la trempe du verre. Selon l'invention, ce résultat est atteint en ce que l'on forme à la surface du substrat globalement des groupes (2) d'éléments parallèles (1) dont l'orientation de l'extension longitudinale des éléments est alternée d'un groupe à l'autre. De plus, ces éléments peuvent être dotés d'une courbure superposée à leur extension longitudinale, ce qui permet d'obtenir une image réfléchie non orientée à faible effet d'écran. Ces vitres sont de préférence utilisées comme recouvrement de composants photovoltaïques destinés à utiliser l'énergie solaire, mais elles peuvent également servir à un but décoratif dans le secteur de la construction (portes vitrées, vitres de meubles) .

Description

VITRE A STRUCTURE DE SURFACE CAPTURANT LA LUMIERE

L'invention concerne une vitre transparente, un procédé de fabrication d'une vitre transparente et en particulier d'une vitre en verre qui est dotée d'une structure de surface, qui présente les caractéristiques du préambule de la revendication indépendante de vitre.

L'invention concerne également des vitres qui présentent de telles structures de surface, un dispositif ou un outil qui convient pour la mise en oeuvre du procédé ainsi que des utilisations préférées des vitres.

L'invention concerne également l'ensemble comprenant la vitre selon l'invention et un élément capable de collecter l'énergie lumineuse après avoir traversé ladite vitre.

Le verre peut être organique (ou synthétique) ou inorganique, c'est-à-dire à base de silice. Il s'agit dans tous les cas d'un matériau rigide

Par le document EP 0 493 202 Bl, on connaît des vitres transparentes dotées de structures de surface régulières dans lesquelles une structure imprimée dans le substrat est formée de creux pyramidaux identiques les uns aux autres qui sont séparés les uns des autres par des distances plus petites que la plus grande dimension des creux. Les pyramides ou troncs de pyramide qui y sont prévus comme motif peuvent être réalisés avec une surface de base hexagonale ou carrée, mais ils ont tous des surfaces latérales approximativement planes.

On a également décrit des combinaisons de gaufrages et de pyramides qui débordent de leur fond. En particulier, grâce à un aspect global harmonieux d'une surface "mate", on obtient ainsi de bonnes propriétés de diffusion de la lumière et une détection visuelle réduite de la présence des motifs individuels qui forment la structure.

En outre, par le document WO 03/04 66 17 Al, on connaît la fabrication et l'utilisation de plaques transparentes (vitres) dotées de structures de surface en forme de relief géométrique et qui doivent améliorer la transmission de la lumière et le rendement lumineux en particulier pour des vitres qui sont combinées avec des cellules solaires et des modules solaires photovoltaïques dans des collecteurs solaires, des lampes plates à décharge de plasma, des écrans de projection d'images et des projecteurs. Les motifs de la structure géométrique peuvent en particulier être concaves par rapport à la surface globale du côté structuré de la vitre, c'est-à-dire être laminés à chaud dans le substrat de départ ou être formés d'une autre manière appropriée. En général, les motifs ont une forme périodique, à la différence de ce que l'on obtient par sablage ou par des procédés de gravure. Pour des raisons de technique de production (vitesse de traversée, tolérances de centrage de l'axe du cylindre de façonnage, adhérence du matériau laminé sur les cylindres), il n'est cependant pas toujours possible de reproduire cette périodicité avec la précision souhaitée.

De ce fait, sur ces vitres à surface structurée, il s'établit un phénomène optique qui consiste en ce que la lumière incidente est réfléchie différemment par des vitres dotées du même motif de surface et disposées ou installées les unes à côté des autres dans le même plan ou même à l'intérieur d'une seule et même vitre. En pratique, suivant la position de montage, une partie de la surface peut réfléchir de manière brillante et claire tandis qu'une partie parallèle de surface immédiatement voisine a un aspect presque mat.

Bien que cet aspect soit de nature purement visuelle et esthétique, il ne dégrade en rien la traversée de la lumière vers les éléments, détecteurs, etc. situés de l'autre côté de la vitre.

La cause de la variation de l'impression de clarté en fonction de la position sur la vitre est la suivante. Les structures qui sont entièrement régulières dans le cas idéal ont un motif de réflexion caractéristique dans lequel, pour un angle d'incidence donné de la lumière, la réflexion a lieu dans des directions complètement déterminées et aucune réflexion n'a lieu dans des plages angulaires qui en sont voisines. Si dans une zone du verre, à cause des tolérances de production mentionnées plus haut, les structures sont formées de manière (légèrement) différente à la surface du verre, la direction caractéristique de réflexion de cette zone du verre est orientée dans une autre direction (sous un autre angle) . La conséquence en est qu'il apparaît des situations dans lesquelles un observateur se trouve dans la direction de réflexion d'une partie du verre mais non dans la direction de réflexion de l'autre partie du verre. Ainsi, une zone du verre a un aspect clair (réfléchissant) et l'autre a l'air sombre. Cet effet a en principe également lieu sur du verre à surface lisse, mais par exemple courbé, qui a également un aspect de réflexion claire uniquement en certains endroits, pour des positions données du soleil et de 1 ' observateur .

Cependant, malgré les inévitables tolérances lors de la production, on peut chercher des possibilités de donner à ces vitres un aspect régulier de la réflexion lumineuse dans un cas de montage particulier. On sait aussi que l'on peut obtenir de bonnes propriétés de piégeage de la lumière avec dans la surface du substrat des rainures ou des nervures dont l'extension en longueur dépasse nettement les dimensions transversales. Le document

US 4 411 493 divulgue une vitre pour fenêtres de bâtiment qui doit contribuer à l'économie d'énergie tant en été

(climatisation) qu'en hiver (chauffage) . Par un motif linéaire de lignes parallèles, on obtient avec cette configuration un comportement de réflexion ou d'absorption qui dépend fortement de l'angle d'incidence de la lumière. Suivant la position de montage, ces surfaces sont moins sensibles à l'encrassement parce que l'eau (de pluie) peut s'écouler le long des rainures et ainsi entraîner des particules solides.

Dans Solar Energy, 53, 2, pages 171 à 176, (1994), "A. Scheydecker, A. Goetsberger, V. Wittwer, Réduction of reflection losses of PV-modules by structured surfaces", on décrit également un effet de piégeage de la lumière par des surfaces de verre structurées en lignes droites (sillons) .

En plus du problème de réflexion décrit ci-dessus sur les structures de surface régulières, un autre problème peut se poser avec des structures allongées qui s'étendent en ligne droite lorsque des vitres de verre qui en sont dotées doivent être trempées thermiquement . Comme les rainures continues constituent en même temps des inhomogénéités de la section transversale de l'épaisseur de la vitre qui caractérisent une direction spéciale (préférentielle) à la surface du verre, lorsque ces structures sont présentes, on ne peut éviter que les vitres de verre se déforment ou ondulent et deviennent ainsi non planes et inutilisables dans la plupart des applications. Un problème similaire est connu sur les tôles ondulées dont les ondulations sont similaires à des rainures de surface et qui sont caractérisées également par le fait qu'une direction particulière prévaut sur les autres.

Perpendiculairement à cette direction, la tôle ondulée peut être fléchie aisément, mais elle ne peut pas l'être dans les autres directions. Fondamentalement, c'est la même situation qui entraîne que dans le verre, les contraintes créées dans la matière lors de la trempe entraînent des flexions lorsqu'une direction du verre présente des propriétés mécaniques plus élevées que dans les autres directions.

Pour contribuer à résoudre ce problème de gauchissement ou de flexion lors de la trempe du verre, il faut également être attentif au fait qu'une structure de surface modifiée doit être aussi insensible que possible aux encrassements adhérents et qu'elle doit pouvoir être aisément nettoyée.

Sous le nom commercial SGG Paint, on connaît des vitres de verre dont la surface présente des structures du type en coups de pinceau grossier avec des lignes parallèles les unes aux autres mais qui s'étendent pour certaines en lignes droites et pour d'autres en arcs de cercle. Les coups de pinceau individuels ont tous une longueur limitée et s'étendent dans des directions différentes qui ne sont pas rangées de manière nette.

Le modèle de verre "SGG Geo" (modèle d'utilité DE 91 09 087.3) présente des formes géométriques qui ont également une pluralité de lignes parallèles les unes aux autres qui sont disposées en méandres irréguliers avec des changements de direction d'un angle de 30°.

Les deux modèles d'utilité de verre connus, qui sont utilisés principalement dans un but décoratif pour des portes en verre massif et comme vitrage de mobilier présentent par rapport aux fines structures de surface mentionnées au début (qui ont des dimensions de l'ordre du millimètre ou encore plus bas) de très grandes dimensions (longueurs, reliefs) et dont les détails peuvent être détectés à l'oeil nu même à assez grande distance .

En outre, ces structurations connues ne sont pas suffisamment profondes et l'angle de leurs flancs n'est pas suffisamment aigu pour créer des effets de piégeage de la lumière. Dans le mode de réalisation de ce modèle d'utilité de verre, on a en effet également tenu compte du fait que les vitres doivent de toute manière être trempées.

Le problème à la base de l'invention est de proposer un procédé de fabrication de vitres en verre dotées de structures de surface qui ont de bonnes propriétés de piégeage de la lumière et une faible tendance à l'encrassement, ainsi qu'un faible risque de déformation lors des traitements thermiques tels que la trempe. On devra également créer un dispositif qui convient particulièrement bien pour la mise en oeuvre du procédé.

En termes de procédé, ce problème est résolu selon l'invention avec les caractéristiques de la revendication indépendante de procédé.

Les caractéristiques de la revendication indépendante de dispositif proposent un dispositif de façonnage correspondant. Les caractéristiques de la revendication indépendante d'utilisation décrivent une utilisation particulièrement préférée d'une vitre transparente fabriquée selon le procédé et/ou avec le dispositif. Les caractéristiques des revendications secondaires qui dépendent des revendications indépendantes respectives donnent des développements avantageux de l'invention.

L'objet fondamental de l'invention est d'obtenir une surface qui présente des propriétés de piégeage de la lumière tout en ayant de bonnes propriétés d'auto-nettoyage par écoulement de l'eau et qui conviennent pour un traitement thermique, par exemple la trempe des vitres de verre, sans subir de gauchissement .

II faudra en particulier éviter la formation de variations accusées (marquées) de l'intensité de la réflexion pour de petites modifications de l'angle d'observation.

Fondamentalement, on l'obtient surtout par le fait que malgré ces éléments qui en général sont allongés, la structure ne présente pas de direction préférentielle pour l'orientation de la lumière réfléchie, ce qui par ailleurs évite l'existence de zones de fragilité sur le plan mécanique.

Ces éléments sont généralement réalisés directement en surface de la vitre elle-même. Ils sont donc constitués dans le matériau de la vitre elle-même et à sa surface. Ces éléments (ou cette texturation) ne vient donc pas d'une couche rapportée fixée sur la vitre. Ces éléments peuvent par exemple être du type prismatique, et vus en coupe, ces éléments peuvent par exemple avoir une section triangulaire.

Dans une première solution, l'ensemble global est obtenu en formant dans la structure des groupes constitués d'éléments allongés parallèles les uns aux autres (creux/rainures et/ou reliefs/nervures) , chaque groupe étant isolable en lui-même et les orientations longitudinales des éléments de deux groupes immédiatement successifs étant disposées obliquement l'une par rapport à l'autre. A la différence du modèle d'utilité connu mentionné plus haut "SGG Geo", on n'obtient pas avec cette configuration des transitions directes entre des éléments de deux groupes voisins.

Dans une autre solution selon l'invention, les éléments parallèles de la structure s'étendent tous dans une courbure régulière et de préférence en forme d'ondulations régulières.

Dans un développement avantageux, on peut également former ces courbures régulières suivant l'extension longitudinale d'éléments parallèles disposés en groupes et ainsi disperser encore plus fort leur réflexion de la lumière, d'une part, et encore optimiser davantage leur effet de piégeage de la lumière, d'autre part.

Un mode de réalisation avantageux prévoit de courber les éléments structurels en forme de croissant de lune. Les éléments structurels parallèles de chaque groupe peuvent alors en même temps être emboîtés les uns dans les autres.

Avec des développements avantageux, on ne forme pas sur la surface de la vitre des surfaces entièrement planes (côtés de pyramides, flancs de rainures en ligne droite ou similaires) , et au contraire, toutes les surfaces réfléchissantes sont courbes. Bien que ces courbures s'étendent le long de la totalité de la surface de la vitre, on peut également réaliser une courbure dans la direction du creux ou du relief des éléments.

Par surface globale de la vitre, on entend la surface ou le plan d'une surface principale de la vitre.

Ainsi, on obtient le résultat qu'il n'y a pas de surfaces continues qui peuvent projeter une large réflexion de lumière

(un faisceau de rayons parallèles) dans la même direction d'observation. Cela signifie par conséquent que même en cas de petites modifications de l'angle d'observation (ou de l'angle d'incidence de la lumière), on ne voit plus le même point réfléchissant à la surface de la vitre. Grâce à cette variation importante et rapide par rapport à la largeur ou à la taille de la structure sur l'échelle des longueurs latérales des directions de réflexions, on obtient ainsi une réflexion qui se propage en pratique dans toutes les directions et qui diffuse donc très fortement la lumière.

En revanche, ces formes sont cependant aussi en mesure de piéger une très grande proportion de la lumière incidente, qu'il s'agisse d'un rayonnement direct ou de lumière diffuse. Les vitres ainsi équipées conviennent donc de préférence comme revêtements d'éléments (notamment plats) destinés à utiliser l'énergie solaire (cellules solaires ou modules photovoltaïques ou corps , comme un corps noir, destiné à être chauffé par l'énergie lumineuse, comme par exemple une canalisation ou réservoir contenant de l'eau que l'on souhaite chauffer) .

En même temps, les dispositions selon l'invention permettent également d'assurer que la surface structurée soit peu sensible aux encrassements lorsque les vitres transparentes sont utilisées à l'extérieur (par exemple l'application particulièrement préférée comme recouvrement d'éléments plats destinés à utiliser l'énergie solaire et qui sont montés en pente par rapport à l'horizontale), parce qu'entre les éléments structurels allongés, on forme chaque fois d'étroites lignes quasi planes parallèles à la surface globale du substrat et qui forment des parcours d'écoulement pour l'eau. Ainsi, l'invention concerne également l'utilisation de la vitre selon l'invention à l'extérieur, à ciel ouvert, de préférence en position inclinée par rapport à l'horizontale, de façon à ce que l'eau de pluie puisse couler à sa surface texturée. En effet, la surface comprenant les motifs selon l'invention a vocation a être dirigée vers la source de lumière (ici le soleil) et à la capturer le plus possible, pour la transmettre à un élément collecteur situé de l'autre côté de la source lumineuse par rapport à la vitre.

II est recommandé d'orienter les vitres lorsqu'elles sont en position montée de telle sorte que l'extension longitudinale globale des éléments structurels soit orientée au moins obliquement par rapport à la pente de pose. L'extension longitudinale globale des éléments structurels peut être définie grossièrement par une liaison entre ces points d'extrémité ou, dans le cas d'éléments structurels ondulés, par une ligne centrale autour de laquelle l'ondulation oscille. On peut considérer la courbure ou l'ondulation comme forme superposée à l'extension longitudinale des éléments structurels .

La configuration allongée et légèrement courbée des éléments structurels favorise également automatiquement l'écoulement de l'eau, surtout lorsque toutes les extensions longitudinales des éléments sont montées obliquement par rapport à l'horizontale.

Il en va ainsi que les éléments structurels soient ménagés sous forme de creux dans la surface du substrat ou soient ménagés en saillie (débordent de cette dernière en forme de reliefs). Des formes mixtes constituées d'éléments en creux et d'éléments en saillie sont aussi possibles. Cependant, dans les zones de transition ou de frontière, on trouvera encore au moins certaines lignes intermédiaires qui sont situées approximativement dans le plan initial de la surface du substrat ou de la vitre.

L'eau qui s'écoule (que ce soit de l'eau de pluie ou de lavage) entraîne, on le sait, des particules d'encrassement et réduit ainsi les résidus d'encrassement sur la surface. Avec la structure des groupes d'éléments selon l'invention, bien que l'eau ne puisse pas s'écouler simplement en ligne droite suite à la gravité et à l'inclinaison de la pose, elle trouve son chemin vers le bas dans le zigzag formé entre les groupes ou par ces derniers.

Dans un développement préféré, les éléments structurels sont rassemblés en groupes de longueur définie de telle sorte que chaque groupe est constitué d'un nombre défini d'éléments courbés parallèles et de préférence courbés dans le sens de la longueur. Chaque groupe présente ainsi une orientation longitudinale optique définie et présente des lignes latérales courbées ou ondulées qui correspondent à la courbure des éléments (extérieurs). Selon l'invention, tous ces groupes qui ont des orientations alternées sont mutuellement jointifs, sans espace intermédiaire.

De cette dernière exigence, il découle que les groupes ont en général des coins qui forment dans chaque groupe un polygone (et de préférence un quadrilatère ou un carré) .

La succession étroite des groupes et le décalage mutuel de leurs orientations entraîne que les lignes latérales de chaque groupe qui se raccordent des deux côtés aux extrémités des éléments structurels doivent être courbées en correspondance à la courbure éventuellement présente des éléments structurels, parce qu'un autre groupe décalé de 90° et doté d'un bord latéral courbe se raccorde directement à chacun de ces groupes. On le voit immédiatement au premier examen des figures annexées. L'élément structurel extérieur de chaque groupe s'étend sous un angle et de préférence sous un angle droit par rapport aux extensions longitudinales des éléments structurels du groupe concerné.

Lorsque les éléments structurels individuels sont courbes, les lignes intermédiaires aux frontières mentionnées plus haut entre une pluralité de groupes ne peuvent plus s'étendre en ligne droite, mais la direction globale de leur prolongement (ou ligne d'alignement) présente une ondulation plus ou moins forte. Il n'y a alors aucune ligne droite continue (qui constituerait une véritable rainure) sur toute la largeur ou longueur de la vitre dont l'épaisseur serait localement plus faible que l'épaisseur dans le voisinage immédiat . Cette absence de rainure ou ligne droite amincissant la vitre localement évite l'affaiblissement local de la vitre.

Lorsque l'on applique le procédé sur des vitres en verre inorganique qui sont trempées après réalisation de la structuration, on évite en même temps très largement la déformation/le bombage de la vitre de verre pendant l'opération de trempe qui peut avoir lieu sur certaines vitres de l'état de la technique.

Alors que les applications que l'on met ici en avant

(photovoltaïque, augmentation de l'effet de piégeage de la lumière) de ces structures de surface préfèrent une structuration d'un seul côté et sur une seule face, et qu'une structuration sur les deux faces pourrait même être nocive pour l'effet souhaité, la structure de surface décrite ici pourrait évidemment aussi être réalisée sur les deux faces d'une vitre ou être présente sur le produit dans un but de décoration (par exemple sur des portes vitrées ou des vitres de meubles) .

Lorsque dans la présente description, on mentionne le procédé de fabrication préféré, à savoir par laminage uniquement, on n'exclut cependant pas d'autres procédés, par exemple le gaufrage à l'aide de matrices ou également la coulée dans des moules. On peut même penser à utiliser les structures de surface selon l'invention dans le procédé d'injection sous pression pour vitres en matière synthétique en donnant une structure de surface appropriée à une paroi de la cavité du moule de coulée par injection.

Un dispositif selon l'invention en vue de la mise en oeuvre du procédé de fabrication de ces vitres comprendra par conséquent au moins un outil (un cylindre ou encore une surface plane de pressage, par exemple la paroi d'une cavité d'un moule d'injection) à la surface duquel se trouve une forme négative de la structure qui doit être imprimée dans la surface de la vitre par contact avec l'outil.

En tout cas, le matériau plastiquement déformable de la vitre est amené à haute température en contact avec l'outil et, par déformation plastique, la structuration qui est définie par l'outil augmente progressivement dans sa surface de contact. Les tolérances mentionnées plus haut par rapport à une structure idéale ne peuvent évidemment pas être évitées, mais elles peuvent être diminuées par harmonisation des structures de détail de l'outil au comportement du matériau particulier de la vitre.

L'invention concerne également l'ensemble comprenant la vitre selon l'invention et un élément capable de collecter l'énergie lumineuse traversant ladite vitre, ledit élément étant placé en face de ladite vitre, ladite vitre comprenant la structure de surface du côté opposé audit élément. La vitre peut donc aussi avoir une structure sur les deux faces mais cela n'est pas nécessaire. La structure de surface est donc impérativement au moins du côté opposé à l'élément collecteur d'énergie lumineuse. L'élément peut notamment être une cellule photo-électrique ou un corps (comme un corps noir) destiné à être chauffé par l'énergie lumineuse, comme par exemple une canalisation ou réservoir contenant de l'eau que l'on souhaite chauffer. Pour le cas ou l'élément est une cellule photo-électrique, la vitre et l'élément sont généralement juxtaposés, une résine d'indice de réfraction supérieur à celui du matériau constituant la vitre étant le cas échéant placé entre la vitre et ladite cellule photo^¬ électrique .

D'autres détails et avantages de l'objet de l'invention ressortent du dessin d'un exemple de réalisation et de sa description qui est donnée ci-dessous.

Dans des représentations simplifiées et non à l'échelle :

la figure 1 représente un premier mode de réalisation d'une structure de surface selon l'invention dans laquelle des éléments courbes parallèles de longueur limitée sont disposés en groupes dont les orientations sont alternées.

La figure 2 représente un deuxième mode de réalisation d'une structure de surface selon l'invention dans laquelle les éléments parallèles de longueur limitée ne sont pas courbes.

La figure 3 représente un troisième mode de réalisation d'une structure de surface dans laquelle les éléments parallèles qui s'étendent sur la surface présentent une ondulation dans le sens de leur longueur.

La figure 4 représente un groupe de quatre éléments prismatiques parallèles dont les deux surfaces principales 31 et 32 sont courbes dans l'extension longitudinale des éléments .

La figure 1 représente un exemple de conception d'une structure de surface de piégeage de la lumière pour une vitre P qui est basée sur des structures interrompues dans le sens de leur longueur ou divisées en éléments 1 de longueur définie et qui ont essentiellement uniquement une dimension longitudinale. Chaque élément individuel 1 est imprimé en forme de rainure dans la surface de la vitre. Il faut cependant remarquer que l'on peut également utiliser dans le cadre de l'invention des éléments en relief (éléments positifs ou en nervures) et des formes mixtes qui présentent des éléments en creux et des éléments en relief.

La structure de surface de la vitre y est divisée en parties de surface ou groupes 2 de ces éléments allongés 1. Ces groupes 2 qui sont tous constitués de quatre éléments individuels 1 dont la longueur est légèrement courbée sont répartis en damier sur toute la surface de la vitre P, l'orientation de groupes mutuellement jointifs étant tournée de 90° l'un par rapport à l'autre (dans le plan de la vitre ou de la surface) . Les groupes sont donc formés en répétition périodique régulière. Pour le montrer plus clairement, trois groupes voisins 2 ont été entourés de carrés 3 qui sont définis par les coins desdits groupes.

On obtient ainsi l'aspect global d'un motif en damier (diagonal dans les dessins) ou d'une surface "tissée". Il faut s'attendre à ce que dans l'image réfléchie dans chaque angle d'observation, la lumière (solaire) parallèle incidente ne soit réfléchie vers l'observateur que par la moitié des groupes. Cela découle des alternances d'orientation entre les groupes.

Dans les dessins, on voit clairement que les groupes sont délimités sur tous leurs côtés par des lignes oscillantes dont les côtés des quadrilatères inscrits forment les cordes. Dans l'extension longitudinale des éléments 10, cela découle simplement de leur courbure. Aux deux extrémités des éléments, l'effet de courbure est imposé par le fait que les bords latéraux courbes du groupe suivant doivent se raccorder aux éléments extérieurs tournés de 90°.

En revanche, la figure 2 représente une variante qui se distingue de celle de la figure 1 par le fait qu'on y a formé des éléments rectilignes l' qui sont cependant disposés exactement de la même manière en groupes de quatre (carrés) dont l'angle d'orientation est constant, comme dans la figure 1.

Bien dans ces modes de réalisation préférés des figures 1 et 2, les coins de chaque groupe circonscrivent un carré, cela n'est pas une règle obligatoire. Au contraire, des groupes peuvent également avoir des périmètres en rectangle allongé ou en autres polygones sans s'éloigner du principe de configuration selon l'invention. Ils doivent uniquement remplir la condition que les groupes doivent pouvoir être rangés en série dans chaque direction, si possible sans raccord, et qu'aucun emplacement affaibli en ligne droite du type mentionné plus haut ne peut s'étendre entre les groupes. Le parallélisme local des éléments dans les groupes est avantageux pour obtenir un aspect optique globalement régulier de la surface.

Ainsi, ce mode de réalisation de la structure de surface a en tout cas l'avantage qu'aucun emplacement affaibli qui s'étend en ligne droite ne peut se former dans la vitre, parce que cette dernière présente dans toutes les directions une résistance sensiblement constante à la flexion et à la déformation .

Les éléments individuels de la structure peuvent avoir des longueurs qui sont accordées à l'épaisseur de la vitre. En d'autres termes, plus la vitre est épaisse, plus grandes sont les dimensions possibles de la largeur des éléments structurels. Cette dépendance découle du fait que l'angle de flanc doit être de préférence d'au moins 45° et que donc les dimensions latérales définissent la profondeur minimale avantageuse. Dans le cas de structures en creux, si l'on veut éviter un "percement" du substrat, la profondeur de la structure ne peut évidemment pas, dépasser l'épaisseur de la vitre. La théorie n'impose pas de limitation du dimensionnement vers les petites valeurs. Dans la pratique, la limitation à des petites longueurs découle des conditions techniques du façonnage de la surface. Dans le cas où la surface est façonnée dans une opération de laminage ou de coulée de verre dans laquelle, on gaufre une structure de surface dans le verre chaud à environ 1 000 degrés à l'aide de cylindres structurés, il s'avère que le plus petit dimensionnement latéral que l'on peut dans la pratique utiliser encore utilement dans l'état de la technique est d'environ 1 mm.

Ce que l'on a expliqué jusqu'ici à propos des dimensions latérales ne concerne que la largeur de la structure des éléments structurés individuels, et donc leur extension perpendiculairement à l'extension longitudinale des éléments structurels individuels. La longueur de l'extension longitudinale peut être plus petite que la longueur totale des bords latéraux de la vitre, pour assurer des propriétés mécaniques sensiblement constantes dans toutes les directions .

La figure 3 représente un autre mode de réalisation d'une surface d'une vitre P dotée d'éléments structurels 10 en forme d'ondulations qui s'étendent parallèlement les unes aux autres et qui de même que les éléments 1 représentés dans les figures 1 et 2, ont essentiellement uniquement une dimension longitudinale. Cela signifie ici que les dimensions des éléments dans la direction transversale à l'extension longitudinale sont plus petites que la valeur de l'extension longitudinale. Un profil en coupe dans un sens transversal par rapport à l'extension longitudinale des éléments structurels 10 donnerait une ligne en zigzag ou ondulée, l'angle (moyen) des flancs pouvant être modifié suivant les besoins. De préférence, la pente des flancs de la surface perpendiculairement à l'orientation locale de l'extension longitudinale sera d'au moins 45°, et il en découle que dans la coupe transversale mentionnée plus haut, on obtient une succession de triangles rectangles ou isocèles.

Les surfaces des flancs peuvent cependant aussi remonter et redescendre en alternance, de sorte que lorsque les éléments structurels sont courbés dans l'extension longitudinale, on peut obtenir des surfaces de flancs courbées en sphères. En outre, les pointes et les fonds des vallées peuvent aplaties ou arrondies. Dans ce cas, on peut encore définir un angle moyen de flanc qui doit également être d'au moins 45°.

Lorsque la surface est configurée de cette manière, l'angle de réflexion de la lumière incidente varie très rapidement le long de chaque ligne en fonction de l'angle d'observation, et ce indépendamment du fait que la lumière incidente arrive de manière diffuse (groupe de flèches 20) ou en rayons parallèles (groupe de flèches 30) . On peut ainsi obtenir une bonne diffusion de la lumière réfléchie. Dans l'image réfléchie, ces éléments structurels ondulés ont un effet similaire à celui des courts éléments groupés et décalés les uns par rapport aux autres que l'on a représenté dans la figure 1.

Un effet essentiel de cet agencement est également une haute rigidité dans toutes les directions de la vitre ainsi traitée, et en particulier une haute résistance aux flexions autour d'un axe qui s'étend parallèlement à l'extension longitudinale globale des éléments structurels. A la différence des éléments structurels qui s'étendent en ligne droite, on n'obtient pas de "points faibles" en ligne droite qui pourraient entraîner des ondulations et une rupture lors de la manipulation de la vitre et, ainsi qu'on l'a mentionné, lors de la trempe d'une vitre de verre structurée de cette manière .

Malgré tout, la structure de surface présente une haute planéité qu'à une distance assez grande, on ne peut pas voir sous la forme d'un motif ondulé, en fonction de la finesse des éléments structurels (qui sont réalisés par exemple et de préférence à une largeur inférieure à 1 mm) .

La figure 4 représente un groupe de quatre éléments prismatiques parallèles dont les deux surfaces principales 31 et 32 sont courbes dans l'extension longitudinale des éléments. La section en forme de prisme (section triangulaire) de ces éléments parallèles améliore la capture de la lumière. Ces éléments comprennent un plan de symétrie

58. Chaque bissectrice 33 contenue dans un plan parallèle au plan de symétrie 58 est orthogonale au plan général de la plaque 34. Une pluralité de ces éléments peuvent être assemblés comme montré sur la figure 1, c'est-à-dire avec des extensions à l'orientation alternée d'un groupe à l'autre.

Claims

REVENDICATIONS

1. Vitre transparentes, en particulier en verre, présentant une structure tridimensionnelle de surface qui comprend des éléments formés à la surface du substrat et dont l'extension est essentiellement longitudinale et est essentiellement plus grande que l'extension de ces éléments dans le sens transversal, caractérisée en ce que l'on forme à la surface du substrat globalement des groupes (2) d'éléments parallèles (1) dont l'orientation de l'extension longitudinale des éléments est alternée d'un groupe à l'autre.

2. Vitre selon la revendication précédente caractérisée en ce que les groupes (2) peuvent être inscrits dans des polygones .

3. Vitre selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les coins des groupes forment des rectangles ou des carrés (3) .

4. Vitre selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les groupes (2) formés sont immédiatement voisins les uns des autres.

5. Vitre selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'extension longitudinale des éléments structurels parallèles (1) des groupes (2) mutuellement adjacents sont formés globalement à un angle mutuel de 90°, de telle sorte que l'on obtient un aspect visuel en damier.

6. Vitre selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les éléments structurels (1) sont réalisés sous la forme de rainures et/ou de nervures dont la pente des flancs dans la direction transversale et l'extension longitudinale est en moyenne d'au moins 45°.

7. Vitre selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les éléments (1) mutuellement parallèles de chaque groupe (2) sont formés avec une courbure par rapport à leur extension longitudinale.

8. Vitre selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les éléments structurels parallèles ont la forme d'un croissant de lune.

9. Vitre transparente, en particulier en verre, dotées d'une structure tridimensionnelle de surface comportant à la surface du substrat des éléments formés avec une extension essentiellement allongée qui est essentiellement plus grande que l'extension de ces éléments dans le sens transversal, caractérisé en ce que les éléments sont formés parallèlement les uns aux autres et avec une courbure alternée ou une ondulation sur la totalité de leur extension longitudinale.

10. Vitre selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les surfaces des flancs des éléments structurels (1) sont formées avec des pentes qui se modifient dans la direction des creux ou des reliefs .

11. Vitre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une vitre de verre fabriquée par ce procédé est ensuite trempée thermiquement ou chimiquement .

12. Procédé de fabrication d'une vitre de l'une des revendications de vitre précédentes par laminage ou gaufrage .

13. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la structure est réalisée par laminage au moyen d'un ou de plusieurs cylindres qui présentent les motifs individuels sous forme de creux.

14. Procédé selon l'une des revendications précédentes de procédé, caractérisé en ce que la vitre est en verre et en ce qu'après gaufrage ou laminage, elle est trempée thermiquement ou chimiquement.

15. Ensemble comprenant la vitre de l'une des revendications de vitre précédentes et un élément capable de collecter l'énergie lumineuse traversant ladite vitre, ledit élément étant placé en face de ladite vitre, ladite vitre comprenant la structure de surface du côté opposé audit élément.

16. Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'élément est une cellule photo-électrique.

17. Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la vitre et l'élément sont juxtaposés, une résine d' indice de réfraction supérieur à celui du matériau constituant la vitre étant le cas échéant placé entre la vitre et la cellule photo-électrique.

18. Dispositif de façonnage destiné à fabriquer une vitre en verre transparent dotée d'une structure de surface, dont au moins une surface de moule présente la forme négative de la structure de surface qui doit être appliquée sur la vitre, en vue de la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la forme négative présente des groupes d'éléments structurels parallèles qui ont une extension longitudinale globale, des groupes immédiatement successifs étant tournés l'un par rapport à l'autre le long de leur extension longitudinale de telle sorte que les extrémités des éléments structurels d'un premier groupe soient disposées le long de l'extension longitudinale d'un élément structurel extérieur d'un groupe adjacent.

19. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les éléments structurels présentent une courbure qui se superpose à leur extension longitudinale.

20. Dispositif selon l'une des revendications de dispositif précédentes, caractérisé en ce que les éléments structurels présentent également de leurs flancs une courbure qui s'étend dans la direction perpendiculaire à leur extension longitudinale.

21. Utilisation d'une vitre (P) de l'une des revendications de vitre précédentes comme vitre de recouvrement d'éléments de constructions destinés à utiliser l'énergie solaire.

22. Utilisation selon la revendication précédente, caractérisée en ce que lorsque la vitre est montée en position inclinée par rapport à la verticale, l'extension longitudinale des éléments est inclinée par rapport à l'horizontale et de préférence chaque fois de

45° .