- 1 - VITRAGE AVEC ANTENNE INCORPOREE L'invention se rapporte au domaine des vitrages avec antenne incorporée. EP-A-1 986 266 décrit un système répéteur utilisant un vitrage avec antenne incorporée. Les systèmes répéteurs sont destinés à relayer les échanges entre une station de base d'un réseau de télécommunication mobile et un terminal utilisateur (i.e. un téléphone portable). Ils sont utilisés dans les bâtiments pour améliorer la couverture du réseau de télécommunications mobiles à l'intérieur du bâtiment. A cet effet, un système répéteur comprend une antenne externe destinée à émettre/recevoir des communications avec une station de base du réseau, une antenne interne destinée émettre/recevoir des communications avec les terminaux utilisateurs à l'intérieur du bâtiment, et une interface entre l'antenne externe et l'antenne interne. La radiante et la masse de l'antenne externe sont sous la forme de couches minces électroconductrices formées sur des feuilles de verre du vitrage. L'alimentation de l'antenne externe est également incorporée au vitrage. Néanmoins, de tels vitrages peuvent présenter un flou. Un but de l'invention est de fournir un vitrage à antenne incorporée dont les qualités de transmission optique sont bonnes. A cet effet, la présente invention a pour objet un vitrage multiple à 25 antenne incorporée comprenant plusieurs feuilles à fonction verrière superposées et séparées par une ou plusieurs lames de gaz intercalaire, l'antenne comprenant une radiante, une masse et une alimentation, dans lequel au moins l'une de la masse, de la radiante et de l'alimentation comprend un revêtement conducteur, et 30 dans lequel un intercalaire de feuilletage colle directement au revêtement conducteur. Comme le montrent les résultats d'expériences. La présence de l'intercalaire de feuilletage réduit le flou. Il semble en effet que l'effet de flou soit réduit grâce à l'adhésion de 2 9 8192 9 - 2 - l'intercalaire de feuilletage dans les rugosités du revêtement conducteur. En outre, les qualités électromagnétiques de l'antenne sont préservées. Suivant des modes particuliers de réalisation, le vitrage comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes 5 les combinaisons techniquement possibles : - le vitrage comprend un film substrat autosupporté en matière plastique sur lequel le revêtement conducteur est formé, lequel film substrat étant feuilleté à l'une des feuilles à fonction verrière ; - le revêtement conducteur est tourné vers la feuille à fonction verrière à 10 laquelle le film substrat est feuilleté, l'intercalaire de feuilletage assurant le feuilletage du film substrat avec la feuille à fonction verrière ; - le revêtement conducteur est tourné vers le côté opposé à la feuille à fonction verrière à laquelle le film substrat est feuilleté, le vitrage comprenant un film de protection autosupporté et l'intercalaire de feuilletage assurant le 15 feuilletage du film de protection avec le film substrat ; - le vitrage comprend un intercalaire de feuilletage supplémentaire assurant le feuilletage du film substrat avec la feuille à fonction verrière ; - le film de protection est en PET, EVA, PMMA ou PVB, de préférence en PET ; 20 - le ou chaque intercalaire de feuilletage est une feuille d'une matière thermoplastique dont la température de ramollissement est comprise entre 90°C et 120°C et apte à assurer le collage entre deux feuilles de verre ; - l'intercalaire de feuilletage collant à la couche mince électroconductrice est en EVA, PVB ou PU, de préférence en EVA ; - ladite au moins l'une de la masse, de la radiante et de l'alimentation comprend l'alimentation ; - ladite au moins l'une de la masse, de la radiante et de l'alimentation comprend la masse et la radiante ; - la feuille à fonction verrière à laquelle le film substrat est feuilleté est une feuille de verre ; - la feuille de verre est dans un verre borosilicate ; - le film substrat est en PET. Le film de protection protège l'intercalaire de feuilletage d'éventuels dépôts de poussière et améliore aussi la qualité de la transmission optique. 2 9 8192 9 - 3 - Former le revêtement électrode sur un film substrat permet de réduire le coût de fabrication en utilisant un procédé roll-to-roll pour le dépôt et la texturation du revêtement conducteur. L'intercalaire de feuilletage peut être utilisé pour coller le substrat à une feuille à fonction verrière. 5 L'invention a encore pour objet un procédé de fabrication d'un vitrage multiple à antenne incorporée comprend des étapes consistant à : - déposer un revêtement conducteur sur un substrat transparent ; - coller un intercalaire de feuilletage directement sur le revêtement conducteur. 10 L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un vitrage à antenne incorporée ; - la figure 2 est une vue schématique en coupe du vitrage de la figure 1 ; 15 - la figure 3 est une vue analogue à la figure 2 illustrant une variante de réalisation ; - la figure 4 est également une vue analogue à la figure 2 d'une variante de réalisation ; - la figure 5 est une vue en coupe partielle du pourtour du vitrage, illustrant 20 notamment de façon schématique la connectique de l'antenne correspondant au mode de réalisation de la figure 3 ; - la figure 6 est une vue analogue à la figure 5 de la connectique d'un antenne correspondant au mode de réalisation de la figure 2 ; et - la figure 7 est une photographie illustrant des résultats de flou obtenus 25 grâce au collage avec un intercalaire de feuilletage. Le vitrage 2 illustré sur la figure 1 comprend une antenne externe incorporée 4 reliée à une amenée de courant 6. Le vitrage 2 peut ainsi être utilisé comme antenne d'une station de base, ou encore comme antenne externe d'un système répéteur. Dans ce dernier cas, 30 l'antenne interne et l'interface entre l'antenne externe et l'antenne interne seront par exemple incorporées dans le cadre du vitrage, comme décrit par exemple dans EP-A-1 986 266. L'utilisation comme antenne d'une station de base est cependant privilégiée, en raison de la difficulté croissante à implanter de telles antennes et 2 98 192 9 - 4 - de la discrétion et de l'innocuité d'une antenne transparente incorporée dans un vitrage. L'antenne comprend une masse 8, une alimentation 10 et une radiante 12 qui sont, comme illustré, au moins en partie situées dans la partie visible du 5 vitrage 2, voire totalement. Comme illustré par la figure 2, le vitrage 2 considéré en exemple est un triple vitrage, i.e. un vitrage avec trois feuilles à fonction verrière superposées 2A, 2B, 2C et séparées entre elles par deux lames de gaz intercalaire 14A, 14B. 10 A noter que les feuilles à fonction verrière 2A, 2B, 2C du vitrage 2 s'entendent des feuilles de verre du vitrage, la dénomination feuille à fonction verrière incluant également les feuilles de tout type adapté, par exemple à base de polycarbonate ou de matière plastique. Dans l'exemple décrit, chacune de la radiante 12, de la masse 8 et de 15 l'alimentation 10 est essentiellement formée par un revêtement conducteur. La masse 8 est formée sur la feuille à fonction verrière intérieure 2A, la radiante 12 sur la feuille à fonction verrière extérieure 2C et l'alimentation 10 sur la feuille à fonction verrière intermédiaire 2B. On entend par « revêtement » une couche ou un ensemble de couches 20 minces obtenue(s) par dépôt d'un matériau sur un substrat. L'épaisseur du revêtement est par exemple de l'ordre du micron, voire de l'ordre d'une centaine ou d'une dizaine de nanomètres. On entend, dans tout le texte, par « une couche A formée (ou déposée) sur un élément B », une couche A formée soit directement sur l'élément B et 25 donc en contact avec l'élément B, soit formée sur l'élément B avec interposition d'une ou plusieurs couches entre la couche A et l'élément B. La feuille à fonction verrière extérieure 2C s'entend de la feuille destinée à être du côté extérieur du bâtiment, la feuille intérieure 2A s'entendant bien entendu de celle qui est à l'intérieur du bâtiment. La feuille intermédiaire 2B est 30 celle qui se situe entre la feuille intérieure 2A et la feuille extérieure 2C. A titre d'exemple, chaque revêtement conducteur 8, 10, 12 comprend une seule couche électroconductrice. En variante cependant, l'un au moins des revêtements conducteurs 8, 10, 12 est formé de plusieurs couches. - 5 - Chaque revêtement conducteur 8, 10, 12 est formé sur un film substrat autosupporté respectivement 16A, 16B, 16C, lequel film substrat est collé à une feuille à fonction verrière respective 2A, 2B, 2C. On entend par « film autosupporté » un film ayant une tenue mécanique 5 suffisante pour être manipulé tout en gardant sa forme, notamment une tenue mécanique suffisante pour servir de substrat à une ou plusieurs couche(s) mince(s). Plus particulièrement, le film substrat 16A, 16B, 16C est feuilleté à la feuille à fonction verrière correspondante, c'est-à-dire collé à la feuille à fonction 10 verrière par l'intermédiaire d'un intercalaire de feuilletage respectivement 18A, 18B, 18C. On entend, dans tout le texte, par «A collé à B», un collage soit direct et avec contact entre A et B, soit un collage indirect avec interposition d'un ou plusieurs éléments intercalaires entre A et B, A étant collé directement à l'un de 15 ces éléments et B l'étant également. Les feuilles à fonction verrière 2A, 2B, 2C servent de support rigide. Le film substrat 16A, 16B, 16C peut être souple, ce qui autorise un procédé de fabrication du revêtement conducteur 8, 10, 12 de type roll-to-roll, c'est-à-dire en enroulant le film substrat. 20 L'intercalaire de feuilletage 18A, 18B, 18C assure une bonne transparence optique du revêtement conducteur 8, 10, 12 en réduisant le flou induit par les rugosités du revêtement conducteur. Quant aux lames de gaz intercalaire 14A, 14B, elles diminuent les pertes électromagnétiques, notamment dans le domaine de 1,7GHz à 2,2GHz, plus 25 généralement le domaine de 500MHz à 5GHz, en permettant un guidage des ondes dans le gaz. Les revêtements conducteurs 8, 10, 12 sont par exemple optiquement transparents. Au moins l'un d'entre eux est de préférence réalisé avec au moins une couche métallique, par exemple en Ag, Au, Al, Fe, mais de préférence en 30 Cu. L'épaisseur du ou de chaque revêtement conducteur 8, 10, 12 est de préférence suffisante pour que le revêtement ait une résistance par carré inférieure ou égale à 0,10/E. Pour atteindre une telle conductance, une épaisseur de revêtement d'environ 1 pm est généralement nécessaire. - 6 - L'intercalaire de feuilletage 18A, 18B, 18C est par exemple une feuille réalisée dans une matière thermoplastique. Il s'agit par exemple de PVB, EVA ou PU. Plus généralement, il s'agit d'une matière thermoplastique ayant une température de ramollissement par exemple comprise entre 90°C et 120°C et apte à coller deux feuilles de verre. Un intercalaire de feuilletage a typiquement, dans cet exemple, une épaisseur de 0,4mm avant feuilletage mais d'autres épaisseurs sont bien entendu possibles. Le film substrat 16A, 16B, 16C est par exemple une feuille d'une matière thermoplastique dont la température de ramollissement est supérieure à celle de l'intercalaire de feuilletage, par exemple réalisée en PMMA (Polyméthacrylate de méthyle), mais de préférence en PET (polyethylène téréphtalate). La radiante 12 est collée à la première feuille à fonction verrière 2A, en partant de l'extérieur, c'est-à-dire sur le « verre extérieur ». La radiante 12 est placée du côté intérieur, pour la protéger. La masse 8 est quant à elle collée sur la troisième feuille à fonction verrière 2A en partant de l'extérieur ou « verre intérieur ». Elle est du côté extérieur, également pour la protéger.
L'alimentation 10 est placée entre la masse 8 et la ou les radiante(s) 12, sur la feuille à fonction verrière intermédiaire 2B, et ainsi séparée de la radiante 12 et de la masse 8 par les lames de gaz intercalaire correspondantes 14A et 14B. L'alimentation 10 peut être placée du côté extérieur ou du côté intérieur de la feuille intermédiaire 2B, mais de préférence du côté extérieur, pour un meilleur couplage avec la radiante 12. Dans l'exemple illustré, l'alimentation 10 n'est en effet pas en contact électrique avec la radiante 12 mais espacée de la radiante 12 et couplée de façon électromagnétique avec cette dernière.
Les feuilles à fonction verrière 2A, 2B, 2C sont de préférence des feuilles de verre. Dans l'exemple décrit, la feuille à fonction verrière extérieure et la feuille à fonction verrière intermédiaire 2B sont dans un verre borosilicate, i.e. dont la composition comprend de la silice (SiO2) comme oxyde formateur et un oxyde - 7 - de bore (B203). En variante, seule la feuille à fonction verrière intermédiaire 2B est dans un verre de ce type. Cette composition comprend de préférence les constituants suivants en une teneur variant dans les limites pondérales ci-après définies : SiO2 78-86% B203 8-15% A1203 0-5% MgO 0-5% CaO 0-5% Na2O 0-5% K20 0-7% De préférence, la composition est la suivante: SiO2 78-86% B203 8-15% A1203 0,9-5% MgO 0-2% CaO 0-1,5% Na2O 0-4,5% K2O 0-7% A titre d'exemple non limitatif, la composition est la suivante : SiO2 81,0% B203 13,0% A1203 2,0% Na2O 4,0% Ou: SiO2 81,2% B203 12,2% A1203 2,0% CaO 0,3% Na2O 4,1% K2O 0,2% Ces verres ont, dans le domaine de 1,7GHz à 2,2GHz, plus généralement le domaine de 500MHz à 5GHz, une constante diélectrique faible (i.e. plus faible que celle d'un verre silico-sodo-calcique), de l'ordre de 4,7, et un effet de barrière électromagnétique faible. 10 L'épaisseur de la ou des feuille(s) de verre borosilicate est comprise entre 1 et 8 mm, par exemple entre 1 et 4mm, par exemple environ 3,3mm. En revanche, la feuille à fonction verrière intérieure 2A portant la masse 8 est dans un verre de type silico-sodo-calcique. On entend par verre de type silico-sodo-calcique un verre dont la 15 composition comprend de la silice (SiO2) comme oxyde formateur et des oxydes de sodium (soude Na2O) et de calcium (chaux CaO). Cette composition comprend de préférence les constituants suivants en une teneur variant dans les limites pondérales suivantes : 20 25 L'épaisseur de la feuille de verre intérieure 2A portant la masse 8 est par exemple comprise entre 1 et 16 mm, par exemple entre 5 et 10mm, par exemple environ 8mm. 30 A noter qu'il n'est pas nécessaire, même si cela est préféré, que le vitrage soit un triple vitrage. Il s'agit en variante d'un double vitrage dans lequel l'alimentation est portée par l'une de la feuille à fonction verrière intérieure 2A et de la feuille à fonction verrière extérieure 2C. Dans ce cas, le film substrat 16B Ou encore: 8 SiO2 83,5% B203 10,0% A1203 2,0% Na2O 4,5% SiO2 A1203 60 - 75 % 0 - 10 % B2O3 0 - 5 %, de préférence 0 CaO 5 - 15 % MgO 0 - 10 % Na2O 5 - 20 % K2O 0 - 10 % BaO 0 - 5 %, de préférence 0. - 9 - de l'alimentation sera par exemple collé sur le film substrat 16A de la masse ou sur le film substrat 16C de la radiante. Les lames de gaz intercalaire 14A et 14B sont par exemple à base d'air, d'azote ou d'argon ou d'un autre gaz de tout type adapté.
La lame externe 14B (entre la radiante 12 et l'alimentation 10) a par exemple une épaisseur entre 1 et 20mm, par exemple environ 14mm. La lame interne 14A (entre l'alimentation 10 et la masse 8) a par exemple une épaisseur entre 1 et 16mm, par exemple environ 3,3mm. Une unité de commande est par exemple prévue à l'extérieur du vitrage 2 10 pour commander l'antenne 4, de même que l'ensemble des constituants électroniques de la station de base. La figure 3 illustre un deuxième mode de réalisation dans lequel seules les différences par rapport au mode de réalisation précédent sont décrites. Dans ce mode de réalisation, le revêtement conducteur 8, 10, 12 n'est pas 15 tourné vers la feuille à fonction verrière 2A, 2B, 2C à laquelle le film substrat est collé mais vers le côté opposé. Un film de protection respectivement 20A, 20B, 20C est alors prévu sur le côté du film substrat 16A, 16B, 16C opposé à la feuille à fonction verrière 2A, 2B, 2C sur laquelle le film substrat est collé. 20 Le film de protection 20A, 20B, 20C est feuilleté au film substrat 16A, 16B, 16C par l'intermédiaire d'un deuxième intercalaire de feuilletage respectivement 22A, 22B, 22C. Le deuxième intercalaire de feuilletage 22A, 22B, 22C colle ainsi au revêtement conducteur 8, 10, 12, de façon analogue au premier mode de 25 réalisation. Le deuxième intercalaire de feuilletage 22A, 22B, 22C est par exemple une feuille réalisée dans une matière thermoplastique. Il s'agit par exemple de PVB, EVA ou PU. Plus généralement, il s'agit d'une matière thermoplastique ayant une température de ramollissement par exemple comprise entre 90°C et 30 120°C et apte à coller deux feuilles de verre. Le deuxième intercalaire de feuilletage 22A, 22B, 22C assure une bonne transparence optique du revêtement conducteur 8, 10, 12. Le film de protection 20A, 20B, 20C est par exemple une feuille d'une matière thermoplastique dont la température de ramollissement est supérieure - 10 - à celle des intercalaires de feuilletage 18A, 18B, 18C, 22A, 22B, 22C, par exemple réalisée en PMMA (Polyméthacrylate de méthyle), mais de préférence en PET (polyethylène téréphtalate). A noter que les deux modes de réalisation illustrés peuvent être combinés 5 de toute façon adaptée. La masse 8 est par exemple selon le premier mode, tandis que l'alimentation 10 et la radiante 12 sont selon le second mode. La figure 4 illustre un autre mode de réalisation « combiné », dans lequel l'antenne comporte deux radiantes 12 et 12'. Seules les différences par rapport aux modes de réalisation précédents sont décrites ci-dessous. 10 La première radiante 12 est disposée sur la face extérieure de la feuille de verre intermédiaire 2B, et la deuxième radiante 12' disposée sur la face intérieure de la feuille extérieure 2C. L'alimentation est prévue sur la face intérieure de la feuille intermédiaire 2B. 15 Cette configuration combine la réalisation avec deux intercalaires de feuilletage du deuxième mode de réalisation (figure 3) pour la masse 8, l'alimentation 10 et pour la deuxième radiante 12', et la réalisation à un seule intercalaire de feuilletage décrite à la figure 2 pour la première radiante 12. Comme décrit plus en détail ci-dessous, cette configuration combine en 20 effet coût de fabrication et facilité de la connectique car la première radiante 12 ne nécessite pas d'être connectée. CONNECTIQUE La connectique des trois éléments principaux 8, 10, 12 de l'antenne 4 est bien entendu de tout type adapté. 25 A noter, comme illustré par les figures 5 et 6, que la masse 8 et la radiante 12 sont avantageusement reliées électriquement à l'intercalaire métallique 40A, 40B respectif les entourant. Il s'agit de profilés creux de section rectangulaire en aluminium couramment utilisés dans les vitrages multiples pour espacer les feuilles de 30 verre. Ces intercalaires métalliques 40A, 40B sont agencés sur tout le pourtour des feuilles à fonction verrière 2A, 2B, 2C. Ils contiennent généralement un dessicant et sont collés au moyen de joints butyle assurant l'étanchéité. L'alimentation 10 est quant à elle reliée à une source d'alimentation commandant le signal électromagnétique rayonné par l'antenne. 2 98192 9 - 11 - Pour relier l'alimentation 10 à la source d'alimentation, un trou 41 est par exemple réalisé dans l'intercalaire métallique 40B entourant l'alimentation 10 pour le passage des fils électriques 42. L'étanchéité est alors par exemple réalisée par un joint butyle.
Le contact est pris sur les revêtements conducteurs 8, 10, 12 par des connecteurs (busbars) 44 de tout type adapté. A noter que le mode de réalisation de la figure 2 facilite la mise en place de ces connecteurs 44 en permettant de réaliser des réservations de mise en place des connecteurs 44 dans le deuxième intercalaire de feuilletage 22A, 22B, 22C et dans le film de protection 20A, 20B, 20C. En effet, le deuxième intercalaire de feuilletage 22A, 22B, 22C et le film de protection 20A, 20B, 20C sont par exemple en retrait d'environ 1cm sur l'ensemble de leur pourtour par rapport au film substrat 16A, 16B, 16C. Une prise de contact directement sur le revêtement conducteur 8, 10, 12 est alors possible. Dans le cas du mode de réalisation de la figure 2, le coût est réduit par l'utilisation de moins de matériaux, mais la connectique est moins facilement adaptable à une chaîne industrielle. Une technique consiste par exemple à décoller partiellement le film substrat 16A, 16B, 16C pour insérer le connecteur 44 entre le film substrat 16A, 16B, 16C et l'intercalaire de feuilletage 18A, 18B, 18C, après feuilletage (voir figure 6). Pour cette raison, le mode de réalisation de la figure 3 reste aujourd'hui préféré d'un point de vue industriel.
La figure 7 illustre le résultat d'une expérience dans laquelle le flou a été mesuré pour une feuille de verre selon la figure 3 et pour une feuille de verre dont le revêtement conducteur n'est pas recouvert. Dans le premier cas, il s'agissait d'une structure : Verre silico-sodo-calcique / EVA 0,8mm / PET 125pm avec côté extérieur 30 un revêtement conducteur en cuivre de 10pm gravé selon un design d'alimentation / EVA 0,8mm /PET 125pm vierge. Le tout étant feuilleté. L'échantillon de référence est le suivant : - 12 - Verre silico-sodo-calcique / EVA 0,8mm / PET 125pm avec côté extérieur un revêtement conducteur en cuivre de 10pm gravé selon le même design d'alimentation. Le flou a été mesuré par un « Hazemeter ». Il s'agit d'une mesure 5 standard de flou par « hazemeter » selon la norme ASTM D 1003 de 2007. Les résultats montrent un flou inférieur lorsqu'un intercalaire de feuilletage a été collé sur le revêtement conducteur. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un vitrage multiple à antenne incorporée.
10 Le procédé comprend une étape consistant à coller un revêtement conducteur sur une feuille à fonction verrière pour former la masse, l'alimentation ou la radiante de l'antenne. Il comprend de préférence en outre une étape consistant à feuilleter un intercalaire de feuilletage sur le revêtement conducteur.
15 Dans le cas du premier mode de réalisation, le film substrat 16A, 16B, 16C est feuilleté, sur sa face portant le revêtement conducteur, à la feuille à fonction verrière portant le film substrat. Dans le cas du deuxième mode de réalisation, le film substrat 16A, 16B, 16C est feuilleté sur chacune de ses faces ; sur sa face portant le revêtement 20 conducteur à un film de protection 20A, 20B, 20C et sur sa face portant le revêtement conducteur à la feuille à fonction verrière 2A, 2B, 2C. Les étapes de feuilletage consistent à mettre au contact les ensembles à feuilleter et à les chauffer à une température entre 90°C et 120°C pendant une durée adaptée pour assurer le ramollissement de l'intercalaire de feuilletage 25 18A, 18B, 18C, 22A, 22B, 22C et son collage aux éléments en contact sur chacune de ses faces.