FR3042677A1 - Vitrage a systeme de degivrage ameliore. - Google Patents

Abstract

Vitrage (1) comportant une face intérieure et une face extérieure, la face extérieure dudit vitrage ayant des propriétés hydrophobes, et un système de dégivrage (2), caractérisé en ce que le système de dégivrage (2) est agencé de manière à chauffer uniquement la périphérie d'une aire libre (3) du vitrage (1) dont la surface est au moins supérieure à 50% de la surface totale du vitrage (1), de préférence supérieure à 75%, la face extérieure possédant des propriétés hydrophobe au moins sur toute la surface définie par l'aire libre.

Description

VITRAGE A SYSTEME DE DEGIVRAGE AMELIORE L'invention concerne un vitrage de véhicule comportant un système de dégivrage.

Certains vitrages de véhicule, en particulier la lunette arrière, comportent des systèmes de dégivrage afin de supprimer le givre qui se forme à leur surface. Ces systèmes de dégivrage chauffent le vitrage afin de faire fondre le givre qui recouvre le vitrage par temps froid et humide. De manière connue, ces systèmes de dégivrage sont formés, par exemple, par une série de fils conducteurs chauffants parallèles entre eux et disposés sur la surface du vitrage située à l'intérieur du véhicule afin d'éviter que les fils ne soient abîmés, par exemple, par un essuie-vitre, ou encore un film conducteur disposé entre deux plaques de verre en cas de vitrage feuilleté. Ces fils sont disposés en travers d'une grande partie de la surface du vitrage. Le verre ayant une bonne conductivité thermique, la chaleur produite par le système de dégivrage est facilement transmise vers la surface du vitrage située à l'extérieur du véhicule. Le brevet EP1550354 décrit un système de dégivrage formé par un film chauffant transparent s'étendant sur une grande partie de la surface d'un vitrage d'un véhicule. Afin de faciliter l'écoulement de l'eau sur la surface extérieure du vitrage, un revêtement hydrophobe est déposé sur ladite surface. L'inconvénient d'un tel système est que le film transparent chauffant est cher, et sa mise en œuvre entre les deux parois formant le vitrage, complexe. De plus, un tel système consomme beaucoup d'énergie car il doit chauffer une grande surface du vitrage. L'utilisation de fils chauffants permet de réduire les coûts d'un système de dégivrage, mais les fils gênent la visibilité. Un autre inconvénient de ces systèmes est que le temps nécessaire pour faire fondre une épaisseur importante de glace qui recouvre le vitrage est long.

La présente invention a pour but d'améliorer le dégivrage d'un vitrage. En particulier, l'invention a pour objectif de réduire la consommation d'énergie du système de dégivrage, d'améliorer la visibilité au travers du vitrage et de diminuer le temps nécessaire pour supprimer une couche de glace recouvrant ledit vitrage.

Ce but est atteint selon l'invention, grâce à un vitrage comportant une face extérieure avec des propriétés hydrophobes, une face intérieure et un système de dégivrage, caractérisé en ce que le système de dégivrage est agencé de manière à chauffer uniquement la périphérie d'une aire libre du vitrage dont la surface est au moins supérieure à 50%, de préférence supérieure à 75%, de la surface totale du vitrage, la face extérieure possédant des propriétés hydrophobes au moins sur toute la surface définie par l'aire libre.

Ainsi avantageusement, le système de dégivrage ne chauffant que la périphérie de l'aire libre, la surface chauffée par le système de dégivrage est réduite et la consommation d'énergie est diminuée. De plus, la visibilité au travers dudit vitrage est améliorée par la suppression d'une grande partie des fils chauffants habituellement placés en travers de la surface du vitrage, tout en conservant la capacité à supprimer une couche de glace recouvrant la face extérieure dudit vitrage. En effet, le système de dégivrage fait fondre la couche de glace suivant le périmètre de l'aire libre. La couche de glace située dans l'aire libre est ainsi séparée du reste de la couche de glace. Ainsi, lorsque le vitrage est positionné de manière à ne pas être dans un plan horizontal, la couche de glace située sur l'aire libre va descendre sous l'effet de son poids grâce aux propriétés hydrophobes de la face extérieure du vitrage qui diminue de manière importante l'adhérence de la glace sur la surface du vitrage. La suppression de la couche de glace recouvrant l'aire libre est rapide car le système de dégivrage fait fondre une surface de glace moins importante que la surface de l'aire libre. Une fois la couche de glace recouvrant l'aire libre séparée du reste de la couche de glace, elle va descendre rapidement sous l'effet de son poids.

La plaque de glace peut être formée par une plaque de givre, une couche de glace, ou encore de la neige.

Les bords de l'aire libre correspondent sensiblement aux bords de l'aire entourée par le système de dégivrage.

On entend par hydrophobe la propriété d'une surface telle que la surface ait, avec le contour d'une goutte d'eau, un angle de contact initial d'au moins environ cents degrés.

Les propriétés hydrophobes du vitrage peuvent être obtenues par exemple par un traitement chimique de la surface, une application d'un revêtement hydrophobe, ou encore par un film hydrophobe appliqué sur la surface du vitrage. De préférence, l'ensemble de la face extérieure du vitrage a des propriétés hydrophobes.

De préférence, le système de dégivrage est agencé de manière à ce que les bords de l'aire libre soient situés à moins de 20 centimètres des bords du vitrage, de préférence à moins de 10 centimètres.

Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le vitrage est réalisé en polycarbonate (PC) ou en polyméthacrylate de méthyle (PMMA) avec un traitement hydrophobe de sa face extérieure. L'utilisation d'un tel système de dégivrage sur un vitrage en PC ou en PMMA est particulièrement avantageuse. En effet, ces matériaux ayant un faible coefficient de transmission thermique, il est nécessaire de produire beaucoup de chaleur par le système de dégivrage pour avoir une température suffisante permettant de faire fondre rapidement la couche de glace à la surface de tel vitrage, en particulier lorsque le système de dégivrage chauffe la face intérieure du vitrage. En réduisant grâce à l'invention la surface à chauffer, l'énergie nécessaire pour dégivrer un tel vitrage est donc réduite. De plus, ces matériaux permettent de réaliser un vitrage plus léger qu'un vitrage en verre, et des formes plus complexes.

Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le système de dégivrage comporte au moins un conducteur électrique chauffant formant la périphérie de l'aire libre et en contact avec le vitrage.

Le conducteur électrique chauffant est de préférence sur une des faces du vitrage, de préférence sur la face intérieure. Il peut être en variante sur la face extérieure ou à l'intérieur du vitrage.

Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le conducteur électrique chauffant est sous la forme d'un fil.

Les fils conducteurs chauffants sont avantageusement faciles à mettre en oeuvre sur un vitrage et de faible coût. Ils peuvent être constitués par un fil électrique collé ou le dépôt d'une sérigraphie conductrice formant un fil conducteur sur la surface du vitrage.

En variante, le système de dégivrage est formé de plusieurs fils chauffants formant le périmètre de l'aire libre.

Dans un autre mode de réalisation de l'invention, l'aire libre a une forme générale de trapèze.

La forme de trapèze correspond à une forme de quadrilatère avec deux côtés opposés sensiblement parallèles et de longueurs différentes. Les bords du trapèze formé par l'aire libre peuvent être arrondis, par exemple à cause de la forme bombée du vitrage. Dans le cas de bords arrondis, c'est la direction générale des bords qui sera considérée comme parallèle, la direction générale d'un bord pouvant être définie par exemple par une droite passant par les deux extrémités dudit bord.

Ainsi avantageusement, lorsque le vitrage est installé sur une structure, comme par exemple un véhicule automobile, de manière à ce que les bords parallèles du trapèze soient sensiblement à l'horizontal avec le bord de plus grande longueur, que l'on nomme bord long, situé au-dessus de l'autre bord qui lui est parallèle, que l'on nommera bord court, la masse de la couche de glace sur l'aire libre et située à proximité du bord long sera plus importante que la masse de la couche de glace située à proximité du bord court. La couche de glace disposée à proximité du bord long pousse sur la glace disposée plus bas. L'évacuation de la couche de glace située sur l'aire libre du vitrage est ainsi avantageusement plus rapide. Dans le cas d'un vitrage installé sur un véhicule, l'horizontal correspond au plan défini par l'axe longitudinal et l'axe transversal du véhicule.

Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le système de dégivrage est agencé de manière à chauffer une plus grande largeur de vitrage le long du bord du trapèze, que l'on nommera bord long, formant l'un des deux bords parallèles dudit trapèze et dont la longueur est supérieure à celle du bord qui lui est parallèle.

La largeur correspond à une dimension dans une direction perpendiculaire à la direction générale d'un bord et tangente à la surface du vitrage.

Ainsi avantageusement, une plus grande quantité d'eau est obtenue par fonte de la couche de glace le long de ce bord de plus grande longueur. Lorsque le vitrage est installé sur une structure, comme par exemple un véhicule, il est conformé de manière à ce que ce bord de plus grande longueur soit situé au-dessus de l'aire libre. Ainsi, une grande quantité d'eau passe sous la couche de glace située au niveau de l'aire libre, et aide au décollement rapide de cette glace. La glace située sur l'aire libre va donc plus rapidement glisser sous l'effet de son propre poids.

Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le système de dégivrage comporte plusieurs fils de dégivrage, de préférence sensiblement parallèles entre eux, le long du bord long du trapèze.

La largeur plus grande de dégivrage sur le bord long est ainsi réalisée par des moyens simples à mettre en œuvre et à faible coût.

Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, le vitrage est destiné à être installé sur un véhicule.

Une bonne visibilité au travers des vitrages d'une automobile est importante pour la sécurité lors de la conduite.

Ainsi, un véhicule équipé d'un tel vitrage offre avantageusement une meilleure visibilité par la suppression des conducteurs électriques chauffants qui gênaient la vision, tout en conservant la capacité à supprimer rapidement une couche de glace formée sur la surface dudit vitrage. L'invention porte aussi sur un véhicule comportant un vitrage selon l'invention décrite précédemment, agencé de manière à ce que tout vecteur normal à la surface de la face extérieure située dans l'aire libre forme un angle différent de zéro avec l'axe vertical du véhicule. L'axe vertical du véhicule correspond à l'axe perpendiculaire à l'axe transversal et longitudinal du véhicule.

Le vitrage peut être par exemple le pare-brise, une vitre latérale, une lunette arrière, ou encore un phare. De préférence, le vitrage sera positionné de sorte que l'angle entre le vecteur normal et l'axe vertical du véhicule soit supérieur à 45 degrés, ou de préférence supérieur à 60 degrés. Ainsi, avantageusement, la couche de glace sera rapidement évacuer sous l'effet de son propre poids.

Une application par exemple pour un vitrage situé sur le pavillon d'un véhicule est moins intéressante, car l'absence ou la quasi-absence de pente ne permet pas à la glace de descendre sous l'effet de son poids. L'évacuation de la couche de glace située sur l'aire libre peut dans ce cas-là être obtenue par des forces aérodynamiques lorsque le véhicule avance, mais nécessite que le véhicule roule à une vitesse suffisante. L'invention porte aussi sur un véhicule comportant un vitrage selon l'invention décrite précédemment, dont l'aire libre a une forme de trapèze et dont le bord long est situé plus haut que l'autre bord parallèle suivant l'axe vertical du véhicule. D'autres applications hors automobile d'un tel vitrage est aussi possible, comme par exemple de manière non limitative, pour des vitrages de bâtiments ou de bateaux. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - La fig. 1 est une vue de face d'un vitrage suivant l'invention comportant un système de dégivrage de forme trapézoïdale. - La fig. 2 est une vue du vitrage suivant la fig. 1 comportant une variante de réalisation du système de dégivrage. - La fig. 3a est une vue suivant la coupe A-A du vitrage de la fig. 2 avec une couche de glace à la surface du vitrage. - La fig. 3b est une vue suivant la coupe A-A du vitrage de la fig. 2 avec le système de dégivrage en fonction. - La fig. 4 est une vue d'une variante de réalisation du système de dégivrage.

Les dessins sont des représentations schématiques pour faciliter la compréhension de l'invention. Les composants ne sont pas forcément représentés à l'échelle. Les mêmes références correspondent aux mêmes composants d'une figure à l'autre.

La fig. 1 montre un vitrage 1 comportant un système de dégivrage 2 électrique délimitant une aire libre 3. Cette aire libre 3 forme de préférence plus de 50% de la surface du vitrage 1, de préférence plus de 75% de la surface du vitrage 1. L'aire libre 3 présente une forme de quadrilatère, de préférence une forme trapézoïdale. Le système de dégivrage 2 est formé par un fil conducteur chauffant suivant le périmètre de l'aire libre 3. Ce fil conducteur est alimenté en électricité par deux connections 4 positionnées chacune sur un bord opposée du système de dégivrage 2.

Les fils conducteurs sont réalisés par des moyens classiquement utilisés dans le domaine de l'automobile, comme par exemple par collage d'un fil métallique conducteur, ou encore par une pâte déposée par sérigraphie, connus par l'homme du métier. En variante, le système de dégivrage peut être réalisé par un film mince conducteur chauffant positionné par exemple sur la surface du vitrage 1.

Le vitrage 1 illustré en fig. 1 est un vitrage 1 de lunette arrière de véhicule. L'aire libre 3 est de préférence dimensionnée et positionnée de manière à correspondre au champ de vision au travers de ladite lunette arrière lorsque l'on regarde au travers d'un rétroviseur intérieur; ce champ de vision s'appelle communément champ de rétrovision. Ainsi, aucun fil conducteur chauffant du système de dégivrage 2 ne traverse ladite aire libre 3. Pour définir ce champ de rétrovision, l'homme du métier pourra se référer par exemple à la directive européenne 2003/97/CE. La face du vitrage 1 située du côté intérieur du véhicule est nommée face intérieure, et la face située du côté extérieure du véhicule est nommée face extérieure. La face extérieure du vitrage 1 est traitée de manière à avoir des propriétés hydrophobes, c'est-à-dire que le contour d'une goutte d'eau forme un angle de contact avec ladite face extérieure du vitrage 1 d'au moins cents degrés. De telles propriétés peuvent être obtenues par exemple par un traitement chimique de la surface ou encore par dépôt d'une couche hydrophobe. Des agents connus pour conférer cette propriété hydrophobe sont, par exemple, des alkylsilanes fluorés tels que décrits dans les demandes de brevets EP0492417, EP0492545 et EP0672779. Dans le cadre d'un vitrage en polycarbonate, un revêtement plasma connu sous la dénomination commerciale Exatec E900 possédant un caractère hydrophobe pourra être par exemple appliqué.

La fig. 2 montre une variante de réalisation de l'invention dans laquelle le système de dégivrage 2 comporte plusieurs fils conducteurs chauffants le long d'un des bords du périmètre de l'aire libre 3. Ainsi, la bande de glace fondue par le système de dégivrage 2 le long de ce bord est plus large que si le fil était unique. En variante de réalisation, le système de dégivrage peut ne comporter qu'un seul fil dessinant des ondulations serrées le long de ce bord afin de faire fondre une bande de glace plus large qu'un unique fil sensiblement droit. Le bord en question est le bord haut, c'est-à-dire celui le plus haut sur le vitrage 1 suivant un axe Z qui représente l'axe vertical dans le référentiel du véhicule. Les bords haut et bas de l'aire libre 3 et du vitrage 1 sont pris en référence à cet axe vertical Z.

La fig. 3a montre en coupe le vitrage 1 recouvert d'une couche de glace 5 sur sa face extérieure, avant que le système de dégivrage 2 ne soit mis en fonction. Le système de dégivrage 2 est situé sur la face intérieure du vitrage 1. En variante, le système de dégivrage 2 peut être positionné sur la face extérieure du vitrage 1. Dans une autre variante, le système de dégivrage 2 peut être positionné à l'intérieur du vitrage 1. Par exemple dans le cas d'un vitrage 1 en verre feuilleté, le système de dégivrage 2 peut être positionné entre les deux parois de verre constituant le vitrage, ou dans le cas d'un vitrage en matériau plastique, comme par exemple du PC ou du PMMA, le système de dégivrage 2 peut être dans l'épaisseur de la matière dudit vitrage 1.

La fig. 3b montre en coupe le vitrage 1 recouvert de la couche de glace 5 après que le système de dégivrage 2 soit mis en fonction. La chaleur produite par le système de dégivrage 2 fait fondre la partie de la couche de glace 5 située au niveau du système de dégivrage 2, sur la périphérie de l'aire libre 3, mais sans faire fondre la couche de glace 5 située dans l'aire libre 3. La couche de glace 5 est alors divisée en une partie 5a située au niveau de l'aire libre 3, et une partie 5b, 5c située à l'extérieur de l'aire libre 3.

En définissant un vecteur N représentant le vecteur normal à la face extérieure du vitrage 1 dans l'aire libre 3, le vitrage 1 est positionné sur le véhicule de manière à ce que le vecteur N ne soit pas parallèle à l'axe vertical Z. C'est-à-dire que la surface de la face extérieure du vitrage 1 dans l'aire libre 3 n'est pas dans un plan horizontal défini par les axes longitudinal et transversal du véhicule. De préférence, le vitrage est positionné de manière à ce que l'angle entre le vecteur N et l'axe vertical Z soit supérieur à quarante-cinq degrés, ou encore supérieur à soixante degrés.

Les propriétés hydrophobes de la face extérieure du vitrage 1 réduisent l'adhérence et les forces de frottement entre la couche de glace 5 et ladite face extérieure du vitrage 1. Ainsi, la couche de glace 5a située dans l'aire libre 3 n'étant plus liée au reste de la couche de glace 5b, 5c, descend sous l'effet de son propre poids. L'eau provenant de la fonte de ladite couche de glace 5a par la partie du système de dégivrage 2 formant le bord haut de l'aire libre 3, s'écoule et s'introduit entre la couche de glace 5a située dans l'aire libre 3 et le vitrage 1, et facilite ainsi le glissement de la couche de glace 5a sur la surface extérieure dudit vitrage 1 au niveau de l'aire libre 3. La couche de glace 5a s'évacue ainsi vers le bas, sans avoir besoin de chauffer toute la surface de l'aire libre 3.

De plus, la partie du système de dégivrage 2 formant le bord bas de l'aire libre 3 peut faire fondre en continue la couche de glace 5a située dans l'aire libre 3 lorsqu'elle descend, de manière à éviter que celle-ci ne se bloque contre la couche de glace 5c située en dehors de l'aire libre 3 ou contre un élément situé le long du bord bas du vitrage 1, comme par exemple un joint de vitre.

En variante, pour faire fondre de manière plus efficace la couche de glace 5 située en bas de l'aire libre 3 lors de la descente de la couche de glace 5a, la partie du système de dégivrage 2 formant le bord bas de l'aire libre 3 peut comporter plusieurs fils conducteurs chauffants.

Comme illustré sur les figures 1 et 2, l'aire libre 3 a une forme de trapèze avec deux bords sensiblement parallèles et opposés de longueurs différentes. Des deux bords parallèles, le bord le plus long, que l'on nomme bord long, forme le bord haut de l'aire libre 3, tandis que le bord de plus petite longueur que l'on nomme bord court, est situé à l'opposé et forme le bord bas de l'aire libre 3. Le bord haut est donc situé au-dessus du bord bas. Ainsi, la partie haute de la couche de glace 5a située dans l'aire de glace 3 est plus lourde que la partie basse de ladite couche de glace 5a. Cette partie haute pousse la partie basse de la couche de glace 5a et favorise l'évacuation de ladite couche de glace 5a.

La fig. 4 montre une variante de réalisation dans laquelle le système de dégivrage 2 est composé de plusieurs segments formant les bords de l'aire libre 3. Un fil conducteur électrique chauffant 2b forme le bord court, un autre conducteur électrique chauffant 2d comportant plusieurs fils forme le bord long, et deux autres conducteurs électriques chauffants 2a et 2c forment chacun un bord latéral du trapèze entre le bord bas et le bord haut. Chacun de ces conducteurs 2a, 2b, 2c et 2d est alimenté par des connecteurs spécifiques 4. Les extrémités de chacun de ces conducteurs 2a, 2b, 2c et 2d sont suffisamment proches les unes des autres pour faire fondre de manière continue la couche de glace 5 tout autour de l'aire libre 3 par conduction de la chaleur au travers du vitrage 1.

La réalisation du vitrage 1 en PC ou en PMMA est particulièrement intéressante car ces matières ont un faible coefficient de transmission thermique. Il est nécessaire de produire beaucoup de chaleur par le système de dégivrage pour avoir une température suffisante permettant de faire fondre rapidement la couche de glace. En réduisant la surface à chauffer, l'énergie nécessaire pour dégivrer une grande surface du vitrage 1 est réduite. Pour un tel vitrage 1 en PC ou PMMA, le système de dégivrage 2 comporte de préférence un fil conducteur chauffant positionné contre la face intérieure du vitrage 1. Le fil conducteur chauffant est réalisé par collage d'un fil ou dépôt d'une sérigraphie conductrice sur la face intérieure du vitrage 1.

En variante de réalisation, le système de dégivrage 2 peut être réalisé par un film chauffant transparent connu dans le monde de l'automobile. Ce film peut s'étendre sur le pourtour de l'aire libre 5, sur une faible largeur, ou recouvrir toute la partie du vitrage située entre l'aire libre 3 et les bords du vitrage 1.

Ce type de vitrage peut s'appliqué aussi pour un pare-brise de véhicule. De préférence, le système de dégivrage est alors aménagé de manière à se situer en dehors d'une zone de vision définie par le règlement ECE R43 édité par la CEE-ONU (Commission Economique des Nations Unies pour l'Europe). Un tel vitrage peut aussi être appliqué sur un phare avant ou un feu arrière de véhicule.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS 1/ Vitrage (1) comportant une face extérieure avec des propriétés hydrophobes, une face intérieure et un système de dégivrage (2), caractérisé en ce que le système de dégivrage (2) est agencé de manière à chauffer uniquement la périphérie d'une aire libre (3) du vitrage (1) dont la surface est au moins supérieure à 50%, de préférence supérieure à 75%, de la surface totale du vitrage (1), la face extérieure possédant des propriétés hydrophobe au moins sur toute la surface définie par l'aire libre.
2. 2/ Vitrage (1) suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'il est réalisé en polycarbonate (PC) ou en polyméthacrylate de méthyle (PMMA) avec un traitement hydrophobe de sa face extérieure.
3. 3/ Vitrage (1) suivant l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le système de dégivrage (2) comporte au moins un conducteur électrique chauffant (2) formant la périphérie de l'aire libre (3) et en contact avec le vitrage (1).
4. 4/Vitrage (1) suivant la revendication 3 caractérisé en ce que le conducteur électrique chauffant (2) est sous la forme d'un fil.
5. 5/ Vitrage (1) suivant l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'aire libre (3) a une forme générale de trapèze.
6. 6/ Vitrage (1) suivant la revendication 5 caractérisé en ce que le système de dégivrage (2) est agencé de manière à chauffer une plus grande largeur de vitrage (1) le long du bord du trapèze, que l'on nommera bord long, formant l'un des deux bords parallèles dudit trapèze et dont la longueur est supérieure à celle du bord qui lui est parallèle.
7. 7/ Vitrage (1) suivant la revendication 6 prise en combinaison avec la revendication 4 caractérisé en ce que le système de dégivrage (2) comporte plusieurs fils de dégivrage (3), de préférence sensiblement parallèles entre eux, le long du bord long.
8. 8/ Vitrage (1) suivant l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est destiné à être installé sur un véhicule.
9. 9/ Véhicule comportant un vitrage (1) suivant l'une des revendications de 1 à 8, agencé de manière à ce que tout vecteur normal (N) à la surface de la face extérieure située dans l'aire libre (3) forme un angle différent de zéro avec l'axe vertical (Z) du véhicule.
10. 10/ Véhicule comportant un vitrage (1) suivant l'une des revendications de 5 à 7 prise en combinaison avec la revendication 9, caractérisé en ce que le bord long est situé plus haut que l'autre bord parallèle du trapèze suivant l'axe vertical (Z) du véhicule.