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Patent Searching and Data


Title:
TEXTURED GLASS SUBSTRATE FOR A BUILDING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/111662
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a glass substrate including a sheet of glass in which one of the main surfaces includes raised patterns, and a reflective layer applied to the main surface including said patterns, so that there is a plane H orthogonal to the substrate such that the assembly E of the points of the surface of the substrate, such that the angle theta between the normal local to the surface and the plane H is at least 25°, is more than 30 % of the developed area of the main surface of the substrate supporting the patterns. The glass substrate is intended for being mounted on the outer façades of buildings as glazing. The substrate reflects the sun rays toward the sky, since said substrate is vertical and the plane H is horizontal. Said property reduces the glare for people on the ground and helps improve the albedo of towns.

Inventors:
SANDRE-CHARDONNAL ETIENNE (FR)
SCHIAVONI MICHELE (FR)
Application Number:
PCT/FR2014/050086
Publication Date:
July 24, 2014
Filing Date:
January 16, 2014
Export Citation:
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Assignee:
SAINT GOBAIN (FR)
International Classes:
C03C17/36; C03C17/06; E06B9/24; F21S11/00
Foreign References:
US3255665A1966-06-14
US20110135880A12011-06-09
EP1072752A12001-01-31
US4519675A1985-05-28
US20110310473A12011-12-22
US0720138A1903-02-10
DE19731142A11999-02-11
Attorney, Agent or Firm:
SAINT-GOBAIN RECHERCHE (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

Substrat verrier comprenant une feuille de verre dont une des faces principales comprend des motifs en relief, et une couche réfléchissante appliquée sur la face principale comprenant lesdits motifs, caractérisé en ce qu'il existe un plan H orthogonal au substrat de sorte que l'ensemble E des points de la surface du substrat tels que l'angle téta entre la normale locale à la surface et le plan H soit d'au moins 25°, représente plus de 30% de l'aire développée de la surface principale du substrat portant les motifs.

Substrat selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la couche réfléchissante est appliquée en tout point de l'ensemble E, hors éventuel émargement.

Substrat selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la couche réfléchissante est appliquée en tout point de la face principale comprenant lesdits motifs, hors éventuel émargement.

Substrat selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le substrat revêtu de la couche réfléchissante est tel qu'il existe une bande spectrale d'au moins 50 nm de largeur entre 250 et 2500 nm pour laquelle la réflexion est supérieure à 20% et de manière encore préférée supérieure à 40%, en incidence normale.

Substrat selon la revendication précédente caractérisé en ce que la bande spectrale d'au moins 50 nm de largeur existe entre 780 et 1200 nm.

Substrat selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que sa transmission lumineuse Tl mesurée selon la norme EN410 est supérieure à 40%, voire supérieure à 60%.

Substrat selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble E représente plus de 50% et de préférence plus de 80% de l'aire développée du substrat.

Substrat selon l'une des revendications précédente, caractérisé en ce qu'en tout point de E l'angle phi entre la normale locale et un plan V orthogonal au substrat et orthogonal au plan H est inférieur à 15° et de préférence inférieur à 5°.

9. Substrat selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble E forme des couples de surfaces S1 et S2 formant entre elles un angle rentrant dans le substrat définissant une arête rentrante, tout point de S1 voyant son vecteur sortant normal formant un angle alpha avec le substrat inférieur à 60° et tout point de S2 voyant son vecteur sortant normal formant un angle bêta avec le substrat.

10. Substrat selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'un des angles alpha ou bêta est supérieur à l'autre, plus de 80% des couples et même plus de 90% des couples étant orientés de façon identique en surface du substrat, l'orientation étant définie selon la place des angles alpha et bêta par rapport à l'angle rentrant.

1 1 . Substrat selon l'une des deux revendications précédentes, caractérisé en ce que l'angle alpha et l'angle bêta satisfont à F > 0 , le facteur F étant défini par

F = [0,0102 x (angle bêta)2] - (0,071 x angle bêta) + angle alpha - 45

12. Substrat selon l'une des trois revendications précédentes, caractérisé en ce que plusieurs couples sont juxtaposés et forment des prismes juxtaposés en saillie du substrat.

13. Substrat selon la revendication précédente, caractérisé en ce que plus de 80% de l'aire développée du substrat forme des surfaces prismatiques dont les arêtes sortantes forment au maximum entre elles un angle de 20° et forment au maximum avec le plan général du substrat un angle de 10°.

14. Substrat selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche réfléchissante contient un métal, notamment choisi parmi

Ag, Nb, Cr ou Fe.

15. Substrat selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche réfléchissante présente une épaisseur comprise entre 10 nm et 1000 nm.

16. Substrat selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche réfléchissante augmente la réflexion énergétique du substrat sur laquelle elle est appliquée.

17. Substrat selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le substrat présente une réflexion énergétique supérieure à 20% voire même supérieure à 40% voire même supérieure à 60% au sens de la norme EN410, ladite réflexion étant déterminée sur un substrat de même nature exempt de motifs.

18. Substrat selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rapport de la transmission lumineuse Tl sur le facteur solaire g est compris dans le domaine allant de 0,7 à 3 au sens de la norme EN410.

19. Fenêtre de façade extérieure de bâtiment comprenant le substrat de l'une des revendications précédentes ou bâtiment comprenant en façade extérieure le substrat de l'une des revendications précédentes, le substrat étant orienté de sorte qu'un plan H soit horizontal une fois monté sur le bâtiment.

20. Fenêtre ou bâtiment selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les motifs sont tournés vers l'extérieur du bâtiment.

21 . Fenêtre ou bâtiment selon l'une des deux revendications précédentes, caractérisé en ce que les motifs sont des prismes horizontaux juxtaposés.

22. Utilisation d'un substrat de l'une des revendications précédentes de substrat comme fenêtre de bâtiment réfléchissant du rayonnement du soleil impactant directement le substrat, pour que la puissance du rayonnement solaire réfléchi dans une direction ascendante soit supérieure à 30% et de préférence 50% de la puissance totale réfléchie, quelle que soit la position zénithale du soleil comprise entre 0° et 70° par rapport à l'horizontale.

Description:
SUBSTRAT VERRIER TEXTURE POUR BATIMENT

L'invention concerne un substrat verrier à réflexion énergétique élevée pour équiper les façades externes des bâtiments.

L'expression « substrat verrier » désigne une feuille de verre monolithique recouverte le cas échéant d'une couche mince ou d'un empilement de plusieurs couches minces appliqué directement sur la feuille de verre.

Les vitrages représentent une part importante de la surface externe des bâtiments. Afin d'améliorer le confort des personnes occupant un bâtiment, on applique sur ses vitrages en façade des couches réfléchissantes, dites antisolaires, afin de renvoyer vers l'extérieur une bonne partie du rayonnement solaire incident notamment hors du domaine du visible. Ces vitrages présentent ainsi une bonne transmission lumineuse dans le domaine du visible (380 à 780 nm) tout en réfléchissant efficacement les IR et les UV. La transmission des rayons lumineux dans le domaine du visible n'est cependant pas totale selon leur angle d'incidence. Ainsi, les rayons du soleil, si celui-ci est en position élevée, sont réfléchis vers le sol ou vers le bâtiment d'en face par les vitrages en façade des bâtiments, lesdits vitrages faisant office de miroirs à de tels angles. Cette réflexion peut éblouir des personnes à l'extérieur du bâtiment ce qui peut poser des problèmes de sécurité notamment s'il s'agit de conducteurs automobile. De plus, cette réflexion vers le sol de rayonnements solaires (visibles et non-visibles) contribue au réchauffement de la chaussée et plus généralement de tout ce qui se trouve au sol à proximité du bâtiment ce qui inclut les piétons et les autres bâtiments. Enfin, la réduction de l'albédo des villes est une préoccupation actuelle, nécessitant de trouver des moyens pour renvoyer vers le ciel une bonne partie du rayonnement solaire incident. Pour y parvenir, on a maintenant eu l'idée de munir le substrat verrier d'une texture en relief favorisant la réflexion dans une direction voisine voire identique à la direction du rayonnement incident. Ainsi, les rayons solaires incidents peuvent être réfléchis au moins partiellement vers le ciel.

L'invention concerne un substrat verrier comprenant une feuille de verre dont une des faces principales comprend des motifs en relief, une couche réfléchissante, notamment anti-solaire, étant appliquée sur la face principale comprenant lesdits motifs. Les motifs ont une géométrie telle que les rayons réfléchis sont renvoyés vers le ciel si les rayons incidents viennent du ciel. Dans le cas d'un verre plan non-texturé (surface lisse), un renvoi du rayon réfléchi exactement dans la direction opposée à celle du rayon incident ne se produit que lorsque le rayon incident est normal (angle de 90°) à la surface du verre. Dès que le rayon incident s'écarte de la normale, le rayon réfléchi s'écarte aussi de la normale, mais de l'autre côté de la normale par rapport au rayon incident. Ainsi, la normale au substrat est aussi la bissectrice de l'angle entre le rayon incident et le rayon réfléchi. Selon l'invention, la texture fait renvoyer le rayon réfléchit du même côté que le rayon incident par rapport à un plan horizontal normal au substrat verrier, ledit substrat verrier étant vertical.

Selon l'invention, le substrat verrier comprend une feuille de verre dont une des faces principales comprend des motifs en relief, une couche réfléchissante étant appliquée sur la face principale comprenant lesdits motifs. Le substrat revêtu de la couche réfléchissante est de préférence tel qu'il existe une bande spectrale d'au moins 50 nm de largeur entre 250 et 2500 nm pour laquelle la réflexion est supérieure à 20% et de manière encore préférée supérieure à 40% (en incidence normale). Généralement, il existe une bande spectrale d'au moins 50 nm de largeur entre 250 et 2500 nm et de préférence entre 780 et 2500 nm (infra-rouge solaire) et de manière encore préférée entre 780 et 1200 nm (domaine de l'infrarouge dans lequel le rayonnement solaire est plus énergétique) pour laquelle la réflexion est supérieure à 20% et de préférence supérieure à 40%, et généralement inférieure 99%. Ceci signifie que le substrat revêtu de la couche réfléchissante a de préférence une réflexion supérieure à 20% et de manière encore préférée supérieure à 40% pour tout rayonnement dans une bande spectrale d'au moins 50 nm de largeur, ladite bande étant à l'intérieur du domaine du spectre solaire, c'est-à-dire entre 250 et 2500 nm. Si l'on souhaite que de la lumière solaire visible traverse le substrat verrier selon l'invention, en plus de la bande d'au moins 50 nm dont il vient d'être question, la transmission lumineuse Tl mesurée selon la norme EN410 (illuminant D65 ; 2° observateur) est supérieure à 40% voire supérieure à 60%. Cette propriété d'un substrat verrier comprenant une couche de contrôle solaire d'avoir à la fois une forte réflectivité dans l'infra-rouge solaire et une bonne transmission dans le visible, est appelée « sélectivité » par l'homme du métier.

Ces valeurs de réflexion et de transmission valent pour une incidence normale (rayon incident formant un angle de 90° avec la surface de la couche) (la valeur de réflexion vaut généralement quel que soit l'angle d'incidence). Il s'agit d'une propriété du substrat revêtu de la couche indépendamment de tout motif en surface du substrat. Cette réflexion et cette transmission peuvent notamment être mesurée sur un substrat de même nature que le substrat selon l'invention (même verre de même épaisseur + même couche de même épaisseur), mais plan (sans motif). Ces valeurs de réflexion (minimales et maximales) et de transmission valent pour tout point ou la couche réfléchissante est appliquée.

La couche réfléchissante présente généralement une épaisseur comprise entre 10 nm et 1000 nm.

Le substrat est tel qu'il existe un plan H orthogonal au substrat de sorte que l'ensemble E des points de la surface du substrat tels que l'angle téta entre la normale locale à la surface et le plan H soit d'au moins 25°, représente plus de 30% et de préférence plus de 50% et de manière encore préférée plus de 80% de l'aire développée de la surface principale du substrat portant les motifs. Un substrat plan à la surface lisse sans aucune texture est exempt d'un tel plan H car toute normale à sa surface forme un angle nul avec tout plan orthogonal au substrat. Un substrat intégralement couvert d'une texture composée exclusivement de prismes identiques parallèle entre eux et dont les faces des prismes forment toutes (en valeur absolue) un angle de 25° avec le plan général du substrat (angle intérieur au motif), présente un seul plan H, lequel est parallèle aux arêtes des prismes. En effet, avec cette texture, tout point de la surface (donc 100% de la surface) a sa normale locale formant un angle de 25° avec le plan H. Par la suite, on prend également en considération un plan V orthogonal au substrat et orthogonal au plan H.

Cette condition sur l'angle téta traduit le fait que la surface du substrat comprenant la couche réfléchissante présente un relief prononcé. Ce relief prononcé est à l'origine du renvoie plus important des rayons lumineux solaires vers le ciel si le substrat est vertical et le plan H horizontal et si l'on compare avec un substrat de même nature (même verre et même couche) plan.

Le substrat est généralement quadrangulaire et destiné à être disposé verticalement en façade des bâtiments, le plan H étant alors horizontal et le plan V étant alors vertical. Le plan H est généralement parallèle à deux bords du substrat. Le plan V est alors parallèle aux deux autres bords du substrat. De préférence, tout point de E est tel que l'angle phi entre la normale locale et un plan V orthogonal au substrat et orthogonal au plan H soit inférieur à 15° et de préférence inférieur à 5° (en valeur absolue).

La condition cumulative sur les angles téta et phi exprime le fait qu'une grande partie de la surface développée du substrat (ensemble des points E) voit sa normale locale dirigées vers le haut ou vers le bas, une fois monté en façade extérieur du bâtiment, comme ce serait le cas avec des motifs prismatiques horizontaux (arête des prismes horizontale). Si plusieurs plans H existent, on choisit de préférence comme plan H (à placer horizontalement en utilisation) un plan pour lequel l'ensemble E forme la plus grande surface. Un tel vitrage a vocation à être disposé en façade de bâtiment de sorte que le plan H soit horizontal et le plan V vertical. L'objectif est de renvoyer les rayons solaires réfléchis vers le ciel. Comme les rayons solaires impactent le substrat verrier avec une direction privilégiée (car venant du ciel), on munit le substrat verrier de motifs dont la géométrie tient compte de cette direction privilégiée des rayons incidents. Ce sont les points de l'ensemble E qui sont utiles pour remplir cette fonction.

Les points de l'ensemble E peuvent définir des couples de surfaces S1 et S2 formant entre elles un angle rentrant dans le substrat, ce qui définit également une arête rentrante. Ce qui vient d'être dit recouvre la possibilité que des points communs à S1 et S2 forment l'arête rentrante (à l'intersection de S1 et S2). L'arête rentrante peut également être formée par le prolongement de S1 et S2. C'est le cas notamment lorsque les surfaces comprenant S1 et S2 s'arrondissent avant de se rencontrer. En utilisation en façade, S1 et S2 sont de préférence orientées de sorte que S1 fait face au ciel et S2 fait face au sol. Une surface S1 est une surface d'un seul tenant, c'est à-dire continue, c'est-à-dire non fractionnée, exempt d'arrêté rentrante ou sortante et dont tous les points appartiennent à l'ensemble E. Il en est de même pour une surface S2. Les surfaces S1 et S2 peuvent être courbes ou planes. Généralement, elles sont toutes deux planes.

Le vecteur sortant normal en tout point de la surface S1 forme un angle alpha avec le substrat (c'est-à-dire le plan général du substrat) de préférence inférieur à 60°. Le vecteur sortant normal en tout point de la surface S2 forme un angle bêta avec le plan général du substrat. Les angles alpha et bêta peuvent être identiques. Cependant, l'un des angles alpha ou bêta peut être supérieur à l'autre, et dans ce cas, de préférence, plus de 80% et de manière encore préférée plus de 90% des couples S1/S2 sont orientés de façon identique en surface du substrat, l'orientation étant définie selon la place des angles alpha et bêta par rapport à l'arête de l'angle rentrant. En effet, les conditions sur les angles têta et phi ci- dessus exprimées ont pour conséquence que les arêtes rentrantes formées par les différents couples de surfaces S1 et S2 sont sensiblement parallèles. Il est donc possible de vérifier si l'orientation des couples concorde ou non. Dans ce cas, un plan H adapté est sensiblement parallèle aux arêtes rentrantes.

De préférence, l'angle alpha et l'angle bêta satisfont à la relation F > 0, le facteur F étant défini ainsi :

F = [0,0102 x (angle bêta) 2 ] - (0,071 x angle bêta) + angle alpha - 45 , les angles alpha et bêta étant exprimés en degré.

Généralement, plusieurs couples de surfaces S1/S2 sont juxtaposés et forment des prismes juxtaposés en saillie du substrat. Un prisme est formé par l'association d'une surface S1 d'un couple du type S1/S2 avec une surface S2 d'un couple du type S1/S2 voisin. Ainsi, de préférence, plus de 80% de l'aire développée du substrat fait partie de surfaces prismatiques dont les arêtes sortantes forment au maximum entre elles un angle de 20° et forment au maximum avec le plan général du substrat un angle de 10°. Si ces arêtes sont courbes, on se fonde sur les tangentes aux arêtes, ce qui signifie que les tangentes aux arêtes sortantes forment au maximum entre elles un angle de 20° et forment au maximum avec le plan général du substrat un angle de 10°. Le substrat peut donc comprendre à sa surface une multiplicité de prismes juxtaposés et parallèles entre eux. La longueur des prismes peut faire toute la largeur du substrat. Les prismes sont généralement répétés les uns à côtés des autres avec un pas compris dans le domaine allant de 10 pm à 10 cm. Plus généralement, quel que soit le motif choisi en surface du substrat, celui-ci est généralement répété à la surface du substrat dans au moins une direction parallèle au plan général du substrat avec un pas compris dans le domaine allant de 10 μιτι à 10 cm, de préférence avec un pas compris dans le domaine allant de 0,5 mm à 5 mm. Pour le cas où la texture en surface du substrat selon l'invention est formée de prismes parallèles entre eux, on choisit de préférence comme plan H à placer horizontalement en utilisation celui qui est parallèle à la longueur des prismes. Un substrat verrier selon l'invention peut comprendre une feuille de verre dont une des faces principales comprend des motifs en relief, et une couche réfléchissante appliquée sur la face principale comprenant lesdits motifs, les motifs formant des prismes comprenant des surfaces prismatiques du type S1 et S2, lesdits prismes étant parallèles entre eux, de sorte que leurs arêtes rentrantes et sortantes dans la longueur des prismes sont parallèles entre elles, tout point de S1 et S2 étant tel que la normale locale forme un angle d'au moins 25° avec un plan orthogonal au substrat et parallèle aux prismes (ce plan étant un plan H au sens de l'invention), les surfaces S1 et S2 représentant plus de 30% de l'aire développée de la surface principale du substrat portant les motifs.

La couche réfléchissante, notamment anti-solaire, est en elle-même bien connue de l'homme du métier. Elle contient généralement un métal tel que Ag, Nb, Cr ou Fe comme un inox. Elle peut être déposée par CVD ou par pulvérisation cathodique magnétron. Elle peut être formée de plusieurs couches. Une feuille de verre monolithique (dépourvue de couche mince) a toujours une réflexion énergétique inférieure à 10% au sens de la norme EN410. La couche réfléchissante, notamment anti-solaire, est une couche augmentant la réflexion énergétique du substrat verrier sur laquelle elle est appliquée. Le substrat verrier comprenant la couche réfléchissante, notamment anti-solaire, présente une réflexion énergétique supérieure à celle du verre sur laquelle elle est appliquée, et de préférence supérieure à 20% voire même supérieure à 40% voire même supérieure à 60% au sens de la norme EN410. Ces valeurs caractérisent la propriété réfléchissante du couple verre/couche exempt de tout motif (surface lisse). Cette réflexion peut donc être mesurée sur un substrat de même nature, c'est-à-dire comprenant le même couple verre/couche (même verre de même épaisseur + même couche de même épaisseur) mais présentant une surface plane sans les motifs renvoyant la lumière vers le ciel.

La couche réfléchissante est appliquée en tout point de la surface comprenant les motifs en relief, et donc notamment tous les points de l'ensemble E. Selon le procédé de dépôt choisi, cette couche n'a pas nécessairement la même épaisseur en tous points de cette surface, mais elle est présente partout, et généralement partout en une épaisseur comprise entre 10 et 1000 nm. Généralement le rapport de l'épaisseur maximale sur l'épaisseur minimale est inférieur à 3. La couche réfléchissante est appliquée partout, mais, le cas échéant, elle n'est pas déposée ou est enlevé dans la zone périphérique du vitrage (à moins de 1 cm du bord) afin de prévenir le problème de son vieillissement, lequel intervient généralement par la tranche. Cette absence de couche en périphérie est appelée « émargement ». Ainsi, la couche réfléchissante est appliquée en tout point de l'ensemble E, hors éventuel émargement. De même, généralement, la couche réfléchissante est appliquée en tout point de la face principale comprenant lesdits motifs, hors éventuel émargement. Bien entendu, l'homme du métier sait bien que des trous, généralement de taille de l'ordre de quelques microns à quelques dizaines de microns peuvent exister ici ou là dans la couche, ces défauts ponctuels et courants n'empêchant pas de dire que la couche est appliquée partout.

De préférence, le substrat verrier selon l'invention présente une bonne transmission de la lumière dans le domaine du visible. Notamment le rapport de la transmission lumineuse Tl sur le facteur solaire g est compris dans le domaine allant de 0,7 à 3 au sens de la norme EN410 (illuminant D65 ; 2° observateur) (version 2010 de la EN410 comme chaque fois qu'il est question de cette norme dans la présente demande).

La texture déforme généralement la vision directe au travers du substrat verrier si la couche réfléchissante, notamment anti-solaire, déposée sur la face texturée est à l'air libre. On peut cependant récupérer une bonne vision directe non déformée au travers du substrat en comblant les creux de la texture par une matière transparente de façon à recouvrer une surface plane. Il convient que la différence entre l'indice de réfraction du verre (sous la couche réfléchissante) et l'indice de réfraction de la matière transparente soit, en valeur absolue, inférieure à 0,02 et de préférence inférieure à 0,01 . Cette matière transparente peut être un matériau polymère du type polyvinyle de butyrale (PVB) couramment utilisé comme intercalaire de vitrages feuilletés. Ainsi, le substrat verrier selon l'invention peut être incorporé à un vitrage feuilleté comprenant un second substrat verrier et un intercalaire en un matériau polymère placé entre le substrat verrier selon l'invention et le second substrat verrier, la face texturé étant en contact avec le matériau polymère, lequel remplit les creux de ladite face texturée. Un tel vitrage présente une bonne vision directe tout en étant capable de renvoyer vers le ciel les rayons solaires réfléchis à la surface texturée. On peut également incorporer le substrat verrier selon l'invention à un vitrage feuilleté comprenant au moins un autre substrat verrier et autant d'intercalaire en matériau polymère qu'il n'en faut pour séparer les différents substrats verrier, la texture du substrat selon l'invention étant en position externe. Dans ce cas, la couche réfléchissante, notamment anti-solaire, est à l'air libre et la vision directe au travers du vitrage est déformée. En utilisation en façade de bâtiment, ce vitrage feuilleté est de préférence placé de sorte que la couche réfléchissante soit tournée vers l'extérieur du bâtiment (couche en contact avec l'air ambiant extérieur au bâtiment).

Le substrat verrier selon l'invention peut également être incorporé dans un vitrage isolant, c'est-à-dire à un vitrage comprenant au moins deux substrats verriers séparés par une lame de gaz (air, azote, argon, etc). Dans ce cas, le substrat selon l'invention peut être placé dans le vitrage de sorte que la texture soit tournée vers la lame de gaz. La couche réfléchissante, notamment anti- solaire, est alors en contact avec la lame de gaz. Cependant, le substrat selon l'invention est de préférence placé dans le vitrage de sorte que la texture soit en position externe. La couche réfléchissante, notamment anti-solaire, est alors en contact avec l'air ambiant extérieur au vitrage. La texture peut être tournée vers l'intérieur du bâtiment. Cependant, la texture est de préférence tournée vers l'extérieur du bâtiment. On peut également placer le substrat verrier selon l'invention dans un vitrage feuilleté comme expliqué précédemment avec l'intercalaire en matériau polymère remplissant les creux de la texture, et placer ce vitrage feuilleté dans un vitrage isolant, la texture du substrat selon l'invention étant tournée vers l'extérieur du vitrage isolant, et en utilisation vers l'extérieur du bâtiment. On obtient ainsi un vitrage isolant combinant une bonne vision directe et un bon albédo.

Le substrat verrier selon l'invention est incorporé dans une fenêtre en façade de bâtiment. De préférence, le substrat selon l'invention est positionné de sorte que la couche réfléchissante, notamment anti-solaire, soit tournée vers l'extérieur du bâtiment. L'inverse est également possible. Généralement, le substrat selon l'invention est positionné de sorte que la couche réfléchissante, notamment anti-solaire, soit en contact avec l'air ambiant extérieur au bâtiment. Le substrat selon l'invention est orienté dans la fenêtre de sorte que les rayons solaires soient renvoyés dans une direction au-dessus de l'horizontale, vers le ciel. Dans le cas de prismes juxtaposés, les arêtes rentrantes et les arêtes en saillie des prismes, parallèles entre elles, sont horizontales en position d'utilisation dans la fenêtre. On parle alors de prismes horizontaux. Ainsi, l'invention concerne également une fenêtre de façade extérieure de bâtiment comprenant le substrat selon l'invention. L'invention concerne également le bâtiment comprenant en façade extérieure le substrat selon l'invention, celui-ci étant orienté de sorte qu'un plan H soit horizontal une fois monté sur le bâtiment. Ainsi l'invention concerne également l'utilisation d'un substrat selon l'invention comme fenêtre de bâtiment réfléchissant du rayonnement du soleil impactant directement le substrat, pour que la puissance (mesurée en Watts) du rayonnement solaire réfléchi dans une direction ascendante soit supérieure à 30% et de préférence 50% de la puissance totale réfléchie, quelle que soit la position zénithale du soleil comprise entre 0° et 70° par rapport à l'horizontale. Une position zénithale du soleil de 0° correspond au lever ou au coucher du soleil. Dans cette utilisation, le substrat est généralement en position verticale. Pour une vitre ordinaire plane et sans motif, placée verticalement dans une fenêtre, le rayonnement venant directement du soleil et impactant la vitre est partiellement réfléchi mais 100% de ce rayonnement réfléchi est dirigé vers le bas. Grâce à l'invention, une partie importante du rayonnement réfléchi va vers le haut. Dans la présente demande, tout angle est donné en valeur absolue. Un angle donné par rapport à une direction l'est par rapport au vecteur sortant du substrat contenu dans cette direction. Lorsqu'un angle est donné par rapport à un plan H, il l'est par rapport à la partie du plan H sortante du substrat. Lorsqu'un angle est donné par rapport à un plan V, il l'est par rapport à la partie du plan V sortante du substrat. Lorsqu'un angle x est donné par rapport au plan général du substrat, il s'agit du plus petit angle formé avec le plan général du substrat, inférieur ou égal à 90°, et pas de la partie y supérieure ou égale à 90°, complémentaire à 180° de cet angle (x+y=180°).

Exemples

Un substrat verrier est muni d'une multiplicité de prismes identiques parallèles et juxtaposés à sa surface formant une alternance de surfaces P1 et P2 du haut en bas, le substrat étant placé verticalement en façade de bâtiment pour recevoir les rayons solaires arrivant avec un angle entre 30 et 60° par rapport à l'horizontale et avec un angle azimutale nul. Les prismes étaient longs comme la largeur du substrat, ce qui veut dire que la longueur des arêtes en saillie était horizontale et faisait la largeur du substrat. La surface P1 fait face au ciel alors que la surface P2 fait face au sol. Le plan H est parallèle aux arrêtes rentrantes et aux arêtes en saillie (c'est-à-dire aux arêtes « sortantes ») des prismes. Pour ce type de texture, l'angle phi est nul pour 100% de la surface du substrat. Les motifs étaient recouverts d'une couche 100% réfléchissante. Le tableau 1 rassemble les résultats en pourcentage de la puissance lumineuse réfléchie vers le haut par rapport à la puissance lumineuse incidente, en fonction de l'angle alpha que forme la normale à la surface P1 avec le substrat et en fonction de l'angle bêta que forme la normale à la surface P2 avec le substrat, et du facteur F ainsi défini :

F = [0,0102 x (angle bêta) 2 ] - (0,071 x angle bêta) + angle alpha - 45 .

La valeur consignée dans le tableau est la moyenne correspondant à quatre angles d'incidence : 30°, 40°, 50°, 60°. L'angle alpha est égal à 90° moins l'angle téta que forme la normale à la surface P1 avec l'horizontale. L'angle bêta est égal à 90° moins l'angle téta que forme la normale à la surface P2 avec l'horizontale. La surface P1 est du type E si l'angle têta y est d'au moins 25°. La surface P2 est du type E si l'angle têta y est d'au moins 25°.

Tableau 1

La figure 1 représente un substrat verrier 1 selon l'invention en perspective. Une face principale de ce substrat est texturée de motifs prismatiques identiques et juxtaposés. Cette texture est recouverte d'une couche réfléchissante (non représentée) en contact avec l'air ambiant. La texture consiste en une alternance de surfaces S1 tournées vers le ciel et de surfaces S2 tournées vers le sol et dont l'intersection forme un angle rentrant 13 définissant une arête rentrante 2. Ce motif fait toute la largeur 1 1 du substrat verrier et il est répété verticalement avec un pas 12. Si l'on choisit comme plan H le plan orthogonal au substrat et passant par l'arête rentrante 2, on voit que tout point de la surface texturée est telle que la normale locale forme avec le plan H un angle supérieur à 25°. Un point 3 de la surface S1 est tel que la normale locale 4 en ce point forme avec le vecteur sortant 5 parallèle au plan H un angle tétasi supérieur à 25°. Un point 6 de la surface S2 est tel que la normale locale 7 en ce point forme avec le vecteur sortant 8 parallèle au plan H un angle tétas 2 supérieur à 25°. Ainsi, dans cet exemple, l'ensemble E des points de la surface vérifiant la condition selon l'invention de l'angle téta d'au moins 25° représente 100% de l'aire développée du substrat. Dans cet exemple, pour tout point 9 de la surface, l'angle phi entre la normale locale 10 et le plan V (orthogonal au substrat et au plan H) est nul puisque toute normale locale est parallèle au plan V. La texture forme une multiplicité de prismes identiques, juxtaposés et parallèles entre eux en surface du substrat. Toutes les arêtes, rentrantes et en saillie, sont parallèles entre elles et parallèles au plan H. Avantageusement, ce substrat est placé en fenêtre de façade extérieure de bâtiment de sorte que la texture soit tournée vers l'extérieure du bâtiment, le plan H étant horizontal et le plan V étant vertical, la face S1 étant tournée vers le ciel et la face S2 étant tournée vers le sol.

La figure 2 représente un substrat verrier selon l'invention dont la texture consiste en une alternance de surfaces S1 tournées vers le ciel et de surfaces S2 tournées vers le sol. Les surfaces S1 et S2 forment entre elles un angle rentrant de 90° définissant des arêtes rentrantes. Ce substrat est placé verticalement en façade extérieure de bâtiment de sorte que la texture soit tournée vers l'extérieur, toutes les arêtes rentrantes 23 étant horizontales. Les rayons du soleil 21 subissent deux réflexions sur les surfaces S1 et S2 et sont renvoyés vers le ciel selon 22. Le rayon réfléchi 22 est ici parallèle au rayon incident 21 du fait de l'angle de 90° entre les faces de réflexion S1 et S2.

La figure 3 représente un substrat texturé selon l'invention vu de face. La texture comprend une multiplicité de surfaces S1 et S2 courbes formant à leur jonction un angle rentrant dans le substrat définissant des arêtes rentrantes 30. La surface S1 fait face au ciel alors que la surface S2 fait face au sol. Les normales locales ne forment pas toutes le même angle phi avec le plan vertical V. Le point 31 a sa normale locale formant l'angle phi 3 i avec le plan V. Le point 32 a sa normale locale formant un angle nul avec le plan V.

La figure 4 représente un vitrage feuilleté comprenant un substrat verrier 40 texturé selon l'invention muni d'une couche antisolaire 44 appliquée sur les motifs de la texture, un second substrat verrier 41 constitué d'une feuille de verre monolithique plane munie d'aucune couche, et d'une feuille intercalaire 42 en PVB. Le PVB remplit tous les creux des motifs. Un tel vitrage ne déforme pas la vision le traversant et renvoi les rayons réfléchis sur la couche anti-solaire vers le ciel. Ce substrat a ses faces principales verticales et le substrat verrier selon l'invention a sa face texturée orientée (c'est-à-dire tournée) vers l'extérieur 43.

La figure 5 représente un ensemble de prismes identiques juxtaposés en surface. La longueur 50 de ces prismes ne fait pas toute la largeur du substrat pour des raisons de complexité de fabrication et de propriété mécanique du substrat. Les surfaces de ces prismes sont planes. Les prismes comprennent une surface S1 et une surface S2 dont la rencontre forme un angle en saillie du substrat définissant une arête 53 en saillie (c'est-à-dire « sortante »). Les prismes se finissent sur leurs côtés par deux petites surfaces triangulaires 51 et 52. Par rapport à un plan H orthogonal au substrat et parallèle aux longueurs des prismes, ces petites surfaces triangulaires ne comprennent pas de points de l'ensemble E car l'angle téta entre la normale locale en tout point de ces petites surfaces et un plan horizontal est égal à 0° (donc inférieur à 25°). On remarque de plus que l'angle phi entre toute normale locale sur ces petites surfaces 51 et 52 et un plan vertical orthogonal au substrat est supérieur à 15°.