Titre : Dispositif pour nettoyer une surface optique

La présente invention concerne un dispositif pour nettoyer un corps en contact avec une surface optique au moyen d’ondes ultrasonores.

Dans des domaines variés, il est nécessaire de s’affranchir des effets liés à l’accumulation d’un corps, notamment de gouttes de pluie, de givre ou de neige, sur une surface optique.

Il est connu de mettre en rotation des gouttes d’un liquide pour les évacuer d’une surface. Cependant, une telle technique n’est pas adaptée à des surfaces dont l’aire est supérieure à quelques centimètres carrés.

La mise en œuvre d’un champ électrique pour contrôler l’hydrophobicité d’une surface est aussi connue, par exemple de KR 2018 0086173 AL Cette technique, connue sous l’acronyme EWOD (pour « Electro Wetting On Devices » en anglais) consiste à appliquer une différence de potentiel entre deux électrodes, de sorte à polariser électriquement la surface pour changer ses propriétés de mouillage. En contrôlant la localisation de la polarisation, la goutte peut alors être déplacée. Cependant, cette technique ne peut être mise en œuvre qu’avec des matériaux particuliers et nécessite un positionnement particulièrement précis des électrodes sur toute la surface où l’on veut contrôler les propriétés de mouillage.

Il est aussi bien connu d’appliquer un effort mécanique sur le liquide, par exemple au moyen d’un essuie-glace sur un pare-brise d’un véhicule automobile. Toutefois, un essuie-glace limite le champ de vision accessible au conducteur. Il étale en outre les particules grasses déposées en surface du pare-brise. De plus, il est nécessaire de renouveler les garnitures de l’essuie-glace régulièrement.

WO 2015/011064 Al décrit un dispositif de nettoyage d’un pare-brise au moyen d’ondes ultrasonores de surface. Cependant, le dispositif de WO 2015/011064 est de fabrication complexe, puisqu’il nécessite le collage d’un nombre conséquent de transducteurs sur le pare-brise.

Il existe donc un besoin pour un dispositif pour évacuer un corps d’une surface optique, qui soit de fabrication aisée. L’invention vise à satisfaire ce besoin et propose un dispositif comportant :

- une surface optique transparente,

- une unité de nettoyage de la surface optique comportant une couche piézoélectrique et au moins deux transducteurs d’onde, chaque transducteur d’onde comportant des électrodes de polarité opposée au contact de la couche piézoélectrique et étant couplé acoustiquement avec la surface optique pour générer au moins une onde ultrasonore de surface ou une onde de Lamb se propageant dans la surface optique, les transducteurs étant en outre disposés en périphérie de la surface optique.

Le dispositif selon l’invention permet ainsi de nettoyer efficacement la surface optique, en induisant le déplacement d’un ou plusieurs corps, par exemple des gouttes d’eau, revêtant la surface optique au moyen de la propagation d’ondes ultrasonores de surface ou d’ondes de Lamb.

En outre, le dispositif est de fabrication aisée. Par exemple, une couche piézoélectrique est d’abord déposée, par exemple collée, sur la surface optique, puis les électrodes des différents transducteurs sont déposées en une unique étape de dépôt, par exemple par impression ou sérigraphie sur la couche piézoélectrique. Par ailleurs, la position en périphérie de la surface optique facilite la protection des transducteurs, par exemple au moyen d’une structure portant la surface optique et qui peut recouvrir les transducteurs.

Par « couche », on entend usuellement une étendue uniforme appliquée ou déposée sur une surface.

De préférence, chaque transducteur d’onde s’étend à partir d’un bord de la surface optique sur une distance inférieure à 10 %, voire inférieure à 5 % de la longueur de la surface optique. Par « longueur de la surface optique », on entend la distance séparant deux bords opposés de la surface optique le long d’une face de la surface optique.

De préférence, chaque transducteur d’onde s’étend à partir d’un bord de la surface optique sur une distance inférieure à 30 mm, de préférence inférieure à 20 mm, de préférence inférieure à 10 mm.

Les transducteurs d’onde sont de préférence au contact de la surface optique.

Les transducteurs d’onde peuvent être fixés sur la surface optique de différentes façons. Par exemple, les transducteurs d’onde peuvent se présenter sous la forme d’un foil qui est transféré sur la surface optique. Par « foil », on entend un film souple et mince, notamment présentant une épaisseur inférieure à 100 pm.

Les transducteurs peuvent être collés sur la surface optique, notamment au moyen d’un adhésif polymérique qui en outre couple acoustiquement les transducteurs à la surface optique. L’adhésif peut être réticulable par illumination au moyen d’un rayonnement ultraviolet. Il est par exemple une résine époxy. Les transducteurs peuvent être fixés par adhérence moléculaire, ou au moyen d’une couche fine métallique assurant l’adhérence entre la surface optique et la couche piézoélectrique. La couche peut être en un métal ou en alliage à basse température de fusion, i.e. présentant une température de fusion inférieure à 200 °C, par exemple en un alliage d’indium. En variante, la couche métallique peut être en un métal ou en un alliage présentant une température de fusion supérieure à 200 °C, par exemple en un alliage d’aluminium et/ou d’or.

Un exemple de fixation par adhérence moléculaire est décrit dans « Glass-on- LiNbO heterostructure formed via a two-step plasma activated lo -temperature direct bonding method », J. Xu et al., Applied Surface Science 459 (2018) 621-629, doi : 10.1016/j.apsusc.2018.08.031. Selon une autre variante, les transducteurs peuvent être fixés sur la surface optique au moyen d’un procédé comportant une étape de fusion d’une portion de la couche piézoélectrique et/ou d’une portion de la surface optique suivie par une étape consistant à comprimer ensemble la couche piézoélectrique et la surface optique, les portions respectives en fusion de la surface optique et de la couche piézoélectrique étant en contact l’une de l’autre. Selon une autre variante, les transducteurs peuvent être fixés sur la surface optique au moyen d’un procédé comportant le dépôt de couches de liaison en un alliage à basse température de fusion sur une portion du transducteur et sur une portion de la surface optique respectivement, la fusion au moins partielle desdites couches de liaison, puis la compression de la couche piézoélectrique et de la surface optique, les faces des couches de liaison opposées à la surface optique et à la couche piézoélectrique étant mises en contact l’une avec l’autre au cours de la compression. Les couches de liaison peuvent être déposées par pulvérisation cathodique, ou par une technique d’évaporation mise en œuvre dans le domaine du dépôt de couches minces.

De préférence, la couche piézoélectrique présente une forme d’une bande qui s’étend sur une face de la surface optique, par exemple entre deux bords opposés de la surface optique. De préférence, la bande s’étend le long d’un bord de la surface optique, et de préférence parallèlement audit bord.

En particulier, la surface optique peut comporter une région d’intérêt optique non superposée aux transducteurs et la couche piézoélectrique peut former un cadre entourant au moins partiellement, notamment entièrement, la région d’intérêt optique. Le contour extérieur et/ou le contour intérieur du cadre peuvent être homothétiques du contour de la face de la surface optique sur laquelle la couche piézoélectrique est disposée.

L’épaisseur de la couche piézoélectrique peut être choisie en fonction de la longueur d’onde  de l’onde de surface ultrasonore. De préférence, l’épaisseur de la couche piézoélectrique est inférieure ou égale à 5 * Â, de préférence inférieure ou égale à 1,5 * Â, de préférence inférieure ou égale à Â, voire inférieure ou égale à 0,5 * Â, notamment pour une fréquence de l’onde ultrasonore de surface comprise entre 0,1 MHz et 60 MHz.

La couche piézoélectrique peut présenter une épaisseur comprise entre 1 pm et 300 pm. Elle peut présenter une épaisseur inférieure ou égale à 100 pm, inférieure à 50 pm, voire inférieure à 10 pm.

Le rapport de l’épaisseur de la surface optique sur l’épaisseur de la couche piézoélectrique est de préférence supérieur à 2, de préférence supérieur à 10, voire supérieur à 50.

Elle peut être déposée sur la surface optique par un procédé choisi parmi le dépôt physique en phase vapeur, le dépôt chimique en phase vapeur, la pulvérisation magnétron et la résonance cyclotronique électronique.

La couche piézoélectrique peut être en un matériau choisi dans le groupe formé par le niobate de lithium, le nitrure d’aluminium, l’oxyde de zinc, le titano-zircanate de plomb, et leurs mélanges.

La couche piézoélectrique peut être opaque à la lumière. Le cadre peut ainsi favoriser la concentration de la vision d’un observateur qui regarde à travers la région d’intérêt optique.

Dans une variante, la couche piézoélectrique peut être transparente. Ainsi, les transducteurs peuvent apparaître invisibles à l’utilisateur.

Par « transparent », on entend une transparence à un rayonnement lumineux dans le visible et/ou à un rayonnement dans l’infrarouge et/ou à un rayonnement dans l’ultraviolet. Les électrodes de chaque transducteur sont de polarité opposée, c’est-à-dire qu’elles sont destinées à être alimentées électriquement par des tensions électriques de signes opposés.

Les électrodes de polarité opposée de chaque transducteur peuvent chacune comporter un peigne comportant une branche à partir de laquelle des doigts s’étendent. De préférence, les peignes sont interdigités.

Chacun des doigts d’un peigne peut présenter une largeur égale à la longueur d’onde fondamentale de l’onde ultrasonore de surface de l’onde de Lamb, divisée par 4 et l’espacement entre deux doigts consécutifs d’un peigne peut être égal à la longueur d’onde fondamentale de l’onde de surface ultrasonore ou de l’onde de Lamb, divisée par 4. L’espacement entre les doigts détermine la fréquence de résonance du transducteur que l’homme du métier sait aisément déterminer. La mise sous tension électrique alternative des électrodes de polarité opposée induit une réponse mécanique du matériau piézoélectrique, qui résulte en la génération d’une onde de surface ultrasonore ou d’une onde de Lamb qui se propage dans la surface optique.

Les électrodes peuvent être métalliques. Elles peuvent être en chrome, ou aluminium ou en la combinaison d’une couche d’accroche telle que le titane et une couche conductrice telle que l’or.

En variantes, les électrodes peuvent être en un oxyde transparent conducteur, par exemple choisi parmi l’oxyde d’indium étain, l’oxyde de zinc dopé à l’aluminium et leurs mélanges. En particulier, chaque transducteur peut être transparent et être formé de telles électrodes et d’une couche piézoélectrique transparente en niobate de lithium ou en oxyde de zinc.

Les électrodes peuvent être déposées sur la couche piézoélectrique par un procédé d’évaporation ou de pulvérisation et mises en forme par photolithographie.

Elles peuvent être imprimées, par exemple par impression jet d’encre, notamment sur la couche piézoélectrique. En particulier, elles peuvent être imprimées sur un foil, par exemple en un matériau thermoplastique souple, et être appliquées par transfert du foil sur la couche piézoélectrique. Un tel procédé de transfert des électrodes est particulièrement simple à mettre en œuvre.

Le transducteur peut être configuré pour émettre une onde ultrasonore de surface ou une onde de Lamb dont la fréquence fondamentale peut être comprise entre 0, 1 MHz et 1000 MHz, de préférence comprise entre 10 MHz et 100 MHz, par exemple égale à 40 MHz, et/ou l’amplitude peut être comprise entre 1 nanomètre et 500 nanomètres. L’amplitude de l’onde correspond au déplacement normal de la face de la surface optique sur laquelle se propage l’onde de surface ultrasonore. Elle peut être mesurée par interférométrie laser.

L’onde de surface ultrasonore peut être une onde de Rayleigh, lorsque la surface optique présente une épaisseur supérieure à la longueur d’onde de l’onde de surface ultrasonore. Une onde de Rayleigh est privilégiée car une proportion maximale de l’énergie de l’onde est concentrée sur la face de la surface optique sur laquelle elle se propage, et peut être transmise à un corps, par exemple une goutte de pluie, reposant sur la surface optique.

De préférence, le dispositif comporte plus de deux transducteurs, par exemple plus de cinq, voire plus de dix transducteurs.

Les transducteurs peuvent être configurés pour émettre des ondes acoustiques de surface se propageant selon des directions parallèles ou sécantes. Par exemple, le dispositif comporte au moins trois transducteurs qui sont configurés pour que les directions de propagation des ondes qu’ils sont aptes à générer s’intersectent en un lieu commun.

Les transducteurs peuvent être répartis régulièrement sur le contour de la face de la surface optique sur laquelle ils sont disposés.

La surface optique peut être autoporteuse, au sens où elle peut se déformer, notamment élastiquement, sans rompre sous son propre poids.

La face de la surface optique sur laquelle l’onde de surface ultrasonore ou l’onde de Lamb émise par chaque transducteur se propage peut être plane. Elle peut aussi être courbe, sous réserve que le rayon de courbure de la face soit supérieur à la longueur d’onde de l’onde de surface ultrasonore. Ladite face peut être rugueuse. Les rugosités seront de préférence inférieures à la longueur d’onde fondamentale de l’onde de surface ultrasonore, afin d’éviter qu’elles n’affectent significativement leur propagation.

La surface optique peut se présenter sous la forme d’une plaque plane, ou présentant au moins une courbure selon une direction. L’épaisseur de la surface optique peut être comprise entre 100 pm et 5 mm. La longueur de la plaque peut être supérieure à 1 mm, voire supérieure à 1 cm, voire même supérieure à 1 m.

Par « épaisseur de la surface optique », on considère la plus petite dimension de la surface optique mesurée selon une direction perpendiculaire à la surface sur laquelle se propage l’onde ultrasonore de surface ou l’onde de Lamb. La surface optique peut être disposée à plat par rapport à l’horizontale. En variante, elle peut être inclinée par rapport à l’horizontale d’un angle a supérieur à 10°, voire supérieur à 20°, voire supérieur à 45°, voire supérieure à 70°. Elle peut être disposée verticalement.

La surface optique est de préférence transparente au moins à la lumière dans le visible. De préférence, elle est opaque à un rayonnement dans l’ultraviolet ou à un rayonnement dans l’infrarouge.

Par ailleurs, la surface optique peut comporter un revêtement monocouche ou multicouche qui recouvre une face de la portion acoustiquement conductrice.

Le revêtement peut notamment comporter une couche hydrophobe, une couche antireflet ou un empilement de ces couches. Par exemple la couche hydrophobe est constituée de monocouches auto-assemblées d’OTS ou peut résulter d’un dépôt d’un plasma à base de fluor. Le revêtement peut comporter une ou plusieurs couches antireflets en fonction de l’application visée (Visible, IR, . . .).

Chaque transducteur peut être au contact de la portion acoustiquement conductrice et la couche hydrophobe peut recouvrir entièrement le transducteur, afin de le protéger d’un contact avec de l’eau. Dans une variante, le revêtement est disposé entre le transducteur et la portion acoustiquement conductrice.

De préférence, la surface optique comporte une portion acoustiquement conductrice, chaque transducteur étant couplé acoustiquement à, et de préférence au contact de, la portion acoustiquement conductrice.

La portion acoustiquement conductrice est de préférence transparente.

La portion acoustiquement conductrice présente de préférence une longueur d’atténuation supérieure à la longueur de la surface optique, voire supérieure à 10 fois la longueur de la surface optique, voire même supérieure à 100 fois la longueur de la surface optique.

La portion acoustiquement conductrice peut être en tout matériau apte à propager une onde de surface ultrasonore ou une onde de Lamb. De préférence, elle est en un matériau présentant un module d’élasticité supérieur à 1 MPa, par exemple supérieur à 10 MPa, voire supérieur à 100 MPa, voire même supérieur à 1000 MPa, voire encore supérieur à 10000 MPa. Un matériau présentant un tel module d’élasticité présente une rigidité particulièrement adaptée à la propagation d’une onde de surface ultrasonore ou d’une onde de Lamb.

De préférence, la portion acoustiquement conductrice est en un verre ou en poly(méthacrylate de méthyle), aussi connu sous la référence commerciale de plexiglas®.

La surface optique peut consister en la portion acoustiquement conductrice.

Dans une variante, la surface optique peut comporter une portion acoustiquement isolante, c’est-à-dire absorbant l’onde ultrasonore de surface ou l’onde de Lamb sur une distance inférieure à la longueur de la surface optique, voire inférieure à 0, 1 fois la longueur de la surface optique. La portion acoustiquement isolante est de préférence superposée à la portion acoustiquement conductrice. La portion acoustiquement isolante peut recouvrir intégralement la portion acoustiquement conductrice. De préférence, la portion acoustiquement isolante est en polycarbonate. D’autres matériaux caoutchoutiques ou plastiques peuvent être envisagés.

La portion acoustiquement isolante est de préférence transparente.

En particulier, la portion acoustiquement isolante et la portion acoustiquement conductrice peuvent être empilées l’une sur l’autre, et de préférence au contact l’une de l’autre. En particulier, la portion acoustiquement conductrice peut présenter une épaisseur au moins cinq fois inférieure à l’épaisseur de la portion acoustiquement isolante. Ainsi, la portion acoustiquement isolante peut conférer une résistance mécanique à la surface optique tandis que la portion acoustiquement conductrice permet d’assurer la fonction de nettoyage par le transport de l’onde ultrasonore.

La portion acoustiquement conductrice peut être montée de manière amovible sur la portion acoustiquement isolante. Ainsi, il est possible de remplacer facilement l’une des dites portions lorsqu’elle est endommagée, par exemple par suite d’un contact avec un corps solide, par exemple un caillou lors d’un mouvement du dispositif.

En particulier, la portion acoustiquement conductrice peut être collée sur la portion acoustiquement isolante au moyen d’un adhésif réversible.

Le dispositif peut être un casque de motocycliste comportant une calotte destinée à protéger le crâne d’un utilisateur et la surface optique peut être une visière montée sur la calotte de manière à protéger en tout ou partie le visage du motocycliste. Le transducteur d’onde peut être en tout ou partie masqué à la vue de l’utilisateur ayant introduit sa tête dans la calotte. La surface optique peut être disposée entre les transducteurs d’onde et l’intérieur de la calotte.

En variante, le dispositif peut être un élément vitré d’un bâtiment et la surface optique est un vitrage. En particulier, l’élément vitré, par exemple un ouvrant d’une fenêtre, comporte une structure d’encadrement de la surface optique. La surface optique peut être disposée entre le transducteur et l’intérieur du bâtiment sur lequel l’élément vitré est destiné à être monté.

Selon une autre variante, le dispositif est un véhicule automobile, notamment une voiture ou un camion, et la surface optique est un pare-brise du véhicule. Les transducteurs d’onde peuvent être masqués à la vue d’un occupant du véhicule installé sur un siège du véhicule. La surface optique peut être disposée entre les transducteurs et un siège du véhicule.

Selon une autre variante, le dispositif est un véhicule automatisé, notamment une voiture ou un camion, la surface optique recouvrant un capteur optique et/ou d’un émetteur optique, par exemple un lidar, un appareil photographique, une caméra, un radar, un capteur infrarouge ou un télémètre à ultrasons.

Selon encore une autre variante, le dispositif est un organe d’un véhicule automobile, notamment automatisé, par exemple choisi parmi un module de phare d’éclairage, un système contenant un ensemble de différents capteurs aussi dénommé « pod », au moins une vitre latérale, une lunette avant ou une lunette arrière et une unité d’aide à la conduite.

En particulier, le dispositif peut comporter un cache superposé en tout ou en partie aux transducteurs. En particulier, les transducteurs peuvent être protégés par le cache. Notamment, ils peuvent être entièrement recouverts par le cache et par le support optique.

Par exemple, la calotte du casque ou la carrosserie ou la structure d’encadrement peuvent comporter un tel cache.

Par ailleurs, l’unité de nettoyage peut comporter un générateur électrique pour alimenter électriquement chaque transducteur, de telle sorte que chaque transducteur convertisse le signal d’alimentation électrique en une onde ultrasonore de surface ou en une onde de Lamb. L’invention concerne encore l’utilisation d’un dispositif selon l’invention, pour évacuer un corps au contact de la surface optique hors de la région d’intérêt optique.

L’utilisation peut comporter l’alimentation électrique de l’unité de nettoyage pour fondre le corps lorsque le corps est à l’état solide, et/ou maintenir le corps à l’état liquide lorsque la température de la surface optique est inférieure à la température de solidification du corps. Le corps est par exemple un givre ou de la neige.

Le corps à l’état liquide peut se présenter sous la forme d’au moins une goutte ou d’au moins un film. L’énergie de l’onde ultrasonore de surface peut être suffisante pour induire le déplacement du corps à l’état liquide sur la face de la surface optique. Le corps peut être aqueux, notamment est de l’eau de pluie ou l’eau de rosée. La température de la surface optique peut être inférieure à 0°C.

L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d’exemples de mise en œuvre non limitatifs de celle-ci, et à l’examen du dessin annexé, sur lequel :

[Fig. 1]

[Fig. 2] les figures 1 et 2 représentent de manière schématique, selon une vue de face, des exemples de dispositif selon l’invention,

[Fig. 3]

[Fig. 4]

[Fig. 5] les figures 3 à 5 représentent schématiquement, selon une vue en coupe transversale, des exemples de dispositif selon l’invention, et

[Fig. 6]

[Fig. 7]

[Fig. 8]

[Fig. 9] les figures 6 à 9 représentent schématiquement encore d’autres exemples de dispositif selon l’invention.

Les éléments constitutifs du dessin n’ont pas toujours été représentés à l’échelle par souci de clarté.

On a illustré sur la figure 1 un premier exemple de dispositif 5 selon l’invention vue de face.

Le dispositif comporte une surface optique 10 et une unité de nettoyage 15 de la surface optique transparente. La surface optique présente une forme d’une plaque qui peut être de forme variée, par exemple rectangulaire comme illustré.

L’unité de nettoyage 15 de la surface optique comporte une couche piézoélectrique 20 qui s’étend en bande parallèlement entre deux bords 25, 26 opposés de la surface optique. La couche piézoélectrique s’étend en outre en périphérie de la surface optique, le long d’un troisième bord 27 reliant les bords 25, 26 opposés.

Le dispositif comporte trois paires d’électrodes 40 de polarité opposée et interdigitées qui sont au contact de la couche piézoélectrique, formant ainsi trois transducteurs d’onde 45. Bien évidemment, ce nombre de transducteurs n’est pas limitatif, dès lors qu’il est supérieur ou égal à deux. Il peut être adapté en fonction de la taille du dispositif pour assurer un nettoyage optimal de la surface optique.

Les transducteurs sont couplés acoustiquement avec la surface optique, afin que les ondes qu’ils génèrent puissent se propager dans la surface optique. L’unité de nettoyage peut comporter en outre un générateur de courant 50 pour alimenter électriquement les transducteurs au moyen d’un circuit électrique non représenté sur la figure.

Les transducteurs peuvent chacun générer une onde ultrasonore de surface Ws ou une onde de Lamb WL qui se propage dans la surface optique afin de déplacer un corps 55, par exemple une goutte de pluie, qui peut être au contact de la face de la surface optique sur laquelle la couche piézoélectrique est disposée.

Le dispositif peut être configuré pour que les transducteurs émettent une onde ultrasonore en direction du bord 28 opposé au bord 27 le long duquel la couche piézoélectrique 20 s’étend en bande. Le corps peut ainsi être déplacé dans le sens S de propagation de l’onde et être évacué hors de la surface optique par le bord 28.

La fabrication du dispositif illustré sur la figure 1 est aisée. La couche piézoélectrique est par exemple déposée par une technique de pulvérisation cathodique, puis les électrodes sont imprimées, par exemple en une seule passe sur la surface optique. Il est ainsi possible de positionner rapidement un nombre conséquent d’électrodes sur la couche piézoélectrique pour former des transducteurs, contrairement aux dispositifs de l’art antérieur connus des inventeurs qui nécessitent le collage de transducteurs un à un. En variante, les électrodes peuvent être pré-imprimées sur un foil qui est ensuite appliqué sur la couche piézoélectrique, de façon à transférer les électrodes sur la couche piézoélectrique, par exemple à la manière d’une décalcomanie. Le dispositif représenté sur la figure 2 diffère de celui illustré sur la figure 1 en ce que la couche piézoélectrique délimite un cadre 60 qui entoure une région d’intérêt optique 65. Le cadre est par exemple rectangulaire. La couche piézoélectrique peut être opaque, ce qui permet un observateur regardant à travers la région d’intérêt optique 65 de déterminer aisément l’étendue de ladite région. Le cadre présente un contour extérieur 70 qui est confondu avec le contour 75 de la face de la surface optique sur laquelle la couche piézoélectrique est déposée. En outre, les transducteurs peuvent être disposés de manière régulière autour du cadre. Il est ainsi possible de commander seulement certains des transducteurs afin de déplacer un corps en fonction d’une force externe s’appliquant sur le corps, comme cela est par exemple décrit dans la demande FR 1910589, incorporée par référence.

Les figures 3 à 5 sont des vues schématiques en coupe transverse de portions d’exemples de dispositif tels que présentés sur les figures 1 et 2.

Dans l’exemple illustré sur la figure 3, la surface optique est monolithique et faite d’un matériau acoustiquement conducteur, par exemple de verre et la couche piézoélectrique est au contact de la surface optique et disposée en périphérie de la surface optique, contre un bord 27. La couche piézoélectrique 20 est en outre disposée entre les électrodes 40 des différents transducteurs et la surface optique 10. Lorsqu’ alimentés électriquement, les transducteurs génèrent une onde ultrasonore de surface Ws ou une onde de Lamb se propageant dans la surface optique jusqu’à un corps en contact de celle-ci. L’homme du métier sait déterminer les fréquences et amplitude de l’onde pour induire le déplacement du corps sur la surface optique.

L’exemple illustré sur la figure 4 diffère de l’exemple illustré sur la figure 3 en ce que la surface optique 10 comporte une portion acoustiquement isolante 75 recouvrant entièrement une portion acoustiquement conductrice 80, par exemple en un verre. La couche acoustiquement conductrice peut être montée amovible, par exemple au moyen d’un adhésif réversible, sur la couche acoustiquement isolante. En outre, bien que cela soit optionnel, la surface optique comporte un revêtement 90 recouvrant intégralement une face 95 de la portion acoustiquement conductrice, et constitué par l’empilement d’une couche antireflet 100 et d’une couche hydrophobe 105, afin d’empêcher par exemple des gouttes de pluie 40 de s’étaler sur la surface optique 10 et pour faciliter leur évacuation. La couche piézoélectrique est disposée au contact du revêtement à l’opposé de la portion acoustiquement conductrice. Le revêtement présente de préférence une épaisseur suffisamment faible au regard de la longueur d’onde de l’onde de surface générée par le transducteur. Ainsi, la portion acoustiquement conductrice et le transducteur sont couplées acoustiquement.

Le dispositif illustré sur la figure 5 diffère du dispositif illustré sur la figure 6 en ce que les transducteurs 45 sont pris en sandwich entre la couche hydrophobe 100 et la portion acoustiquement conductrice 80. Ainsi la couche hydrophobe protège les transducteurs.

La figure 6 représente de manière schématique un casque de motocycliste 120. Le casque comporte une calotte 125, pour protéger la tête d’un motocycliste, dotée d’une ouverture 130 et une surface optique 135 sous la forme d’une visière transparente et courbée pour protéger la tête du motocycliste des précipitations, projections et insectes.

La visière est montée rotative sur la calotte et peut être disposée entre une position fermée où la visière obture l’ouverture et une position ouverture permettant le passage d’air par l’ouverture en direction de la tête du motocycliste.

La visière peut être en un matériau acoustiquement conducteur ou peut comporter, comme illustré sur la figure 4, une portion acoustiquement isolante et une portion acoustiquement conductrice.

Une couche piézoélectrique 20 est disposée en périphérie de la visière 135. Sur la figure 6, elle est disposée sur le bord supérieur 140 de la visière. Toutefois, d’autres dispositions sont envisageables. Par exemple, elle peut être disposée contre le bord inférieur 141 et/ou contre les bords latéraux 142,143, voire former un cadre comme illustré sur la figure 2.

De préférence, les transducteurs sont disposés entre la visière 135 et la calotte 125 afin d’être protégés des précipitations. Au moins dans la configuration fermée, la couche piézoélectrique peut être entièrement superposée à la calotte 125, par exemple du côté extérieur 150 de la calotte. Ainsi, les transducteurs sont masqués à la vue du motocycliste.

Une autre variante est illustrée sur la figure 7. Le dispositif 5 qui y est représenté est un véhicule automobile 160 comportant un pare-brise 165. Des couches piézoélectriques 20 en bande sont disposées sur le pare-brise et s’étendent en périphérie le long des bords inférieur 170 et supérieur 171 du pare-brise et entre des bords latéraux 172, 173 de ce dernier. La couche piézoélectrique peut être disposée sur la face du pare-brise opposé à l’habitacle du véhicule. Des groupes d’électrodes 40 de polarité opposée sont déposés sur chaque couche piézoélectrique. Ainsi, les transducteurs peuvent chacun générer une onde de surface ultrasonore ou une onde de Lamb pour nettoyer les précipitations au contact du pare-brise. Un tel véhicule peut avantageusement être dépourvu d’essuie-glace.

Une autre variante est illustrée sur la figure 8. Le dispositif 5 qui y est représenté est une fenêtre d’un bâtiment 180.

La fenêtre comporte par exemple un dormant 185 et un ou plusieurs ouvrants 190, par exemple deux comme illustrés, montés pivotant sur le dormant.

Chaque ouvrant comporte une structure d’encadrement 195 dans laquelle un vitrage 200 est inséré. Une couche piézoélectrique 20 est disposée en périphérie du vitrage, de préférence, sur la partie supérieure du vitrage, et au moins deux groupes d’électrodes sont disposés de telle sorte à générer des ondes acoustiques W orientées de haut en bas, afin de faciliter le déplacement de gouttes sous l’effet de la gravité G. Dans l’exemple illustré, la couche piézoélectrique présente une partie non superposée à la structure d’encadrement. Dans une variante non représente, la couche piézoélectrique peut être prise, par exemple entièrement, en sandwich entre la structure d’encadrement 195 et le vitrage 200, de telle sorte à être masquée à la vue d’un observateur regardant à travers le vitrage. Tout autre élément vitré d’un bâtiment peut bien évidemment être envisagé.

Enfin, la figure 9 représente encore une autre variante de dispositif 5 selon l’invention qui est une partie d’un véhicule automatisé.

Le dispositif comporte une surface optique 10, une unité de nettoyage 15 de la surface optique et un appareil 210.

L’appareil comporte un capteur 215 pour capter un rayonnement R et une lentille pour orienter le rayonnement R vers le capteur. En variante ou de manière additionnelle, il peut comporter un émetteur pour émettre un rayonnement. Par exemple, l’appareil comporte un lidar qui est configuré pour émettre un rayonnement laser et capter en retour la partie réfléchie par un objet de ce rayonnement laser.

Par ailleurs, la lentille 220 est optionnelle. Dans un exemple non représenté, l’appareil en est exempt.

L’appareil définit un champ optique Co qui correspond à la portion de l’espace en provenance de laquelle il est apte à acquérir un rayonnement. Hors de ce champ optique, même si le rayonnement peut atteindre le capteur, ce dernier n’est pas apte à l’acquérir. Par ailleurs, la surface optique recouvre intégralement le capteur.

Dans l’exemple illustré, la surface optique se présente sous la forme d’un disque dont l’épaisseur e _p est par exemple comprise entre 0,5 mm et 5 mm. Dans une variante, la surface optique peut être courbée, et par exemple présenter une forme d’une lentille.

Le dispositif peut comporter, comme illustré, un boitier 225 qui définit une chambre 230 logeant le capteur. La chambre peut notamment être délimitée par une paroi 235 pleine du boitier et par la surface optique 10, de telle sorte à être étanche à l’air et à l’eau. Le capteur est ainsi protégé des intempéries.

En particulier, la surface optique peut obturer le boitier 225. Par exemple, la surface optique est montée sur une bague 240 vissée sur le boitier.

La surface optique est ainsi amovible, ce qui permet son remplacement simple lorsqu’elle est endommagée.

L’unité de nettoyage de la surface optique comporte des transducteurs 45 qui sont disposés au contact de et couplés acoustiquement avec la surface optique 10. Les transducteurs partagent une même couche piézoélectrique. L’unité de nettoyage comporte en outre un générateur de courant 50 pour alimenter électriquement les transducteurs.

Dans l’exemple illustré sur la figure 9, les transducteurs sont disposés sur la face 250 de la surface optique 10 opposée à la face à nettoyer 255. Ils sont de préférence configurés pour générer une onde de Lamb qui atteint la face à nettoyer.

Par ailleurs, les transducteurs délimitent une région d’intérêt optique 65 qui est non superposée avec les transducteurs.

De préférence, une partie de la région d’intérêt optique 65 est contenue dans le champ optique Co de l’appareil. Autrement dit, les transducteurs sont disposés hors du champ optique de l’appareil, de telle sorte qu’ils n’interfèrent sensiblement pas avec le rayonnement traversant la région d’intérêt optique et qui est capté par le capteur.

Afin de réduire l’encombrement, comme illustré sur la figure 9, les transducteurs sont disposés sur la périphérie de la surface optique. Ainsi, l’aire de la région d’intérêt optique est maximisée.

Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux exemples de réalisation de l’invention présentés à titre illustratif et non limitatifs.