Titre : Dispositif de nettoyage d’une surface optique

La présente invention concerne un dispositif pour nettoyer une surface optique.

Dans des domaines variés, il est nécessaire de s’affranchir des effets liés à l’accumulation de salissures sur une surface optique.

Des salissures, par exemple des poussières, des particules de boue séchée ou des films gras, entravent la bonne vision d’un observateur regardant son environnement à travers la surface optique ou la détection par un système configuré pour émettre ou recevoir un rayonnement à travers la surface optique.

Pour nettoyer des salissures accumulées sur un pare-brise, il est connu de longue date de projeter un liquide de lavage sur le pare-brise, puis d’étendre la nappe formée par le liquide de lavage ainsi projeté sur le pare-brise au moyen du mouvement de va-et-vient d’un ou plusieurs balais d’essuie-glace. Le frottement des balais d’essuie-glace au contact du pare-brise permet d’évacuer les salissures dispersées dans le liquide de lavage hors de la surface optique. Il a cependant pour inconvénient d’étaler les salissures sur la surface optique avant qu’elles ne soient dispersées dans le liquide de lavage. En outre, il est généralement nécessaire d’apporter de grandes quantités de liquide de lavage pour évacuer les salissures.

Pour nettoyer les salissures qui recouvrent la surface optique qui protège un capteur optique destiné par exemple à un véhicule autonome, FR 3 056 524 Al décrit un dispositif comportant une rampe de distribution mobile par rapport à la surface optique verticale. La projection d’un liquide de lavage est assurée par le déplacement de la rampe de distribution qui est maintenue à distance de la surface optique. Après la projection d’une quantité prédéterminée de liquide de lavage et son évacuation sous l’effet de la gravité une fois souillé par les salissures, de l’air sec est projeté sur les gouttelettes de liquide de lavage restant au contact de la surface optique. Un tel séchage laisse cependant perdurer un film sale formé par les salissures contenues dans les gouttelettes qui se sont redéposés sur la surface optique. Par ailleurs, le dispositif de FR 3 056 524 Al présente un encombrement relativement élevé car il nécessite la mise en œuvre d’organes télescopiques pour écarter la rampe de distribution de la surface optique. En outre, la projection du liquide de lavage est effectuée à une pression élevée afin d’évacuer efficacement les salissures. Enfin, il n’est pas adapté au nettoyage de surfaces étendues. Un autre exemple de dispositif de nettoyage télescopique d’une surface vitrée d’un capteur est décrit dans FR 3 096 944 Al. Il existe donc un besoin pour s’affranchir des inconvénients précités.

L’invention vise à satisfaire ce besoin, au moins en partie, et propose un dispositif comportant une surface optique et un appareil de nettoyage de la surface optique comportant :

- un transducteur d’ondes couplé acoustiquement avec la surface optique et configuré pour synthétiser une onde ultrasonore se propageant dans la surface optique, et

- une unité d’arrosage pour délivrer un liquide de lavage sur la surface optique, le dispositif étant conformé pour que l’onde ultrasonore déplace le liquide de lavage sur la surface optique.

Le dispositif selon l’invention permet un nettoyage simple et efficace de la surface optique. Notamment, la mise en mouvement du liquide de lavage sous l’action de l’onde ultrasonore facilite l’étalement sur la surface optique, de la nappe formée par le liquide. Elle permet en outre d’évacuer efficacement le liquide souillé hors de la surface optique. Les gouttelettes de liquide de lavage souillé qui sont accrochées à la surface optique sous l’effet de l’action des forces capillaires peuvent aisément être évacuées. La reformation d’un film sale sur la surface optique résultant de l’évaporation du liquide de lavage résiduel peut ainsi être évitée.

Unité d’arrosage

L’unité d’arrosage est de préférence superposée au transducteur.

Le transducteur est de préférence disposé entre l’unité d’arrosage et la surface optique. De cette façon, au moins une partie du transducteur peut être protégée contre un choc. En particulier, l’unité d’arrosage peut recouvrir intégralement une face du transducteur.

De préférence, l’unité d’arrosage est configurée pour délivrer le liquide de lavage sur une zone de la surface optique située sur le chemin de propagation de l’onde ultrasonore. Le liquide de lavage peut ainsi être déplacé sous l’action de l’onde ultrasonore dès son entrée en contact avec la surface optique.

De préférence, l’unité d’arrosage comporte un canal d’ alimentation en liquide de lavage superposé au moins en partie au transducteur et distant de moins de 4 cm, de préférence de moins 2 cm, de préférence de moins de 1 cm du transducteur. Avantageusement, le liquide de lavage peut être réchauffé lors de son passage dans le conduit d’alimentation par la chaleur dissipée par le transducteur lors de la génération de l’onde ultrasonore. Par exemple, en conditions hivernales, le dispositif selon l’invention peut faciliter le dégel du liquide de lavage solidifié contenu dans le canal d’alimentation. En conditions estivales, l’efficacité du nettoyage de la surface optique est augmentée par le chauffage du liquide de lavage par la chaleur dissipée par le transducteur.

De préférence, l’appareil de nettoyage comporte un organe de diffusion thermique, disposé entre le transducteur et l’unité d’arrosage, en un matériau présentant une conductivité thermique supérieure ou égale à 50 W.m^.K ¹ , de préférence supérieure ou égale à 150 W.m^.K ¹ , par exemple en un alliage de cuivre, afin d’optimiser le transfert thermique de la chaleur produite par le transducteur vers le canal d’alimentation.

L’organe de diffusion thermique peut être au contact du transducteur. Dans une variante, il est distant du transducteur.

L’organe de diffusion thermique est en un matériau métallique, par exemple en un alliage d’aluminium.

L’organe de diffusion thermique peut se présenter sous la forme d’une plaque présentant une épaisseur comprise entre 0,01 cm et 3 cm et de préférence inférieure à 1 cm.

L’appareil de nettoyage peut s’étendre de part en part de la surface optique, de préférence entre deux bords opposés de la surface optique. Par exemple, il s’étend sur toute la largeur de la surface optique.

L’appareil de nettoyage peut être configuré pour délivrer le liquide de lavage en différentes zones de la surface optique et pour que l’onde ultrasonore déplace le liquide de lavage sur une zone s’étendant de part en part de la surface optique.

L’appareil de nettoyage peut comporter une pluralité de transducteurs et l’unité d’arrosage peut comporter une pluralité de canaux d’alimentation qui sont chacun superposés à un transducteur correspondant.

Par exemple, les transducteurs peuvent être disposés à distance régulière les uns des autres le long d’un bord de la surface optique et l’unité d’arrosage peut s’étendre en bande le long dudit bord.

L’appareil de nettoyage peut être disposé en périphérie de la surface optique. En particulier, lorsque la surface optique est inclinée, il peut être disposé sur la partie supérieure de la surface optique et il peut être configuré pour que l’onde ultrasonore se propage sensiblement selon la direction de plus grande inclinaison de la surface optique. De cette façon, le liquide de lavage peut être évacué de la surface optique sous l’action combinée de la gravité et de la propagation de l’onde ultrasonore de surface.

Par ailleurs, l’unité d’arrosage peut être configurée pour délivrer le liquide de lavage de manière séquentielle. Une livraison séquentielle permet d’éviter une évaporation précoce du liquide de lavage. Les inventeurs ont observé qu’une livraison séquentielle permet un lavage rapide et particulièrement efficace de la surface optique.

En particulier, l’unité d’arrosage peut être configurée pour délivrer le liquide de lavage en séquences d’une durée comprise entre 20 ms et 5 s, les séquences étant espacées d’une durée comprise entre 50 ms et 60 s.

Par ailleurs, l’unité d’arrosage peut être configurée pour délivrer le liquide de lavage à une pression relative inférieure à 1 bar. Par « pression relative », on entend la différence entre la pression absolue et la pression atmosphérique, la pression absolue étant mesurée par rapport à une référence qui est nulle dans le vide. On évite ainsi de pulvériser le liquide de lavage par suite de l’entrée du liquide de lavage en contact avec la surface optique. En outre, une telle livraison permet de réduire la quantité de liquide de lavage nécessaire pour nettoyer la surface optique.

L’unité d’arrosage peut comporter un bâti en communication de fluide avec une buse d’aspersion. Le bâti et/ou la buse d’aspersion peuvent définir au moins un canal d’alimentation. La buse d’aspersion peut être montée mobile par rapport au bâti. Avantageusement, l’orientation de la buse d’aspersion peut être adaptée pour délivrer le liquide de lavage sur une zone déterminée de la surface optique.

De préférence, l’unité d’arrosage est montée rotative sur le bâti autour d’au moins un axe de rotation. L’axe de rotation de la buse d’aspersion peut être contenu dans un plan parallèle au plan médian selon lequel la surface optique s’étend. En variante, il peut être parallèle à ce plan médian. La buse peut présenter une forme tubulaire s’étendant le long de l’axe de rotation.

La buse d’aspersion peut comporter au moins un, voire une pluralité d’orifices de distribution débouchant sur la surface optique pour la livraison du liquide de lavage.

L’appareil de nettoyage de la surface optique peut comporter un moteur pour entraîner en rotation la buse d’aspersion par rapport au bâti. Le moteur peut entraîner la buse selon un mouvement de va et vient entre deux positions angulaires différentes. En variante, le moteur peut déplacer la buse d’aspersion jusqu’à une position spécifique dans laquelle la buse est maintenue immobile par rapport au bâti. Ainsi, il est possible de choisir la zone de la surface optique sur laquelle il est souhaité que le liquide de lavage soit délivré.

Par ailleurs, l’appareil de nettoyage peut comporter une pompe pour transférer le liquide de lavage d’un réservoir vers l’unité d’arrosage. La pompe peut être alimentée électriquement. Le débit de liquide de lavage qu’elle est apte à délivrer peut être proportionnel à la tension électrique qui l’alimente.

L’unité d’arrosage peut être fixée sur la surface optique et/ou sur le transducteur.

De préférence, l’unité d’arrosage est immobile par rapport à la surface optique.

L’unité d’arrosage peut être montée amovible sur la surface optique et/ou sur le transducteur, par exemple au moyen d’un adhésif thermosensible.

Transducteur d’ondes

Le transducteur d’ondes est couplé acoustiquement avec la surface optique et est configuré pour synthétiser une onde ultrasonore se propageant dans la surface optique.

L’onde ultrasonore peut être une onde de surface ou une onde de Lamb. En particulier, elle peut être une onde de Rayleigh lorsque la surface optique présente une épaisseur supérieure à la longueur d’onde de Tonde de surface ultrasonore. Une onde de Rayleigh est privilégiée car une proportion maximale de l’énergie de Tonde est concentrée sur la face de la surface optique sur laquelle elle se propage, et peut être transmise au liquide de lavage.

Le transducteur présente de préférence une épaisseur comprise entre 1 pm et 500 pm.

L’épaisseur du transducteur est mesurée normalement à la surface optique.

De préférence, le transducteur s’étend à partir d’un bord de la surface optique sur une distance inférieure à 25 mm.

Le transducteur d’onde peut être un transducteur ultrasonique de contact. Pour optimiser la propagation de Tonde du transducteur vers la surface optique, un gel de transmission d’indice acoustique adapté en impédance peut être disposé en sandwich entre le transducteur acoustique et la surface optique. Le transducteur ultrasonique de contact peut être disposé à angle droit sur la surface optique. Une telle disposition du transducteur est préférée lorsque la surface optique présente une épaisseur inférieure à la longueur de Tonde de surface ultrasonore et/ou lorsque Tonde ultrasonore est une onde de Lamb. En variante, le transducteur ultrasonique de contact peut être disposé de sorte à former un angle avec la normale à la surface optique inférieur à 90° et dont la valeur peut être déterminée en utilisant la loi de Snell-Descartes.

Selon une variante préférée, le transducteur comporte deux peignes d’électrodes interdigités de polarité opposée et un substrat en un matériau piézoélectrique, en particulier choisi dans le groupe formé par le niobate de lithium, le nitrure d’aluminium, le titano- zircanate de plomb, et leurs mélanges, les peignes étant disposés au contact d’un substrat.

Les peignes d’électrodes peuvent comporter chacun un connecteur et des doigts qui s’étendent à partir du connecteur. Le substrat peut comporter une portion inactive qui est non superposée à un ensemble délimité par les doigts périphériques des deux peignes. Cette portion inactive du substrat, ainsi que les connecteurs, ne participe pas à la génération de l’onde ultrasonore. Elle peut s’étendre de part et d’autre dudit ensemble délimité par les doigts périphériques des peignes.

Un évidement peut être ménagé entre le transducteur et l’organe de diffusion thermique et/ou entre le transducteur et l’unité d’arrosage, notamment lorsque l’épaisseur du transducteur est inférieure à la longueur d’onde de l’onde ultrasonore générée par le transducteur et/ou lorsque le dispositif est configuré pour générer une onde de Lamb. Ainsi, on évite que l’onde ultrasonore soit en partie ou totalement absorbée par l’organe de diffusion thermique et/ou par l’unité d’arrosage et faiblement transmise dans la surface optique. De préférence, l’évidement est superposé aux peignes et l’organe de diffusion thermique peut être au contact de la portion inactive du substrat.

De préférence, l’évidement s’étend sur toute la longueur d’au moins une des faces en regard du transducteur et de l’organe de diffusion thermique. L’épaisseur de l’évidement peut être comprise entre 1 nm, notamment 10 nm, et 5 mm.

En variante, notamment lorsque l’épaisseur du transducteur est supérieure à la longueur d’onde de l’onde ultrasonore générée par le transducteur et/ou l’onde ultrasonore est une onde de Rayleigh, le transducteur et l’organe de diffusion thermique peuvent être en contact ou être chacun en contact avec une couche de liaison, par exemple une pâte de transfert thermique, qui est prise en sandwich entre le transducteur et l’organe de diffusion thermique.

Le transducteur est de préférence au contact de la surface optique. Le transducteur peut être fixé sur la surface optique, notamment au moyen d’un adhésif polymérique qui en outre couple acoustiquement le transducteur à la surface optique. L’adhésif peut être réticulable par illumination au moyen d’un rayonnement ultraviolet. Il est par exemple une résine époxy. Le transducteur peut être fixé par adhérence moléculaire, ou au moyen d’une couche fine métallique assurant l’adhérence entre la surface optique et le transducteur. 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.

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’amplitude peut dépendre de la fréquence de l’onde fondamentale.

De préférence, le dispositif comporte au moins deux, 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. Plusieurs transducteurs permettent de limiter les effets d’écrantage et de diffusion d’onde par chaque goutte de liquide de lavage.

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

Surface optique

Le dispositif selon l’invention permet avantageusement de nettoyer une étendue importante de la surface optique. De préférence, la surface optique s’étend sur une aire supérieure ou égale à 1 cm ² , voire supérieure ou égale à 100 cm ² , voire supérieure ou égale à 400 cm ² .

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 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.

La surface optique présente de préférence une forme mince. Le rapport entre la longueur de la surface optique sur l’épaisseur de la surface optique peut être supérieur à 10, voire supérieur à 100, voire supérieur à 1000.

L’épaisseur de la surface optique peut être comprise entre 0,05 mm et 5 mm, notamment entre 0,5 mm et 2,5 mm, et/ou la longueur de la surface optique peut être supérieure à 1 cm, voire supérieure à 10 cm, voire même supérieure à 20 cm.

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 optiquement transparente, notamment à la lumière dans le visible ou à un rayonnement dans l’ultraviolet ou dans l’infrarouge. Le dispositif est ainsi particulièrement adapté aux applications dans lesquelles l’amélioration du confort visuel d’un utilisateur observant son environnement à travers la surface optique est recherchée.

La surface optique peut comporter une portion acoustiquement conductrice faite d’un matériau acoustiquement conducteur, de préférence un verre. La portion acoustiquement conductrice présente de préférence une longueur d’atténuation supérieure à sa longueur, voire supérieure à 10 fois la longueur de la surface optique, voire même supérieure à 100 fois sa longueur.

Le matériau acoustiquement conducteur peut présenter 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.

La surface optique peut comporter au moins deux portions acoustiquement conductrices empilées l’une sur l’autre.

La surface optique peut consister en la portion acoustiquement conductrice.

En variante, la surface optique peut comporter une portion acoustiquement isolante qui forme un empilement avec la portion acoustiquement conductrice, les portions acoustiquement isolante et acoustiquement conductrices étant en contact.

En particulier, les portions acoustiquement conductrice et acoustiquement isolante peuvent être des plaques empilées l’une sur l’autre. La portion acoustiquement isolante est de préférence transparente.

La portion acoustiquement isolante peut supporter la portion acoustiquement conductrice. Elle peut présenter une épaisseur au moins dix fois supérieure à l’épaisseur de la portion acoustiquement conductrice, qui de préférence est une couche ou un multicouche. Elle peut également présenter une surface inférieure, dont l’aire est égale ou au moins 10 fois supérieure à la portion acoustiquement conductrice.

De préférence, afin d’éviter que l’onde ultrasonore n’interagisse avec la portion acoustiquement isolante, l’épaisseur de la portion acoustiquement conductrice est supérieure à la longueur d’onde de l’onde ultrasonore de surface.

En particulier, la portion acoustiquement isolante peut être choisie parmi les thermoplastiques, notamment le polycarbonate et la portion acoustiquement conductrice peut-être une couche acoustiquement conductrice ou un multicouche acoustiquement conducteur, qui peut être disposé en surface d’un matériau non acoustiquement conducteur, comme illustré par exemple dans les articles Appl. Phys. Lett. 112, 093502 (2018); doi: 10.1063/1.5021663 et Sci Rep 3, 2140 (2013), doi:10.1038/srep02140, incorporés par référence.. Un matériau pour former une telle couche ou un tel multicouche est par exemple choisi parmi les matériaux pour former une couche anti-UV et/ou une couche anti-rayure d’un pare-brise en polycarbonate. Il peut être un matériau du type « glass like », c’est-à-dire présentant des propriétés optiques et mécaniques d’un verre.

La portion acoustiquement isolante peut présenter une longueur d’atténuation de l’onde ultrasonore au moins dix fois inférieure à sa longueur.

L’aire de la portion acoustiquement isolante peut être supérieure à l’aire de la portion acoustiquement conductrice.

Par exemple, la portion acoustiquement isolante peut être un élément vitré d’un véhicule automobile, par exemple un pare-brise, par exemple en polycarbonate, aussi connu sous l’acronyme « PC » ou une visière de casque à moto, et la portion acoustiquement conductrice peut être fixée, par exemple de manière amovible, sur la portion acoustiquement isolante.

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, ...).

De préférence, la surface optique est en matériau différent d’un matériau piézoélectrique.

De préférence, la surface optique est choisie dans le groupe formé par :

- une surface automobile, par exemple un élément de vitrage d’un véhicule automobile choisi parmi un pare-brise d’un véhicule, une lunette arrière, un vitrage d’un rétroviseur, ou

- une visière d’un casque,

- une vitre d’un bâtiment,

- un capteur notamment choisi parmi un capteur optique, un capteur thermique, un capteur acoustique ou un capteur de pression ou de vitesse, notamment une sonde, par exemple une sonde de Pitot,

- un élément de protection d’un tel capteur, et - une surface d’un dispositif optique, le dispositif optique étant par exemple choisi parmi un objectif d’une caméra, un verre d’une lunette de vue.

Par ailleurs, le dispositif peut comporter un générateur de courant électrique relié électriquement au transducteur, de telle sorte que le transducteur convertisse le signal d’alimentation électrique en l’onde ultrasonore.

L’invention concerne encore un appareil comportant dispositif selon l’invention et un capteur configuré pour recevoir et/ou émettre un rayonnement à travers la surface optique. L’appareil est par exemple un véhicule automobile, notamment autonome.

L’invention concerne par ailleurs un procédé de nettoyage d’une surface optique, le procédé comportant a) la fourniture d’un dispositif selon l’invention, b) l’arrosage, au moyen de l’unité d’arrosage, de la surface optique avec un liquide de lavage, c) la synthèse d’une onde ultrasonore se propageant dans la surface optique et qui est adaptée à déplacer le liquide de lavage jusqu’à un corps disposé sur une face du support.

De préférence, l’alimentation électrique du transducteur est maintenue au moins jusqu’à ce que le corps soit déplacé sur la surface optique avec le liquide de lavage.

De préférence, l’alimentation électrique du transducteur est maintenue au moins jusqu’à ce que le corps soit déplacé hors de la surface optique avec le liquide de lavage.

Le corps peut être solide, par exemple est une poussière, un film gras, ou une particule de boue séchée. Il peut être liquide, par exemple se présenter sous la forme d’une goutte ou d’une nappe. Par ailleurs, lorsqu’un liquide est déposé sur la surface optique autrement que par l’unité d’arrosage, par exemple lorsque le liquide est une précipitation, le transducteur peut générer une onde pour déplacer le liquide sur la surface sans que l’unité d’arrosage ne délivre de liquide de lavage.

L’unité d’arrosage est positionnée de telle sorte que le liquide de lavage entre en contact avec la surface optique près du transducteur. La distance entre la zone où le liquide de lavage entre en contact avec la surface optique et le transducteur est de préférence inférieure à 1 mm et/ou la pression relative du liquide de lavage en sortie de l’unité d’arrosage est de préférence inférieure à 1 bar. Ainsi, le procédé présente un bon rendement énergétique, car il ne requiert pas une projection à longue distance et/ou à haute pression du liquide de lavage sur la surface optique. De préférence, au moins une partie de l’énergie électrique alimentant le transducteur électrique est convertie sous forme de chaleur par le transducteur, la chaleur étant suffisante pour dégeler le liquide de lavage contenu préalablement à l’étape b) dans l’unité d’arrosage et/ou pour réchauffer le liquide de lavage de plus de 10 °C, voire de plus de 20 °C, entre l’entrée et la sortie de l’unité d’arrosage.

La vitesse de chauffage du liquide de lavage par réchauffement du transducteur peut être supérieure à 2°C/s, voire supérieure à 5°C/s.

Par ailleurs, l’arrosage peut être effectué séquentiellement. Le liquide de lavage peut être délivré sur la surface optique en séquences d’une durée comprise entre 20 ms et 5 s, les séquences étant espacées d’une durée comprise entre 50 ms et 60 s.

Le liquide de lavage peut être à base aqueuse, et comporter des agents lavants. Le liquide de lavage peut en outre comporter des agents renforçant l’hydrophobie de la surface optique.

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. la]

[Fig. lb]

[Fig. le] représentent de manière schématique, et en coupe transversale, un premier exemple de dispositif selon l’invention,

[Fig. ld] est une variante du premier exemple de dispositif selon l’invention,

[Fig. le] et

[Fig lf] sont des coupes selon le plan (BB) en vue de dessus et selon le plan (AA) en vue de côté respectivement d’une autre variante du premier exemple de dispositif selon l’invention,

[Fig. 2] est une vue en perspective d’un deuxième exemple de dispositif selon l’invention,

[Fig. 3] est une autre vue, à grandissement plus élevé et en perspective, du deuxième exemple, et

[Fig. 4] est une représentation schématique en coupe selon une vue perpendiculaire à la surface optique du deuxième exemple illustré sur les figures 2 et 3. Les éléments constitutifs du dessin n’ont pas toujours été représentés à l’échelle par souci de clarté.

On a illustré sur les figures la à le un premier exemple de dispositif 5 selon l’invention.

Le dispositif 5 comporte une surface optique 10, sous la forme d’une plaque, et un appareil de nettoyage 15.

L’appareil de nettoyage 15 comporte une unité d’arrosage 20 et un transducteur d’onde 25 au contact de la surface optique 10. Le transducteur 25 est recouvert sur chacune de ses faces opposées 30a, b par l’unité d’arrosage 20 et par la surface optique 10 qui le protègent en le prenant en sandwich.

L’appareil de nettoyage 15 peut être disposé en périphérie de la surface optique

10.

Le transducteur 25 peut être relié électriquement à un générateur de courant, non représenté. Lorsqu’ alimenté électriquement, le transducteur génère une onde ultrasonore W qui se propage dans la surface optique 10. L’onde ultrasonore peut être une onde de Lamb ou une onde ultrasonore de surface qui, de préférence, se propage sur la face 35 de la surface optique en contact avec le transducteur.

Un canal d’alimentation 40 est ménagé dans l’unité d’arrosage 20, afin de conduire, comme indiqué par la flèche C, un liquide de lavage L d’un réservoir jusqu’à un orifice de distribution 45 qui débouche sur la surface optique.

Le dispositif peut comporter une pompe 50 afin d’entraîner le liquide de lavage L jusqu’à l’orifice de distribution 45.

Le canal d’alimentation 40 peut être superposé au transducteur 25 et être à une distance inférieure à 30 mm. Ainsi, le liquide de lavage L contenu dans le canal d’alimentation 40 peut être chauffé par la chaleur dissipée par effet Joule par le transducteur. Afin que le chauffage du liquide de lavage soit optimal, il est préférable que l’unité d’arrosage soit en contact avec le transducteur ou avec un organe de diffusion thermique 55 qui est en contact avec le transducteur 25. Le dispositif de l’exemple illustré comporte un tel organe de diffusion thermique 55, par exemple en aluminium, qui recouvre le transducteur, afin de diffuser efficacement la chaleur produite par le transducteur vers le canal d’alimentation. Pour nettoyer la surface optique, un volume prédéterminé d’un liquide de lavage est conduit, par exemple par entraînement au moyen de la pompe 50, vers l’orifice de distribution 45 au travers duquel il s’écoule. Il atteint la face 35 de la surface optique sur laquelle l’appareil de nettoyage est fixé. Le transducteur génère une onde de surface ultrasonore qui se propage dans la surface optique du transducteur vers un bord 60 opposé de la surface optique, le long d’un chemin de propagation qui traverse la zone Z de la surface optique recouverte par le liquide de lavage.

Le liquide de lavage est alors éloigné du transducteur, comme indiqué par la flèche D, sous l’action de l’onde ultrasonore sur la surface optique. Le liquide de lavage peut ainsi rencontrer un corps 65, tel une poussière ou une particule grasse, qui adhère à la surface optique. Le corps peut alors être mis en solution dans le liquide de lavage, comme illustré sur la figure le et être entraîné hors de la surface optique par le bord 60.

Avantageusement, l’intégralité du volume de lavage déposé par l’unité d’arrosage sur la surface optique peut en être évacué sous l’effet de la propagation de l’onde ultrasonore W. On évite ainsi la formation d’un film résiduel provenant de l’évaporation du liquide de lavage non évacué de la surface optique.

La surface optique du dispositif illustré sur les figures la à le est représentée à l’horizontale, mais elle peut bien évidemment être oblique ou verticale sans que l’efficacité de fonctionnement du dispositif n’en soit affectée.

Dans une variante de réalisation illustrée sur la figure ld, un évidement 61 entre le transducteur 25 et l’organe de diffusion thermique 55 peut être ménagé afin de séparer le transducteur de l’organe de diffusion thermique. Cet exemple de réalisation est préféré lorsque l’épaisseur du transducteur est inférieure à la longueur d’onde de l’onde ultrasonore générée par le transducteur, par exemple lorsque l’épaisseur du transducteur est inférieure à 50 pm. L’organe de diffusion thermique du transducteur peut être fixé par exemple collé sur un élément acoustiquement isolant 62, par exemple en un thermoplastique, fixé sur la surface optique 10, d’épaisseur supérieure au transducteur.

Les figures le et lf illustrent un autre exemple de dispositif selon l’invention, qui diffère notamment de celui illustré sur la figure ld en ce que le transducteur comporte un substrat 71 piézoélectrique et deux électrodes de polarité opposée au contact du substrat. Les électrodes présentent chacune la forme d’un peigne 72 comportant un connecteur 73 et des doigts 74 qui s’étendent perpendiculairement à partir du connecteur. Les doigts des peignes sont interconnectés. Ainsi, lorsque les électrodes sont alimentées électriquement, la différence de polarité génère une vibration du substrat 71 piézoélectrique dans la portion P _a du substrat délimitée par les doigts périphériques, ce qui résulte en la génération de l’onde ultrasonore. Le substrat piézoélectrique est prolongé hors de l’ensemble délimité par les doigts périphériques des peignes, et définit ainsi une portion inactive Pi du transducteur, dans laquelle aucune onde n’est directement générée par l’alimentation électrique des électrodes. Comme cela est illustré sur les figures le et lf, l’organe de diffusion thermique est fixé sur la portion inactive Pi du substrat piézoélectrique et un évidement est ménagé entre le transducteur et l’unité d’arrosage, au moyen de l’organe de diffusion thermique dont l’épaisseur est suffisante pour espacer les peignes de l’unité d’arrosage. Ainsi, la chaleur produite par réchauffement du transducteur peut être transférée efficacement par conduction à travers l’organe de diffusion thermique jusqu’au liquide de lavage circulant dans l’unité d’arrosage. De préférence, afin d’éviter la formation d’un court-circuit lors de l’alimentation électrique des électrodes, l’organe de diffusion thermique est séparé des peignes par une distance supérieure à la longueur d’onde de l’onde ultrasonore.

Les figures 2 à 4 illustrent un deuxième exemple de mise en œuvre du dispositif selon l’invention.

Le dispositif 15 diffère notamment de celui illustré sur la figure la en ce que la surface optique 10 comporte deux portions 70, 75 empilées l’une sur l’autre et présentant des faces en contact de forme complémentaires.

La première portion 70 est acoustiquement conductrice et est destinée à propager une onde ultrasonore W. Cette première portion 70 est rapportée sur une deuxième portion 75 d’aire plus importante, qui est par exemple un pare-brise d’un véhicule automobile.

La deuxième portion 75 peut être acoustiquement isolante car elle n’est pas destinée à propager l’onde ultrasonore générée par le transducteur.

La première portion 70 peut être fixée de manière amovible sur la deuxième portion 75, par exemple au moyen d’une couche de colle thermosensible. Ainsi, en cas de rupture de l’une ou de l’autre de ces deux portions, le remplacement de la portion endommagée est aisé.

Par ailleurs, le dispositif illustré sur la figures 2 à 4 diffère aussi de celui illustré sur les figure la à le en ce que l’unité d’arrosage comporte un bâti 80 et une buse d’aspersion 85 logée dans le bâti. Le bâti 80 comporte une branche 90 qui s’étend, tout comme la buse d’aspersion, sur toute la largeur 1 de la première portion 70. La branche comporte une rainure 95 rectiligne d’axe X et dont la section transverse présente un contour en arc de cercle. Le bâti peut en outre comporter un pied 97, au contact de la deuxième portion 75, qui s’étend à partir de la branche perpendiculairement à cette dernière.

Dans l’exemple illustré sur la figure 4, le dispositif comporte un ou plusieurs transducteurs 25 pour générer des ondes ultrasonores qui sont au contact de la première portion 70 acoustiquement acoustique et recouverts intégralement par la branche 90.

La buse d’aspersion 85 est logée dans la rainure 95. Elle est mobile en rotation autour de l’axe X dans la rainure par rapport au bâti. Elle peut être maintenue par le bâti de manière à être fixe en translation selon l’axe X par rapport au bâti.

La buse d’aspersion 85 peut être un tube cylindrique de révolution d’axe X comportant une paroi 100 dont la face radialement extérieure est de forme complémentaire à la rainure. Le tube peut être fermé à ses extrémités 105, 110 opposées selon l’axe X.

Par ailleurs, le bâti 80 et la buse d’aspersion 85 sont en communication de fluide pour conduire le liquide de lavage L d’un réservoir jusque sur la surface optique 10.

Le bâti peut comporter un évidement 115 ménagé dans le pied 97 qui débouche dans la rainure 95 par une de ses extrémités et par une autre de ses extrémités dans un trou 120 traversant la deuxième portion dans son épaisseur. Le liquide de lavage peut être introduit dans le bâti par l’intermédiaire du trou 120.

La buse d’aspersion 85 peut comporter un espace intérieur 125 creux, une ouverture 130 ménagée dans la paroi qui débouche sur l’évidement 115 et un ou plusieurs orifices de distribution 45 ménagés dans la paroi et qui débouchent sur la surface optique 10. L’espace intérieur 125 est de préférence superposé aux transducteurs 25, représentés en pointillés.

L’évidement 115 et l’espace intérieur 125 mis en communication de fluide par l’ouverture 130 définissent ainsi un canal d’ alimentation en liquide de lavage.

Ainsi, comme indiqué par les flèches C sur la figure 4, le liquide de lavage L s’écoule à partir du trou 120 dans le canal d’ alimentation où il est réchauffé par la chaleur émise par les transducteurs 25. Il est ensuite distribué sur la surface optique au travers des orifices de distribution 45. Le liquide de lavage est alors déplacé par l’onde ultrasonore générée par le transducteur sur la surface optique afin de nettoyer cette dernière, comme cela a été illustré précédemment sur les figures la à le.

Par ailleurs, G unité d’arrosage peut comporter un moteur pour disposer la buse d’aspersion 85 selon une position angulaire spécifique autour de l’axe X.

Le bâti peut comporter un ou plusieurs conduits 140 dans lesquels des câbles électriques peuvent être logés, afin de connecter électriquement le ou les transducteurs et/ou le moteur avec un générateur électrique.

Avantageusement, le dispositif illustré sur le deuxième exemple permet de nettoyer efficacement la face 145 de la première portion par exemple afin de permettre à un appareil 150, tel qu’illustré sur la figure 2, d’émettre et/ou de recevoir un rayonnement à travers cette première portion.

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