TITRE : ELEMENT VITRE POUR L’ISOLATION ACOUSTIQUE D’UN VÉHICULE

DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un élément vitré comprenant un vitrage feuilleté pour un véhicule, et plus particulièrement un vitrage feuilleté présentant des propriétés d'isolation acoustique.

ETAT DE LA TECHNIQUE

Il est connu de fabriquer un pare-brise d'un véhicule en utilisant un vitrage feuilleté. Le vitrage feuilleté peut comprendre deux feuilles de verre et une couche intercalaire, par exemple une couche intercalaire formée de poly(butyral vinylique) (d’acronyme PVB), séparant les deux feuilles de verre. La couche intercalaire en PVB est ductile, de sorte que des fissures de l’une des feuilles de verre ne sont pas transmises à l’autre feuille de verre.

Toutefois, un tel vitrage feuilleté présente des propriétés d'isolation acoustique trop basses au regard du confort acoustique de l'utilisateur du véhicule.

À cet effet, le document FR 2 990 948 décrit un vitrage feuilleté, dans lequel la couche intercalaire comprend deux couches externes en PVB, et une couche interne, dite “acoustique”, agencée entre les deux couches externes, la couche interne présentant des propriétés d’amortissement vibro-acoustiques supérieures aux propriétés d'amortissement vibro-acoustiques des deux couches externes. En particulier, un matériau de la couche interne présente un facteur de perte tand supérieur au facteur de perte d’un matériau des couches externes. Ainsi, le vitrage feuilleté décrit dans le document FR 2 990 948 permet d’augmenter la perte de transmission acoustique au travers du vitrage feuilleté pour des fréquences supérieures à 2000 hertz au regard d’autres vitrages feuilletés connus.

Toutefois, la perte de transmission acoustique d’un tel vitrage feuilleté diminue lorsque la température ambiante diminue, notamment lorsque la température ambiante est inférieure à 10°C. En référence à la figure 1 , la courbe (a) illustre une perte de transmission acoustique (STL) d’un vitrage feuilleté connu comprenant une couche intercalaire acoustique, à une température de 20° C, et la courbe (b) illustre une perte de transmission acoustique du même vitrage feuilleté connu comprenant une couche intercalaire acoustique, à une température de 13°C.

EXPOSÉ DE L'INVENTION Un but de l’invention est de proposer une solution pour éviter la diminution de la perte de transmission acoustique d'un vitrage feuilleté lorsque la température ambiante varie.

Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à un élément vitré pour un véhicule, comprenant un vitrage feuilleté, le vitrage feuilleté comprenant deux feuilles de verre et une couche d’isolation acoustique formée par un matériau viscoélastique et agencée entre les deux feuilles de verre, l’élément vitré comprenant un dispositif de mesure de la température de la couche acoustique.

La présente invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises individuellement ou en l’une quelconque de leurs combinaisons techniquement possibles :

- l’élément vitré comprend un dispositif de conditionnement de la température de la couche d’isolation acoustique,

- l’élément vitré comprend un régulateur par asservissement en boucle fermée, le dispositif de mesure de la température de la couche d’isolation acoustique étant apte à mesurer une température de la couche d’isolation acoustique et à transmettre une information de la température de la couche d’isolation acoustique au régulateur, et le régulateur étant apte à transmettre une information de régulation au dispositif de conditionnement de la température de la couche d’isolation acoustique, - l’élément vitré comprend une unité de contrôle configurée pour contrôler une mesure d’une température de la couche d’isolation acoustique par le dispositif de mesure de la température, transmettre l’information de la température de la couche d’isolation acoustique au régulateur, déterminer une valeur représentative d’une différence entre la température de la couche d’isolation acoustique et entre une température de consigne, préférentiellement une température acoustique optimale prédéterminée, contrôler la détermination d’une information de régulation par le régulateur à partir de la valeur représentative de la différence, et transmettre l’information de régulation au dispositif de conditionnement de la température de la couche d’isolation acoustique,

- le vitrage feuilleté présente une fréquence critique f _c , le matériau viscoélastique présente une fréquence f _p de perte maximale pour laquelle un facteur de perte tand est maximal dans une gamme de fréquence comprise entre 50 Hz et 10 kHz pour une température du matériau viscoélastique prédéterminée, la température acoustique optimale prédéterminée étant égale à une température pour laquelle la fréquence critique f _c est égale à la fréquence f _p de perte maximale,

- le matériau viscoélastique présente un facteur de perte tand maximum supérieur à 0,6 dans une gamme de températures comprise entre 10°C et 60° C et dans une gamme de fréquences comprise entre 50 Hz et 10 kHz, le matériau présentant de préférence une valeur de la partie réelle du module d’Young E’ inférieure à 5, 8.10 ⁷ N. cm ² dans une gamme de températures comprises entre 10°C et 60° C et dans une gamme de fréquences comprise entre 50 Hz et 10 kHz,

- le vitrage feuilleté comprend une première face extérieure et une quatrième face extérieure opposée à la première face, et le dispositif de mesure de la température de la couche acoustique comprend un premier capteur configuré pour mesurer la température de la première face et un deuxième capteur configuré pour mesurer la température de la quatrième face.

Un autre aspect de l’invention est un procédé d’isolation acoustique d’un élément vitré, l’élément vitré étant un élément vitré selon un mode de réalisation de l’invention, l’élément vitré comprenant en outre un dispositif de conditionnement de la température de la couche d’isolation acoustique et un régulateur par asservissement en boucle fermée, le dispositif de mesure de la température de la couche d’isolation acoustique étant apte à mesurer une température de la couche d’isolation acoustique et à transmettre une information de la température de la couche d’isolation acoustique au régulateur, le régulateur étant apte à transmettre une information de régulation au dispositif de conditionnement de la température de la couche d’isolation acoustique, le procédé comprenant les étapes de : a) mesure d’une température de la couche d’isolation acoustique par le dispositif de mesure de la température, b) transmission de l’information de la température de la couche d’isolation acoustique au régulateur, c) détermination d’une valeur représentative d’une différence entre la température de la couche d’isolation acoustique et entre une température de consigne, préférentiellement une température acoustique optimale prédéterminée, d) détermination d’une information de régulation par le régulateur à partir de la valeur représentative de la différence, et e) transmission de l’information de régulation au dispositif de conditionnement de la température de la couche d’isolation acoustique.

Avantageusement, le vitrage présente une fréquence critique f _c , le matériau viscoélastique présente une fréquence f _p de perte maximale pour laquelle un facteur de perte tand est maximal dans une gamme de fréquences comprise entre 50 Hz et 10 kHz pour une température du matériau viscoélastique prédéterminée, la température acoustique optimale prédéterminée étant égale à une température pour laquelle la fréquence critique f _c est égale à la fréquence f _p de perte maximale.

Avantageusement, lors de l’étape d), on détermine l’information de régulation également à partir d’une information associée à au moins un élément choisi parmi une hygrométrie à l’intérieur du véhicule, une température à l’intérieur du véhicule, et une information de la présence de buée sur le vitrage feuilleté. DESCRIPTION DES FIGURES

D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :

[Fig. 1] - la figure 1 illustre schématiquement une perte de transmission acoustique d’un vitrage feuilleté connu comprenant une couche d’isolation acoustique à une température de 20° C, et une perte de transmission acoustique du même vitrage feuilleté à une température de 20° C, [Fig. 2] - la figure 2 illustre schématiquement un élément vitré selon un mode de réalisation de l’invention,

[Fig. 3] - la figure 3 illustre schématiquement la dépendance à la température du vitrage feuilleté du facteur de perte tand de la couche acoustique d’un élément vitré selon un mode de réalisation de l’invention, [Fig. 4] - la figure 4 illustre schématiquement un procédé selon un mode de réalisation de l’invention.

Sur l’ensemble des figures, les éléments similaires portent des références identiques. DÉFINITIONS

On entend par « fréquence critique f _{c »} d’un vitrage feuilleté la fréquence pour laquelle la vitesse de phase en flexion du vitrage feuilleté est égale à la vitesse de phase d’une onde acoustique incidente au vitrage feuilleté.

On entend par « facteur de perte tand » d’un matériau, le matériau présentant un module d’Young E complexe, le rapport entre la partie imaginaire E” du module d’Young du matériau et la partie réelle E’ du module d’Young du matériau.

Le facteur de perte tand d’un matériau, également désigné « h », est défini par la norme internationale ISO 18437-2:2005 ( Mechanical vibration and shock — Characterization of the dynamic mechanical properties of visco-elastic materials — Part 2 : Résonance method, partie 3.2).

Une caractérisation dynamique d’un matériau est réalisée sur un viscoanalyseur du type viscoanalyseur Metravib, dans les conditions de mesures suivantes, pour déterminer la partie réelle E’ et la partie imaginaire E” du module d'Young. Une sollicitation sinusoïdale est appliquée au matériau. Un échantillon de mesure formé par le matériau à mesurer est constitué de deux parallélépipèdes rectangles, chaque parallélépipède présentant une épaisseur de 3,31 mm, une largeur de 10,38 mm et une hauteur de 6,44 mm. Chaque parallélépipède formé par le matériau est également désigné par le terme « éprouvette » de cisaillement. L’excitation est mise en oeuvre avec une amplitude dynamique de 6,5 pm autour de la position de repos, en parcourant la gamme des fréquences comprises entre 5 Hz et 700 Hz, et en parcourant une gamme de températures comprise entre -20° C et +60° C.

Le viscoanalyseur permet de soumettre à chaque éprouvette (chaque échantillon) des déformations dans des conditions précises de température et de fréquence, et de mesurer les déplacements de l’éprouvette, les forces appliquées à l’éprouvette et leur déphasage, ce qui permet de mesurer des grandeurs rhéologiques caractérisant le matériau de l’éprouvette.

L’exploitation des mesures permet notamment de calculer le module d’Young E du matériau, et particulièrement la partie réelle E’ du module d’Young et la partie imaginaire E” du module d’Young du matériau, et ainsi de calculer la tangente de l’angle de perte (ou facteur de perte) tanô.

On entend par « vitrage feuilleté » un ensemble vitré comprenant au moins deux feuilles de verre et un film intercalaire formé en matière plastique, préférentiellement viscoélastique, séparant les deux feuilles de verre. Le film intercalaire en matière plastique peut comprendre une ou plusieurs couches, d’un polymère viscoélastique tel que le poly(butyral de vinyle) (PVB) ou un copolymère éthylène-acétate de vinyle (EVA). Le film intercalaire est de préférence en PVB standard et/ou en PVB acoustique (tel que le PVB acoustique mono-couche ou tri-couche). Le PVB acoustique peut comprendre trois couches : deux couches externes en PVB standard et une couche interne moins rigide que les couches externes. La couche interne peut être formée par un matériau comprenant une proportion de plastifiant supérieure à la proportion de plastifiant du matériau des deux couches externes. La couche interne peut présenter un facteur de perte supérieur au facteur de perte de chacune des deux couches externes. La couche interne peut, par exemple, comprendre du PVB.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION

En référence à la figure 2, un élément vitré 1 pour un véhicule comprend un vitrage feuilleté 2. Le vitrage feuilleté 2 comprend une première feuille de verre 3, une deuxième feuille de verre 4 et une couche d’isolation acoustique 5 formée par un matériau viscoélastique. La couche d’isolation acoustique 5 est agencée entre la première feuille de verre 3 et la deuxième feuille de verre 4. L’élément vitré 1 comprend un dispositif de mesure de la température 6 de la couche acoustique 5.

La première feuille de verre 3 comprend une première face F1 , la première face F1 étant une face extérieure du vitrage feuilleté 2. La première feuille de verre 3 comprend une deuxième face F2 agencée du côté de la couche d'isolation acoustique 5 par rapport à la première feuille de verre 3, et opposée à la première face F1 par rapport à la première feuille de verre 3. La deuxième feuille de verre 4 comprend une troisième face F3 agencée du côté de la couche d'isolation acoustique 5 par rapport à la deuxième feuille de verre 3. La deuxième feuille de verre 4 comprend une quatrième face F4, la quatrième face F4 étant une face extérieure du vitrage feuilleté 2, et étant opposée à la troisième face F3 par rapport à la deuxième feuille de verre 4.

Couche intercalaire 12

Le vitrage feuilleté 2 peut comprendre une couche intercalaire 12, la couche intercalaire 12 comprenant la couche d'isolation acoustique 5. La couche intercalaire 12 peut comprendre deux couches externes 13 plastiques, par exemple formées en PVB, la couche d'isolation acoustique 5 étant agencée entre les deux couches externes 13 plastiques. La couche d'isolation acoustique 5 peut être formée par un matériau viscoélastique présente un facteur de perte tand maximum supérieur à 0,6 dans une gamme de températures comprise entre 10°C et 60° C et dans une gamme de fréquences comprise entre 50 Hz et 10 kHz. De préférence, le matériau présente une valeur de la partie réelle du module d’Young E’ inférieure à 5,8.10 ⁷ N. cm ² dans une gamme de températures comprise entre 10°C et 60°C et dans une gamme de fréquences comprise entre 50 Hz et 10 kHz.

La couche d'isolation acoustique 5 peut être par exemple formée à partir d'une résine de PVB présentant un taux massique de plastifiant supérieur à 50 %, et préférentiellement supérieur à 60 %. Les couches externes 12 plastiques peuvent être par exemple formées à partir d'une résine de PVB présentant un taux massique de plastifiant inférieur à 25 %, et préférentiellement compris entre 18 % et 22 %. Dispositif de mesure de la température 6 de la couche acoustique 5

Le dispositif de mesure de la température 6 est configuré pour mesurer la température de la couche acoustique 5.

Le dispositif de mesure de la température 6 peut comprendre un capteur agencé directement en contact avec la couche acoustique 5, de manière à mesurer directement la température de la couche acoustique 5. Le dispositif de mesure de la température 6 peut comprendre un film ou un fil formé d'un matériau électriquement conducteur, agencé entre la couche acoustique 5 et la première feuille de verre 3 ou la deuxième feuille de verre 4, et de préférence agencé sur la deuxième face F2. La mesure de la conductivité du film ou du fil de matériau électriquement conducteur permet de mesurer la température du film ou du fil de matériau conducteur.

En variante ou en complément, le dispositif de mesure de la température 6 de la couche acoustique 5 peut comprendre un premier capteur 10 configuré pour mesurer la température de la première face F1 et un deuxième capteur 11 configuré pour mesurer la température de la quatrième face F4. Dans cette configuration, l'élément vitré 1 peut comprendre une unité de contrôle configurée pour déterminer la température de la couche acoustique 5 à partir d’une information de la température de la première face F1 transmise par le premier capteur 10 à l'unité de contrôle, et d'une information de la température de la quatrième face F4 transmise par le deuxième capteur 11 à l'unité de contrôle. De préférence, l’unité de contrôle détermine la température de la couche acoustique 5 à partir des informations transmises par le premier capteur 10 et par le deuxième capteur 11 par un calcul mettant en oeuvre un modèle de conduction thermique dans le vitrage feuilleté 2. Le modèle de conduction thermique peut être représentatif d’au moins un élément choisi parmi la température de la première face F1 , la résistance thermique de la première feuille de verre 3, la résistance thermique de la couche d'isolation acoustique 5, la résistance thermique de la couche intercalaire 12, la résistance thermique de la deuxième feuille de verre, et la température de la quatrième face F4. Le modèle de conduction thermique peut également être représentatif du transfert thermique au travers des couches formant le vitrage feuilleté.

Le premier capteur 10 et/ou le deuxième capteur 11 peuvent être choisis au moins parmi un thermocouple, un capteur infrarouge et un capteur de température interne et/ou externe à l'habitacle du véhicule. Le premier capteur 10 et/ou le deuxième capteur 11 peut comprendre un film ou un fil formé d'un matériau électriquement conducteur, agencé entre la première feuille de verre 3 et la deuxième feuille de verre 4, ou sur la première face F1 , ou sur la deuxième face F4. La mesure de la conductivité du film ou du fil de matériau électriquement conducteur permet de mesurer la température du film ou du fil de matériau conducteur.

Le premier capteur 10 et/ou le deuxième capteur 11 peuvent être agencés sur la première face F1 et/ou sur la deuxième face F4. Le premier capteur 10 et/ou le deuxième capteur 11 peuvent être agencés dans un boîtier formé par le rétroviseur, le rétroviseur étant monté fixe sur la quatrième face F4.

En référence à la figure 3, les inventeurs ont caractérisé la dépendance du facteur de perte tand de la couche acoustique 5 à la température du vitrage feuilleté 2. La courbe (c) illustre l'évolution du facteur de perte tand en fonction de la fréquence d'une onde acoustique incidente au vitrage feuilleté 2, pour une température égale à 20°C. La courbe (d) illustre l'évolution du facteur de perte tanô en fonction de la fréquence d'une onde acoustique incidente au vitrage feuilleté pour une température égale à 10°C.

La courbe (c) et la courbe (d) mettent chacune en évidence une fréquence f _p de perte maximale pour laquelle le facteur de perte tanô est maximal dans une gamme de fréquence comprise entre 50 Hz et 10 kHz, pour une température du matériau viscoélastique prédéterminée. L'isolation acoustique du vitrage feuilleté 2 est maximale lorsque la fréquence f _p est égale à la fréquence critique f _c du vitrage feuilleté 2. Pourtant, lors d'une variation de la température, une différence entre la fréquence f _p et la fréquence critique f _c peut augmenter. Ainsi, l'élément vitré 1 comprenant un dispositif de mesure de la température 6 de la couche acoustique 5 permet d'obtenir une information sur la fréquence f _p , en vue de diminuer la différence entre la fréquence f _p et la fréquence f _c du vitrage feuilleté 2.

Dispositif de conditionnement de la température 7 de la couche d’isolation acoustique 5

En référence à la figure 2, l'élément vitré 1 peut comprendre un dispositif de conditionnement de la température 7 de la couche d’isolation acoustique 5. Le dispositif de conditionnement de la température 7 peut être une couche et/ou un fil formé par un matériau électriquement conducteur. Le conditionnement de la température peut être mis en oeuvre par une application d'un potentiel électrique aux bornes de la couche ou du fil par effet Joule. La couche et/ou le fil peuvent être agencés entre la deuxième face F2 et la couche acoustique isolante 5, et/ou entre la couche acoustique isolante 5 et la troisième face F3.

Le dispositif de conditionnement de la température 7 peut comprendre un dispositif de conditionnement de la température de l'habitacle du véhicule. Le dispositif de conditionnement de la température 7 peut comprendre le système de chauffage, de ventilation et de climatisation du véhicule (d’acronyme anglais HVAC).

Régulateur 8 En référence à la figure 2, l’élément vitré 1 peut comprendre un régulateur 8 par asservissement en boucle fermée. De préférence, le régulateur 8 est un régulateur proportionnel, intégral et dérivé (d'acronyme P.I.D.). Le dispositif de mesure de la température 6 de la couche d’isolation acoustique 5 peut être apte à mesurer une température de la couche d’isolation acoustique 5 et à transmettre une information de la température de la couche d’isolation acoustique 5 au régulateur 8. Le régulateur 8 peut être apte à transmettre une information de régulation au dispositif de conditionnement de la température 7 de la couche d’isolation acoustique 5. Ainsi, il est possible de conditionner la température de la couche d'isolation acoustique 5 à une température de consigne T _s , de sorte que la fréquence f _c soit plus proche de la fréquence critique f _c , de préférence égale à la fréquence critique f _c , du vitrage feuilleté 2, qu’en l'absence de conditionnement de température. Il est alors possible d'améliorer les performances d'isolation acoustique du vitrage feuilleté 2.

L'unité de contrôle de l'élément vitré 1 peut être configurée pour contrôler une mesure d’une température de la couche d’isolation acoustique 5 par le dispositif de mesure de la température 6, et transmettre l’information de la température de la couche d’isolation acoustique 5 au régulateur 8.

L'unité de contrôle de l'élément vitré 1 peut-être configurée pour déterminer une valeur représentative d’une différence entre la température de la couche d’isolation acoustique 5 et entre une température de consigne T _s , préférentiellement une température acoustique optimale T _opt prédéterminée.

L'unité de contrôle de l'élément vitré 1 peut être configurée pour contrôler la détermination d’une information de régulation par le régulateur 8 à partir de la valeur représentative d’une différence déterminée précédemment, et transmettre l’information de régulation au dispositif de conditionnement de la température 7 de la couche d’isolation acoustique 5. Ainsi, il est possible de maintenir la température de la couche d'isolation acoustique 5 dans une gamme de température prédéterminée comprenant la température de consigne 7 _S .

La température acoustique optimale T _opt prédéterminée est égale à une température pour laquelle la fréquence critique f _c est égale à la fréquence f _p de perte maximale. De préférence, la température de consigne 7 _S est comprise dans une gamme de température comprise entre (T _op r 4°C) et (7 _0pt+ 4 ^o C), notamment dans une gamme de température comprise entre (T _opt - 2°C) et (T _opt+ 2°C) et plus préférentiellement, la température de consigne 7 _S est égale à la température optimale T _opt . Procédé 400 d'isolation acoustique d’un élément vitré 1

En référence à la figure 4, un autre aspect de l'invention est un procédé 400 d’isolation acoustique d'un élément vitré 1.

Le procédé 400 comprend une première étape 401 de mesure d'une température de la couche d'isolation acoustique par le dispositif de mesure de la température 6.

Le procédé 400 comprend une deuxième étape 402 de transmission de l’information de la température de la couche d’isolation acoustique 5 au régulateur 8.

Le procédé 400 comprend une troisième étape 403 de détermination d’une valeur représentative d’une différence entre la température de la couche d’isolation acoustique 5 et entre la température de consigne T _s , préférentiellement la température acoustique optimale T _opt prédéterminée.

Le procédé 400 comprend une quatrième étape 404 de détermination d’une information de régulation par le régulateur 8 à partir de la valeur représentative de la différence.

Le procédé 400 comprend une cinquième étape 405 de transmission de l’information de régulation au dispositif de conditionnement de la température 7 de la couche d’isolation acoustique 5.

Ainsi, il est possible d'augmenter les propriétés d'isolation acoustique de l'élément vitré 1 , et particulièrement du vitrage feuilleté 2, en diminuant la différence entre la fréquence f _p de perte maximale de la couche d’isolation acoustique 5 et entre la fréquence critique f _c du vitrage feuilleté 2.

Amélioration des performances acoustiques de l'élément vitré 1 lors de l'apparition de buée sur le vitrage feuilleté 2 Dans certaines conditions d’utilisation du véhicule, il est possible que la température T _opt , pour laquelle la fréquence f _p de perte maximale de la couche d'isolation acoustique 5 est égale à la fréquence critique f _c du vitrage feuilleté 2, soit inférieure à la température de rosée sur la quatrième face F4. De préférence, on détermine l’information de régulation également à partir d’une information associée à au moins un élément choisi parmi une hygrométrie à l’intérieur du véhicule, une température à l’intérieur du véhicule, une température de la quatrième face F4 et une information de la présence de buée sur le vitrage feuilleté 2.

Ainsi, il est possible d'augmenter les propriétés d'isolation acoustique de l'élément vitré 1 tout en empêchant la formation de buée sur la quatrième face du vitrage feuilleté 2. De préférence, lorsque la température de rosée est supérieure à la température optimale T _opt , la température de consigne 7 _S peut être supérieure ou égale à la température de rosée.

Lorsque la température de rosée sur la quatrième face F4 est supérieure à la température optimale T _opt , on peut mettre en oeuvre un procédé de suppression de la buée sur la quatrième face F4. Le procédé de suppression de la buée peut comprendre une étape de conditionnement de la température et/ou de conditionnement de l’hygrométrie sur la quatrième face F4 de manière à ce que la température de rosée sur la quatrième face F4 soit inférieure à la température optimale T _opt . Le procédé de suppression de la buée peut comprendre une étape de conditionnement de la température et/ou de conditionnement de l’hygrométrie dans l’habitacle du véhicule de manière à ce que la température de rosée sur la quatrième face F4 soit inférieure à la température optimale T _opt .