Amélioration des propriétés antibuée du polycarbonate transparent par traitement topographique

Enhancement of antifogging properties of transparent polycarbonate by topographic treatment

• Auteur / Autrice : Nicolas Pionnier
• Direction : Stéphane Valette, Elise Contraires, Vincent Herbert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux
• Date : Soutenance le 14/11/2017
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Matériaux de Lyon (Villeurbanne ; 1992?-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : École Centrale de Lyon (1857-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de tribologie et dynamique des systèmes (Écully, Rhône ; 1970-)
• Jury : Président / Présidente : Stéphane Benayoun
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stéphane Valette, Elise Contraires, Vincent Herbert, Sophie Bistac
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Thierry Czerwiec, Jean-Philippe Matas

Mots clés

Mots clés contrôlés

Traitements de surface

Mots clés libres

Polycarbonate

Buée

Dispositif expérimental

Vieillissement

Microtexturation

Ripples

Polycarbonate

Dew

Experimental setup

Aging

Microtexturing

Ripples

Résumé

La présence de buée sur des surfaces transparentes altère la transmission de la lumière. La buée est un ensemble de gouttes condensées sur une surface froide. Ces gouttes absorbent, réfléchissent et diffractent la lumière, réduisant la transparence de la surface sur laquelle elles se sont formées. Ce phénomène peut, en fonction des applications, causer des problèmes esthétiques et de sécurité. Une solution répandue dans le secteur industriel est l’utilisation de revêtements chimiques. Mais cette approche à un coût ; elle oblige à ajouter une nouvelle étape sur la chaine de production. Une autre solution, celle choisie durant ce doctorat, est l’approche topographique. En contrôlant la topographie par texturation de surface, les propriétés de mouillage peuvent être pilotées. Ainsi, des surfaces antibuées peuvent être développées. En fonction de la surface initiale, deux mécanismes sont possibles. Sur des surfaces hydrophiles, la création d’un film liquide uniforme remplaçant les gouttes d’eau est à privilégier. Avec ce type de film, la surface conserve de bonnes propriétés de transparence. Si la surface est plutôt hydrophobe, l’idée est de favoriser le déperlement des gouttes et ainsi d’évacuer l’eau le plus rapidement possible. Les travaux de ce doctorat portent sur le développement d’un traitement de surface topographique par injection plastique. Ce traitement vise à supprimer l’impact optique de la buée sur les surfaces en polycarbonate transparent des phares automobiles. L’une des contraintes majeures de ces travaux est de concevoir des texturations de surfaces facilement industrialisables. Les moyens de texturations doivent être adaptés.

The presence of dew on transparent pieces impairs light transmission. Dew is a group of droplets condensed on cold surfaces. These droplets absorb, reflect and diffract light, reducing condensation surface transparency. This can cause aesthetic or security issues. The most widely used method currently for improving transparency of surfaces covered with dew is to apply anti-fog chemical coatings. These coatings suppress the whitish opaque layer caused by condensation by reducing the surface tension of water droplets, causing them to disperse into a thin liquid sheet. However, this solution is expensive. It is adding a step in the production line. Surface texturing offers a viable alternative to the use of chemicals. Controlling the surface topography by modifying textured allows wetting property management. This approach, chosen during this PhD thesis, allows the design of anti-fog surfaces. Depending on the surface, two droplets suppression mechanisms are possible. On hydrophilic surfaces, liquid sheet formation replacing droplets has to be favored. If the surface is hydrophobic, droplets sliding off should be increased, thus water evacuation will be faster. Our work consists in the development of a topographical surface treatment by molding injection. The aim is to limit the optical impact of the dew on transparent polycarbonate surfaces of car headlights. The major constraint of this work is to design easy industrialized textured surfaces. Production means must be adapted.