La présente invention concerne des dispositifs d'éclairage par fibre optique de volumes transparents ou translucides non sphéroïdauκ, les longueurs d'onde utilisées étant des ondes lumineuses ou proches du spectre visible.

Les dispositifs objets de la présente invention fixent les positions relatives de la génératrice de la fibre optique ou du paquet de fibres par rapport à la surface du volume diffusant placé A l'extrémité de la fibre- La fibre optique permet la propagation d'un flux lumineux grâce à une multitude de réflexions totales sur sa paroi. La transmission s'opère sans conductivité thermique (lumière froide). L'angle d'ouverture du faisceau lumineux est normalement de l'ordre de 70 degrés et peut couramment atteindre 130 degrés. Les fibres ont une résistance à la flexion limitée. Leur rayon de courbure ne peut pas normalement être inférieur à dix fois le diamètre de la gaine de protection.

L'utilisation de la fibre optique pour le transport des radiations fournies par une "boîte à lumière" alimentant un ou plusieurs paquets de fibres permet d'éloigner la source de lumière du volume à éclairer, avec des avantages sur les plans de la sécurité, de la maintenance des sources, d'une sélection possible des longueurs d'onde par des filtres appropriés dont la mise en fonctionnement est programmable. Par contre, la ponctualité du. faisceau sortant de la fibre ou du paquet de fibres constituant un canal n'est en général pas compatible les impératifs de l'éclairage domestique, décoratif, public ou industriel, d'où des tentatives de mise en oeuvre en sortie de fibres de volumes diffLisantε, homogènes ou non, en verrs ou autres matériaux transparents ou translucides.

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Les projets traités actuellement sont normalement issus de conceptions esthétiques d'architectes, sans qu'aucune directive ne leur soit donnée concernant la technologie et les normes des dispositifs à mettre en oeuvre pour obtenir les effets recherchés, so s lumineux par exemple. La réalisation est alors très problématique, complètement originale donc coûteuse et en limite des normes de sécurité admissibles faute de développements suffisants, car trop coûteux eu égard au chiffre d'affaire concerné.

Les mêmes résultats ou des résultats de meilleure qualité auraient souvent pu être obtenus à partir de volumes (pavés de verre par exemple) normalisés et sécurisés, convenablement mis en oeuvre selon les dispositifs de la présente invention qui fixe dans les cas les plus intéressants les positionnements à réaliser entre la sortie de fibre et le volume diffusant en vue d'effets particuliers. La présente invention permet aussi la normalisation de panneaux de caractéristiques définies. L'utilisation de ces dispositifs permet par exemple à un architecte de concevoir ses plans sur des bases saines garantissant l'effet espéré, les compléments d'étude lors de la réalisation ne portant plus que sur des ajustements de détail en vue d'optimiser les rendements. Dans un but de simplification et de généralisation, la présente invention fait référence à des volumes diffusants ayant une forme telle que l'on puisse apprécier les notions d'épaisseur et de chant, par opposition aux volLimes sphéroïdaux. Les pavés de ^~ erre du commerce, largement testés et normalisés, sont donc une restriction de cette notion générale de volumes; ils sont donc concernés par la présente invention.

Chaque position de l'axe longitudinal de la sortie de fibre (génératrice) par rapport au plan tangentiel de la surface du volume considéré au point central d'impact du faisceaLi de radiations est caractéristique d'un dispositif particulier apportant la solution à un besoin d'éclairage précis.

Les impacts du faisceau lumineux dirigés dans le chant (épaisseur) du volume diffusant sont caractéristiques d'un premier groupe de dispositifs procurant des éclairages uniformes sans éblouir l'observateur regardant la surface utile du volume diffusant. De plus l'extrémité de fibre étant dans cette configuration parallèle au plan principal du volume, il est possible de loger la fibre autour de ce volume sans la contraindre par des rayons de courbure qu'elle ne supporterait pas. Dans ces conditions, une juxtaposition de volumes élémentaires est possible pour constituer des panneaux dont les conducteurs sont logés dans les joints. On peut envisager par exemple le prémontage en usine de modules particulièrement ouvragés assemblables très facilement sur site. Le positionnement de la sortie de fibre optique dans l'angle d'un volume diffusant, un pavé par exemple, procure l'avantage complémentaire d'une diffusion uniforme très couvrante sur la surface principale, car l'angle dans lequel s'effectue cette diffusion est un peu supérieur a l'angle d'ouverture du faisceau sortant de la fibre. Ainsi, l'angle droit d'un pavé de verre par exemple peut être complètement couvert par la diffusion du faisceau émis à partir d'une fibre standard d'ouverture 70 degrés. Il est donc possible de regrouper dans un dispositif unique en un point de jonction les fibres alimentant quatre pavés, ou plus si leur forme s'y prête.

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Sur la base de fibres optiques câblées dans les jointures entre volumes élémentaires des panneaux peuvent être assemblés. Ces panneaux peuvent être normalisés et modulaires. Ils peuvent constituer des motifs décoratifs et profiter de tous les développements de la fibre optique comme par exemple l'utilisation de filtres sélectionnant des longueurs d'onde. Bien que n'utilisant pas la possibilité de transparence en lumière naturelle, le panneau posé ou fixé au sol et sa boîte à lumière déportée, ensemble relevant du même dispositif, ont des avantages certains par rapport aux luminaires encastrés standards, ne serait-ce que sur les plans de la sécurité électrique, de la suppression d'une partie importante des échauffe ents générateurs de contraintes et de la possibilité d'utiliser des pavés sécurisés et normalisés souvent autoporteurs. Ils peuvent aussi être moins chers que les panneaux transparents ou translucides, car les faisceaux de fibres alimentant les différents volumes élémentaires peuvent déborder vers le fond de l'espace entre les volumes et A l'arrière de ceux—ci. Des plafonds lumineux peuvent aussi bénéficier de dispositifs assemblés identiqLies normalement opaques.

Le positionnement de la sortie de fibre perpendiculairement au plan d'une face principale éblouit aux puissances normales l'observateur placé en face, mais cet effet peut être utilisé pour attirer l'attention, en limitant par exemple si nécessaire la puissance d'émission de la boîte à lumière. On peut au besoin utiliser des couleurs générées par les filtres de la boîte. La fibre optique n'étant pas solidaire du diffuseur, i1 est possible de l'éloigner momentanément sans nuire à la fiabilité d t dispositif.

C'est une solution pour réaliser des fenêtres dont l'ouverture s'accommode d'une utilisation comme diffuseur lorsque le champ du carreau reprend sa position face à une sortie de fibre (la nuit par exemple), dans la configuration décrite ci-dessus comme procurant un grand confort visuel. Trois figures ont été réalisées en complément de l'exposé ci-dessus. Les figures 1 et 2 analysent schématiquement les différentes versions du dispositif pour l'adapter aux effets recherchés. La figure 3 montre un exemple de possibilité de positionnement des fibres dans les joints entre volumes diffusants, sans leur faire subir des torsions, tout en regroupant les fibres alimentant une zone.

La figure 1 schématise la surface diffusante dans le plan de ses faces principales. Les flèches numérotées 1 à 4 représentent des positions caractéristiques de la génératrice en sortie de fibre optique, dans des plans parallèles aux surfaces principales et traversant le volume. De telles positions assurent une diffusion maximale dans le volume avec un éblouissement minimal, permettant ainsi un confort visuel appréciable pour les observateurs faisant face à le surface principale. Les positions en oblique par rapport à la surface du chant permettent des effets spéciaux modulables grâce à des dépolis, des sablages ou l'utilisation de filtres colorés a l'émission par exemple. Les positions particulières dans les angles tel que 1 permettent une diffusion d'uniformité maximale sur les surfaces principales, la diffusion pouvant même être uniforme pour un angle de diffuseur de valeur légèrement supérieure à l'ouverture du faisceau lumineux de sortie de la fibre, normalement entre 70 et 130 degrés selon les conducteurs fournis. Pour un volume diffusant présentant une symétrie d'ensemble par rapport à la bissectrice de l'angle alimenté, la sortie de fibre optique doit être alignée sur cette bissectrice.

Il est même possible de corriger les imper ections de répartition dues aux diffuseurs de forme allongée en orientant expérimentalement la sortie de fibre par rotation d'un angle S autour du point d'impact afin de rapprocher l'axe du flux de l'axe médian du volume (en usine lors de la préparation ou des réglages par exemple). Cet éclairage du volume par Lin angle sortant a aussi l'avantage de permettre le regroupement auitour d'un point des fibres destinées à alimenter plusieurs éléments—volume constituant une mosaï ue.

La figure 3 schématise cette possibilité de regroupement des alimentations, souvent très intéressante sur le plan des coûts. On voit sur ce schéma qu'il est facile de trouver des cheminements de fibres jusqu'aux angles évitant les courbures trop prononcées. A noter qu'une alimentation en fibre sur les parties planes des champs des volumes élémentaires obligerait, pour limiter les courbures prononcées, à des intervalles larges et souvent inesthétiques à combler entre les volumes diffusants élémentaires. L'ensemble des caractéristiques illustrées figure 2, liées aux positions relatives relevant de la figure 1, permet la construction de panneaux à la fois transparents et éclairants, ou translucides et éclairants, en assemblant Line mosaïque de volumes élémentaires (éléments-volume) dont les intervalles contiennent les faisceaux de fibres optiques assurant l'alimentation des dits volumes, noyés dans le matériau d'assemblage.

La figure 2 représente le volume diffusant vu de chant. Les positions des sorties de fibres telles que 1 et 5 sont celles de la figure 1. Les positions telles que 3 et 7 et même 2, 4, 6 et 8 avec des pertes cependant, permettent la projection des surfaces de sortie des fibres ou des paquets de fibres plus ou moins ponctuellement suivant la distance entre sortie de fibre et surface diffusante, et suivant l'angle d'incidence, mais

1 ' éblouissemeπt est important pour les boîtes a lumières de puissance courante. Ce dispositif constitue un moyen d'attirer l'attention sur le diffuseur ou un emplacement précis de celui-ci, avec possibilité de jouer sur un changement de couleur grâce à des filtres.

Les positions telles que 2,4,6 et 8 permettent en particulier de concevoir logiquement des dispositifs dans lesquels on peut éloigner momentanément le volume diffusant de la sortie de fibre qui l'alimente. Il peut s'agir de volumes mobiles, pivotants ou tournants, de faible épaisseur relative, qui retrouvent leur rSle de diffuseur en sortie de fibre optique lorsqu'ils reviennent à leur position initiale de type 1. Cette configuration est illustrée par l'exemple de la fenêtre dont le panneau mobile diffuserait de la lumière la nuit.

_ La figure 4 illustre la synthèse des possibilités de mise en oeuvre du dispositif dans un panneau pas forcément plan, alimenté par un faisceau de fibres optiques en 1. Les zones hachurées en croix représentent la matière de remplissage des jointures entre les volumes élémentaires diffusants, remplissage interrompu sur le dessin pour laisser voir un exemple de positionnement du faisceau et de ses sous—faisceaux de fibres optiques logées dans les jointures, sans courbures excessives. Le volume 2, alimenté perpendiculairement sous la face arri ère^ ne diffuse que sur une zone restreinte souvent éblouissante aux puissances courantes. Le volume 3 ne devient diffusant que s'il retrouve sa position dans le plan principal de son logement. Les fibres ont été volontairement regroupées en deux voies pour illustrer la possibilité de limiter les systèmes de positionnement.