Arrière-plan de l'invention

La présente invention se rapporte au domaine général de l'éclairage de voies de circulation, notamment automobile, telles que routes, autoroutes, ponts, viaducs, etc. Elle vise plus particulièrement un procédé et un dispositif d'éclairage de voies de circulation destinés à obtenir une efficacité et une sécurité améliorées avec un coût d'installation et d'entretien réduit. II existe actuellement de nombreux procédés d'éclairage de voies de circulation automobile. Notamment, il est connu d'éclairer la chaussée par des luminaires montés sur des mâts et émettant un flux lumineux de haut en bas vers la chaussée.

L'installation sur des mâts présente de nombreux inconvénients. En particulier, l'implantation de mâts peut être rendue délicate en raison des conditions d'accessibilité du site, des conditions climatiques extrêmes (par exemple en présence de vents violents) ou de la fragilité de la structure porteuse. En outre, la maintenance et l'entretien de tels mâts peuvent être rendus difficiles et périlleux en fonction du site d'implantation. Enfin, la présence de mâts peut engendrer des nuisances visuelles de jour et de nuit lorsqu'ils sont implantés dans des zones sensibles telles que les aéroports, les parcs naturels, les zones à proximité d'observatoires, etc.

On connaît également de la publication EP 0 479 693 un procédé d'éclairage par un flux lumineux sensiblement horizontal dirigé vers l'arrière des véhicules, l'ouverture de ce flux visant à obtenir un contraste positif en évitant d'éclairer la chaussée. Ce procédé pose également de nombreux problèmes. Etant donné que le flux lumineux est dirigé vers l'arrière des véhicules, il occasionne de fortes intensités lumineuses qui sont perçues dans le rétroviseur du véhicule, ce qui peut provoquer un éblouissement du conducteur particulièrement gênant et dangereux pour la conduite. A cela s'ajoute une confusion entre ces feux et les projecteurs des véhicules qui suivent le conducteur. Par ailleurs, ce procédé ne s'applique qu'à des voies à sens de circulation unique et nécessite l'utilisation de lampes et appareillages spéciaux dont le coût est élevé.

Objet et résumé de l'invention

La présente invention a donc pour but principal de pallier de tels inconvénients en proposant un procédé et un dispositif d'éclairage applicables à des zones d'implantation sensibles, faciles d'entretien, de maintenance aisée et occasionnant peu de gêne visuelle pour les conducteurs.

A cet effet, il est prévu un dispositif d'éclairage de voies de circulation par des faisceaux lumineux issus chacun d'un foyer lumineux, caractérisé en ce que chaque foyer lumineux est placé à une hauteur verticale de moins de 1 mètre et en ce que l'ouverture totale de chaque faisceau lumineux est comprise entre un premier angle de 45° au minimum et un second angle de 88° au maximum, les premier et second angles étant définis par rapport à un axe vertical. Le fait de placer les foyers lumineux à une hauteur inférieure à

1 mètre permet d'éviter l'intrusion de lumière parasite dans l'habitacle des véhicules empruntant la voie de circulation et aussi de limiter l'éblouissement du conducteur. Combiné à une ouverture de leur faisceau lumineux comprise entre 45° et 88°, ce placement des foyers lumineux permet également d'éclairer la chaussée sur une largeur de 11 mètres environ, ce qui autorise l'éclairage jusqu'à 3 voies de circulation pour une implantation unilatérale des foyers lumineux.

Chaque faisceau lumineux peut être symétrique par rapport à un plan vertical de symétrie du foyer lumineux. Dans ce cas, le plan vertical de symétrie du foyer lumineux est de préférence sensiblement perpendiculaire à la voie de circulation. De la sorte, l'éclairage est parfaitement adapté à des voies à double sens de circulation.

Avec un tel procédé d'éclairage, les foyers lumineux successifs sont avantageusement espacés régulièrement d'une distance comprise entre 8 et 15 mètres. Un tel espacement permet d'obtenir un éclairage uniforme et continu de la chaussée pour une voie à double sens de circulation.

Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le second angle d'ouverture de chaque faisceau lumineux est compris entre 83° au minimum et 88° au maximum. Limiter l'ouverture du faisceau lumineux à un angle de 88° permet ainsi de contenir les intensités

lumineuses en dehors du champ de vision du conducteur du véhicule de façon qu'elles ne viennent pas la perturber.

Les foyers lumineux peuvent être placées soit de part et d'autre, soit d'un seul côté de la voie de circulation. Dans le cas d'une implantation unilatérale des foyers lumineux, des dispositifs réfléchissants verticaux sont avantageusement placés du côté de la voie de circulation opposée à celui des foyers lumineux et en regard de ces derniers. En réfléchissant certains rayons lumineux émis par les foyers lumineux, de tels dispositifs permettent ainsi de réaliser un balisage bilatéral de la voie de circulation qui peut être particulièrement utile au conducteur.

La présente invention vise également un dispositif d'éclairage de voies de circulation comportant une pluralité de projecteurs disposés sur au moins l'un des côtés de la voie de circulation, caractérisé en ce que la source d'émission du faisceau lumineux des projecteurs est placée à une hauteur verticale de moins de 1 mètre et en ce que l'ouverture totale de chaque faisceau lumineux est comprise entre un premier angle de 45° au minimum et un second angle de 88° au maximum, les premier et second angles étant définis par rapport à un axe vertical.

L'utilisation de projecteurs situés à une hauteur inférieure à 1 mètre permet un accès aisé à ces derniers ce qui facilite leur maintenance. De tels projecteurs peuvent être également implantés dans tous les sites, même ceux pour lesquels une intervention de maintenance est difficile. En outre, ces projecteurs sont particulièrement bien adaptés aux zones sensibles aux nuisances lumineuses. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le faisceau lumineux issu de chaque projecteur est symétrique par rapport à un plan vertical perpendiculaire à la voie de circulation.

Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures :

- la figure 1 est une vue de dessus représentant de façon schématique une portion de voie de circulation éclairée par le dispositif selon l'invention ;

- la figure 2 est une vue de côté d'un projecteur du dispositif de la figure 1 ; et

- la figure 3 est une vue de dessus d'une portion de voie de circulation éclairée par le dispositif selon un autre mode de réalisation de l'invention.

Description détaillée d'un mode de réalisation

La figure 1 représente une vue de dessus d'une portion de voie de circulation automobile telle qu'une route nationale à double sens de circulation par exemple. Cette portion de route est droite et comporte deux voies 10 et 12.

Un exemple de dispositif d'éclairage selon l'invention est représenté sur cette figure 1. Il se compose d'une pluralité de projecteurs 14a à 14d qui sont implantés sur l'un des côtés seulement de la route. Ces projecteurs 14a à 14d peuvent être fixés directement sur une glissière de sécurité 16 disposée le long de la route, parallèlement à celle-ci. Alternativement, les projecteurs pourraient être supportés par leur propre mât.

Selon l'invention, la source d'émission du faisceau lumineux provenant des projecteurs 14a à 14d est placée à une hauteur verticale de moins de 1 mètre environ, et de préférence de l'ordre de 0,90 mètre.

Toujours selon l'invention, l'ouverture totale de chaque faisceau lumineux est comprise entre un premier angle de 45° au minimum et un second angle de 88° au maximum, les premier et second angles étant définis par rapport à un axe vertical sensiblement perpendiculaire à la chaussée.

Ces caractéristiques sont illustrées sur la figure 2. Notamment, le projecteur 14a est situé à une hauteur h mesurée verticalement entre la partie supérieure de l'optique du projecteur et la chaussée. Cette hauteur h est inférieure à 1 mètre, et de préférence de l'ordre de 0,90 mètre.

Le faisceau lumineux provenant du projecteur 14a forme un dièdre présentant un premier angle δl et un second angle 52 par rapport à un axe vertical X perpendiculaire à la chaussée.

Le premier angle δl est de l'ordre de 45°. La valeur de cet angle est notamment choisie en fonction de la distance séparant le projecteur du bord de la chaussée à éclairer.

Quant au second angle 52, il est compris entre 83° et 88°, et il est de préférence de l'ordre de 85°. L'éclairage qui en résulte est donc du type rasant par rapport à la chaussée.

L'utilisation de ces valeurs d'angles pour le faisceau lumineux permet d'éclairer la chaussée sur une largeur D comprise entre 5,5 et 12 fois la hauteur h des projecteurs, soit entre 5 et 11 mètres environ. A partir d'une implantation unilatérale des projecteurs, une telle largeur permet ainsi d'assurer un éclairage d'une route ayant jusqu'à trois voies de circulation. En outre, limiter la valeur du second angle 52 du faisceau lumineux à 88° environ permet de réduire d'une part l'intrusion de la lumière dans l'habitacle des véhicules circulant sur cette route, et d'autre part l'éblouissement dans l'axe du regard du conducteur. Ceci est également rendu possible par le fait que les projecteurs se situent à une hauteur verticale h de moins de 1 mètre, hauteur inférieure au haut des portières de la majorité des véhicules.

Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, chaque faisceau lumineux issu des projecteurs 14a à 14d est symétrique par rapport à un plan vertical de symétrie P du foyer lumineux. Dans ce cas, le plan vertical de symétrie P du foyer lumineux est de préférence sensiblement perpendiculaire à la voie de circulation.

Cette caractéristique illustrée sur la figure 1 permet d'obtenir une distribution lumineuse en nappe qui est symétrique par rapport au plan P perpendiculaire à la route. Ce type d'éclairage symétrique est ainsi parfaitement adapté à des routes à double sens de circulation.

Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, les projecteurs 14a à 14d sont espacés d'un intervalle d régulier qui est compris entre 8 et 15 mètres environ. Un tel espacement d permet d'obtenir un éclairage uniforme et continu de la chaussée, notamment pour une voie de circulation à double sens.

Selon encore une autre caractéristique avantageuse de l'invention, des dispositifs réfléchissants verticaux 15a à 15d peuvent être placés du côté de la voie de circulation opposée à celui des projecteurs 14a à 14d et en regard de ces derniers (figure 1). Bien entendu, cette caractéristique ne s'applique que lorsqu'il s'agit d'une implantation unilatérale des projecteurs. Ces dispositifs

réfléchissants permettent alors d'assurer un balisage actif de la route de façon continue qui peut être particulièrement utile au conducteur.

Sur l'exemple des figures 1 et 2, les projecteurs 14a à 14d du dispositif d'éclairage sont disposés d'un seul côté de la route. Alternativement, comme illustré sur la figure 3, les projecteurs peuvent être disposés de part et d'autre de la route.

Dans ce type d'implantations, des projecteurs 14e à 14h sont disposés de l'autre côté de la route, et de préférence en vis-à-vis des projecteurs 14a à 14d situés du côté opposé (c'est-à-dire qu'ils sont disposés dans le même plan P perpendiculaire à la voie de circulation).

Ce type d'implantation en vis-à-vis permet ainsi d'éclairer une route ayant une largeur de 22 mètres, ce qui correspond par exemple à une route à 2 fois 3 voies de circulation séparées par un terre-plein central. En liaison avec la figure 2, on décrira maintenant un projecteur du dispositif d'éclairage selon l'invention.

Le projecteur 14a est muni d'un réflecteur 18 d'état de surface spéculaire et de forme complexe cylindrique dont la section résulte d'un calcul de détermination de répartition précise du faisceau lumineux. Ce réflecteur présente une courbure variable obtenue par exemple par une machine à roulage à commande numérique.

Le projecteur 14a comporte également au moins une source lumineuse 20 placée sensiblement au foyer de la courbe génératrice du réflecteur 18. Cette source lumineuse est disposée de façon à ne pas faire obstacle au passage des rayons réfléchis par le réflecteur 18.

Par ailleurs, l'axe de la source lumineuse 20 est sensiblement perpendiculaire à Ia direction des génératrices de la partie cylindrique formant le réflecteur 18. Il est également possible d'envisager un montage avec plusieurs sources lumineuses ayant une même disposition dans le réflecteur 18.

La source lumineuse 20 est de préférence une lampe de type à iodures métalliques ayant une faible puissance, par exemple de l'ordre de 35 W environ. Bien entendu, d'autres types de lampe peuvent également être utilisés. Le projecteur 14a comporte en outre une vasque transparente

22 de fermeture assurant l'étanchéité de la partie optique du projecteur.

La forme d'une telle vasque est calculée de sorte que les éventuels reflets de la source lumineuse et les rayons réfléchis par le réflecteur 18 soient masqués à la vue des conducteurs de véhicules empruntant la voie de circulation éclairée par le projecteur. La vasque de fermeture 22 a également comme fonction de protéger la source lumineuse contre les intempéries et les projections diverses. Elle doit aussi éviter de dénaturer la distribution des intensités lumineuses émises par le réflecteur.

Des essais d'éclairage d'une route ont été réalisés avec le dispositif d'éclairage selon l'invention et avec un dispositif classique d'éclairage. Le tableau ci-dessous regroupe les résultats obtenus et les compare avec les recommandations relatives à l'éclairage des voies publiques émanant de l'Association Française de l'Eclairage (AFE) en conformité avec les normes européennes d'éclairage éditées par l'AFNOR (Association Française de Normalisation).

Les essais ont été réalisés sur une route ayant une largeur de 7 mètres environ par un éclairage unilatéral. Les projecteurs du dispositif classique étaient situés à une hauteur de 8 m avec un espacement de 28 m environ, tandis que ceux du dispositif selon l'invention étaient disposés à une hauteur de 0,9 m et présentaient un espacement de l'ordre de 10 m.

La source lumineuse équipant les projecteurs du dispositif classique d'éclairage présentait une puissance de l'ordre de 150 W, contre une puissance de l'ordre de 35 W pour la source lumineuse des projecteurs du dispositif selon l'invention.

On constate d'une part que la luminance moyenne (qui correspond à la perception visuelle de l'intensité de l'éclat du flux lumineux réfléchi par la chaussée) est conforme aux recommandations de l'AFE et est sensiblement la même que celle du dispositif d'éclairage classique. D'autre part, l'uniformité générale (qui correspond à la luminance minimale sur la luminance moyenne) et l'uniformité longitudinale (qui correspond au minimum du rapport de la luminance minimale sur la luminance maximale de chaque axe de voie dans le sens de circulation) sont également conformes aux recommandations de l'AFE et sont sensiblement identiques aux uniformités du dispositif d'éclairage classique.

Le taux d'éblouissement d'incapacité est caractéristique pour partie de la gêne ressentie par le conducteur du véhicule circulant sur la route éclairée par ces dispositifs et reflète surtout son éventuelle incapacité à détecter les obstacles potentiels. Plus ce taux est élevé, plus l'éblouissement du conducteur est important et la visibilité faible. Les calculs faits dans ces essais indiquent que le taux d'éblouissement est beaucoup moins important pour un conducteur circulant sur une route éclairée par le dispositif selon l'invention que pour un conducteur circulant sur une route éclairée par un dispositif classique.

De plus, la consommation moyenne du dispositif d'éclairage selon l'invention est inférieure à celle du dispositif d'éclairage classique. Il en résulte un gain de 50% en consommation énergétique. Le dispositif et le procédé d'éclairage selon l'invention présentent donc de nombreux avantages par rapport à un dispositif

classique. Ils permettent notamment de limiter nettement l'éblouissement des conducteurs circulant sur la route et de réduire la lumière parasite dans l'habitacle. La distribution lumineuse en nappe symétrique par rapport à un plan perpendiculaire à la route ne crée aucune gêne ni confusion dans le rétroviseur des véhicules.

On notera également que le dispositif et le procédé selon l'invention ont pour but d'éclairer volontairement la chaussée (et non les véhicules qui s'y trouvent) par un éclairage de type rasant. La visibilité du conducteur est améliorée par le fait que l'éclairage soit rasant. En effet, l'incidence rasante des rayons lumineux sur la chaussée souligne par effet relief les obstacles potentiels sur la route et les irrégularités de la chaussée. Il favorise notamment la visibilité d'objets sombres par contraste négatif (ces objets apparaissent généralement sombres sur un fond clair). Grâce à une luminance importante, le contraste négatif des obstacles et irrégularités reste élevé, ce qui favorise la détection des objets. En outre, l'incidence rasante de l'éclairage favorise aussi la vision des obstacles clairs qui peuvent donc apparaître en contraste positif.

Enfin, la suppression des mâts supportant les projecteurs et une consommation réduite de ces derniers permet de diminuer les coûts par rapport à un dispositif classique. La facilité d'intervention et une maintenance aisée des projecteurs contribuent également à limiter les coûts relatifs à ces opérations. Les nuisances lumineuses produites par un tel dispositif d'éclairage sont par ailleurs très limitées.