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L’ÉCLAIRAGE LED SUR LES VÉHICULES : PLUS BEAU, PLUS SÛR ET PLUS ÉCOLOGIQUE (MAI 2011)

On ne soulignera jamais assez l’importance que revêtent les feux avant des voitures, des camions et des autobus pour tous les usagers de la route. Depuis de nombreuses années, tous ces véhicules sont équipés de blocs optiques avant ronds ou rectangulaires, de facture classique.

Mais de nouvelles perspectives s’ouvrent désormais avec l’arrivée des diodes électroluminescentes ou LED (Light Emitting Diodes) pour équiper les phares antérieurs.

Les LED ont trouvé leurs premières applications comme (troisième) feu stop ainsi que pour équiper les clignotants; depuis peu, on les voit de plus en plus souvent servir comme feux de jour et à l’avenir, elles seront toujours plus nombreuses à assurer l’éclairage intégral des véhicules.

Les voitures les plus onéreuses montrent la voie à suivre en s’équipant de feux LED tant à l’avant qu’à l’arrière. Mais aujourd’hui déjà, 80% des automobiles neuves vendues sont équipées d’un feu stop LED central. Sur 15% des nouvelles voitures, tous les feux stop sont même remplacés par la technologie LED et l’on s’attend à ce que les ampoules à incandescence classiques disparaissent totalement d’ici 5 à 10 ans, que ce soit pour l’éclairage de l’habitacle ou pour les blocs optiques extérieurs.

A l’avant des véhicules, la technologie LED ne s’est pour l’instant pas encore vraiment imposée : seuls 0,5% des nouvelles voitures commercialisées en Belgique en sont équipées. Ce chiffre très faible est surtout imputable à la nécessité de disposer simultanément d’une intensité lumineuse élevée, d’un faisceau de lumière précis et d’une répartition équilibrée de l’éclairage entre les feux antérieurs vis-à-vis du trafic arrivant en sens inverse.

Les solutions permettant de combiner ces trois exigences existent déjà mais sont encore fort coûteuses. Il n’en demeure pas moins que la technologie représente une percée significative en matière de sécurité et d’environnement.

Protection des piétons

La réglementation européenne relative à la protection des usagers faibles a entraîné la mise au point de faces antérieures mieux configurées. Plus volumineux, les pare-chocs absorbent en effet l’énergie en cas de collision éventuelle, du moins si aucun obstacle mécanique ou structurel ne vient s’interposer. A cet égard, la technologie LED apporte une contribution remarquable à la sécurité car elle rend désormais superflus les réflecteurs et les structures d’alignement rigides des blocs optiques. L’éclairage LED peut ainsi contribuer significativement à la concrétisation de ce qu’il est convenu d’appeler le “soft nose”, c’est-à-dire une face avant résiliente.

Nouvelles fonctions

L’éclairage LED est généralement constitué d’une multitude de sources lumineuses disposées en groupe : au lieu d’une seule source équipée d’un réflecteur, plus de 100 LED distinctes sont dispersées sur l’avant du véhicule. Diverses fonctions comme les indicateurs de direction, les feux de jour, les feux antibrouillard et les feux de position sont constituées d’un ensemble d’éléments LED discrets. Autrement dit, chaque élément LED peut être commandé individuellement en fonction des besoins ou de la fonction activée. Le cadre légal autorise une liberté relativement grande pour y incorporer en souplesse de nouvelles fonctions.

Interaction avec les capteurs

Une source lumineuse fractionnée, composée de 100 à 200 éléments lumineux, peut être commandée de la même manière qu’un écran d’affichage et autorise la création de motifs lumineux très différents. Par ailleurs, l’intensité lumineuse peut être modulée à la manière de celle d’un écran de télévision. Les véhicules les plus avancés qui existent actuellement sur le marché disposent d’un système d’éclairage connecté au bus de données central. Les systèmes lumineux dits “adaptatifs” utilisent cette connexion pour “illuminer” littéralement les piétons grâce à un dispositif de détection par capteurs infrarouges. La visibilité optimale que le système garantit au conducteur sans pour autant éblouir les usagers venant en sens inverse, conjuguée à l’assistance des caméras infrarouges, apporte une contribution essentielle à la sécurité routière. Le prix de revient encore élevé de cette technologie sera revu à la baisse à mesure qu’elle sera utilisée à plus grande échelle.

Consommation énergétique et CO2

Les nouvelles techniques d’éclairage apportent également leur contribution à la réduction de la consommation énergétique et des rejets de CO2 des voitures diesel ou à essence classiques. Mais c’est surtout sur les modèles électriques et hybrides que ces technologies représentent un avantage supplémentaire, car une fraction plus importante de l’électricité produite peut être mobilisée pour la chaîne cinématique. Les ampoules halogènes requièrent en effet une puissance de 55 watts tandis que les sources LED se satisfont d’un quart. A première vue, cela ne semble pas représenter beaucoup dans la consommation énergétique totale de la voiture, mais les petits ruisseaux font les grandes rivières et permettent en substance de réduire la consommation d’énergie et la production de CO2 de l’ensemble du parc automobile. Par ailleurs, étant donné la capacité énergétique encore relativement limitée des batteries, les LED représentent un développement non dénué d’intérêt.

Conclusion

Grâce à la technologie LED, l’obligation européenne de rouler avec des feux de jour allumés en permanence a vu son application considérablement accélérée. Depuis février 2011, toutes les nouvelles voitures particulières homologuées doivent être équipées de feux de jour; un an plus tard, cette obligation s’imposera également pour toutes les nouvelles immatriculations. Etant donné que cet éclairage complémentaire est en majeure partie utilisé durant la journée, la préférence est donnée à un type d’éclairage peu gourmand en énergie. La technologie LED souligne ainsi toute l’importance qu’elle revêt dans le cadre de la réduction des rejets de CO2 mais aussi de la sécurité routière. D’autant qu’une fois n’est pas coutume, cette technologie n’est pas désagréable à regarder : les délicats effets “mascara” ou en sourcil que l’éclairage LED permet ont en effet tout pour attirer les regards... .

Comment fonctionnent les LED ?

Une LED est une diode électroluminescente (Light Emitting Diode) qui se compose de deux éléments en matériau semi-conducteur (silicium) qui produisent de la lumière quand un courant les traverse. Une masse considérable de photons lumineux est émise même si le courant de production est relativement faible. Les LED sont donc peu gourmandes en énergie; de plus, elles sont tellement petites que l’on parle d’une source lumineuse ponctuelle. La lumière diffusée est en fait concentrée ou focalisée par une lentille qui fait partie de la LED elle-même : il n’est donc plus nécessaire de disposer de réflecteurs et d’armatures.

Longévité et stabilité

D’un point de vue mécanique, la LED est très robuste et supporte nettement mieux les chocs et les vibrations que les sources lumineuses dotées d’un filament incandescent. Leur longévité s’en trouve donc considérablement allongée et atteint aisément 20.000 heures de fonctionnement. Pour certaines applications critiques, leur intensité semble toutefois s’atténuer quelque peu après 10.000 heures. Pour l’instant, les efforts des fabricants se concentrent principalement sur l’accroissement du rendement lumineux et l’amélioration de l’évacuation de la chaleur.

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