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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.