Brevet FR2310528A1 — publié le 19761203

La présente invention est relative à un appareil destiné à l'éclairage d'une chaussée située dans une zone d' adaptation à l'entrée d'un tunnel ou dans le corps d'un tunnel. Gn sait qu'il est nécessaire d'éclairer artificiellement un tunnel afin que le trafic automobile puisse le traverser de façon suffisamment dense et dans des conditions de vitesse, de sécurité et de confort analogues à celles existant en dehors du tunnel, sur les voies d'accès. Quand le tunnel est long, comme du point de vue économique, il n'est pas possible de l'éclairer artificiellement, pendant la journée, sur toute sa longueur, à un niveau d'éclairement égal à celui existant naturellement sur les voies d'accès,et il est nécessaire d'assurer un passage progressif entre l'éclairage extérieur et l'éclairage du corps du tunnel où le niveau d'éclairement est beaucoup plus bas. Ce passage progressif se fait en prévoyant avant le corps du tunnel diverses zones de transition ou d'adaptation, dont la longueur de chacune dépend de la vitesse de circulation, le nombre de ces zones et leurs niveaux d'éclairement dépendant du niveau d'éclairement sur les voies d'accès et du niveau d'éclairement à obtenir dans le corps du tunnel.Dans les zones de transition proches de l'entrée d'un tunnel long il est alors nécessaire de pouvoir réaliser des niveaux d'éclairement adaptés à 1' éclairage extérieur sur les voies d'accès où en plein jour le niveau de luminance est variable et dépend des conditions météorologiques variables selon que le temps est clair, couvert, nuageux, ensoleillé ; aussi dans la zone d'adaptation avant l'entrée d'un tunnel long, peut-on être amené à réaliser des niveaux d'éclairement allant de 100 lux correspondant à la nuit, jusqu'à plus de G000 lux correspondant à un temps ensoleillé, en passant par trois ou quatre niveaux intermédiaires. Quand un tunnel court demande un éclairage de jour, on y établit pratiquement un éclairage semblable à celui que l'on réalise dans une zone de transition d'un tunnel long, c1est-à-dire qu'on réalise aussi divers niveaux d'éclairement allant d'environ 100 lux jusqu'à plusieurs milliers de lux. En vue de diminuer les frais d'installation et d' entretien pour obtenir ces niveaux d'éclairement élevés il est prévu d'utiliser un petit nombre de sources lumineuses puissantes à grand rendement et à faible encombrement comme les sources à vapeur de sodium à haute pression ou à vapeur de mercure et à halogénures métalliques ; ces sources sont disposées, de distance en distance, suivant des lignes parallèles à l'axe du tunnel. Cette disposition périodique des sources réduit dans le champ de vision d'un automobiliste traversant le tunnel un changement périodique de luminance qui peut donner un phénomène de papillotement désagréable et devenant dangereux s'il atteint des fréquences comprises entre 2,5 cycles par seconde et 15 cycles par seconde. Ce phénomène de papillotement est fonction de la vitesse de circulation et de la distance entre les sources lumineuses. Si les caractéristiques géométriques du tunnel, la puissance des sources lumineuses, les performances des appareils d'éclairage utilisés et le niveau d'éclairement à réaliser exigent dans une disposition en lignes continues, par exemple le placement des sources à des distances de 2,4 mètres l'une de l'autre, alors un observateur avançant à une vitesse de-72 km/h soit 20m/sec., voit apparaître les sources à une fréquence de 8,33 par seconde ; cette fréquence correspond à un papillotement qui constitue un inconvénient très grave ne pouvant être actuellement supprimé qu'en apportant des modifications majeures à tous les éléments mentionnés ci-dessus, tels que géométrie du tunnel, puissance des sources lumineuses, performance des appareils d'éclairage et niveau d'éclairement, ce qui est pratiquement impossible à réaliser. L'invention a pour objet un appareil d'éclairage permettantde réaliser,par placement en lignes,une installation d'éclairage d'une chaussée située dans une zone de transition à l'entrée d'un tunnel ou dans le corps d'un tunnel,qui ne produit aucun papillotement gênant pour un observateur se déplaçant à une vitesse donnée suivant l'axe de ladite chaussée. Suivant l'invention, l'appareil d'éclairage comprenant un réflecteur et au moins une source lumineuse allongée est caractérisé en ce que ledit réflecteur présente une section longitudinale médiane ayant la forme d'au moins une portion d'ellipse dont le plan qui la contient est parallèle à la direction de circulation et dont les foyers sont écartés l'un de 1' autre d'une distance inférieure à une distance critique donnant naissance au papillottement pour une vitesse donnée, de sorte que si à l'un des foyers seulement se trouve placée une source lumineuse réelle il se forme à l'autre foyer une source lumineuse virtuelle ou fictive qui empêche le papillottement. Suivant une forme de réalisation, chaque portion d'ellipse de la section longitudinale du réflecteur constitue la directrice d'une partie de surface cylindrique dont les génératrices sont transversales par rapport à la direction de circulation. Suivant une autre forme de réalisation, chaque portion d'ellipse de la section longitudinale médiane du réflecteur appartient à une partie d'un ellipsoïde de révolution qu'elle engendre par rotation autour de l'axe passant par les foyers. Une particularité du réflecteur selon l'invention est qu'il compDrte au moins deux parties successives qui se coupent pour que les portions d'ellipse des sections médianes aient un foyer commun où se situe une source lumineuse réelle commune à deux parties successives, de manière que par allumage ou extinction de l'une ou l'autre des sources lumineuses communes, il soit possible de modifier à volonté l'éclairement de la zone considérée de la chaussée tout en évitant le papillotement. L'invention sera décrite ci-après en se reportant aux dessins joints sur lesquels les figures 1, 2 et 3 sont des vues schématiques partielles, en perspective, de trois réflecteurs réalisés selon l'invention et donnés à titre illustratif seulement. Sur ces dessins qui ne comportent que le réflecteur et les sources lumineuses, ne sont montrés que les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention, les autres éléments d'un appareil d'éclairage ayant été volontairement omis. Sur la figure 1, on voit un réflecteur 2 constitué par une partie de surface cylindrique dont la section longitudinale médiane est une portion d'ellipse constituant la directrice 3 qui se trouve dans un plan vertical parallèle à la direction de circulation représentée par une flèche Z et dont les génératrices 4 sont dans des plans verticaux perpendiculaires à ladite direction. Cette directrice 3 est une ellipse possédant deux foyers 5 et 6. Une source lumineuse réelle 5a, de forme allongée ou tubulaire et constituée, par exemple, par une lampe à vapeur de mercure est placée seulement au foyer 5, à peu près Parallèlement aux génératrices 4 du réflecteur.De cette façon, tous les rayons lumineux émis par la source et compris dans l'angle A sont réfléchis par le réflecteur 2 et convergent au foyer 6 où ils forment ainsi une source lumineuse fictive ou virtuelle ; la distance entre la source réelle en 5 et la source fictive en 6 est inférieure à la distance critique qui provoquerait le papillotement pour une vitesse de circulation donnée quand les appareils d'éclairage sont placés en lignes dans une installation d'éclairage. Sur la figure 2 est montré un réflecteur 7 formé de deux parties de surfaces cylindriques successives 8,9 ayant une génératrice commune 7a : les deux directrices 10 et Il sont des portions d'ellipses qui ont un foyer commun 12 où est située une source lumineuse réelle 12a,de forme allongée, oas une aux deux parties de réflecteur 8 et 9 ; les deux directrices ont aussi chacune un second foyer, respectivement 13 et 14.Les rayons lumineux émis par la source 12a placée au foyer 12 et compris dans l'angle B sont réfléchis par la partie 8 du réfiec- teur et convergent au foyer 13 où ils constituent une preitère source lumineuse virtuelle ; de façon analogue les rayons entais par la source 12a placée en 12 et compris dans l'angle C scut réfléchis par la partie 9 du réflecteur et convergent au foyer 14 où ils constituent une seconde source lumineuse virtuelle. Les plans passant par l'axe de la source 12a et les foyers 13 et 14 font entre eux un angle variable selon le re- sultat photométrique recherché. Dans ce réflecteur aussi, la distance entre la source réelle commune 12a et chacune des deux sources fictives apparaissant aux foyers 13 et 14 est inférieure à la distance critique entre deux sources réelles successives de sorte que des appareils pourvus de réflecteurs de cette espère peuvent être utilisés dans une installation en lignes sans crat dry le papillotement pour une vitesse donnée. La figure 3 montre un réflecteur 15 formé de quatre parties successives de surfaces cylindriques successives les directrices respectives 16, 17, 18 et 19 des quatre parties sone elliptiques : les parties dont les directrices 16 et 17 se coupent ont un foyer colaaam 20 ; de même, les directrices 17 et 18 ont un foyer commun 21 et les directrices 18 et 19 ont un foyer commun 22. Les directrices 16 et 19 ont chacune un second foyer, respectivement 23 et 24. Ces foyers sont en dehors d'un plan passant par les génératrices extrêmes des première et dernière portions cylindriques. Un réflecteur constitué de cette façon permet de réaliser à volonté des niveaux d'éclairement différents. Si à chacun des foyers communs 20, 21 et 22 est placée une source lumineuse réelle, respectivement 20a, 21a et 22a, on obtient un éclairement maximum sans effet de papillotement parce que les sources réelles se trouvent écartées l'une de l'autre d'une distance inférieure à la distance critique provoquant le papillotement. Dans le cas où l'on veut obtenir un éclairement égal aux 2/3 du maximum, on place une source réelle seulement en deux des foyers 20, 21 et 22 alors qu'au troisième se forme une source fictive ; ainsi on peut avoir une source réelle en 20 et 21 ou en 21 et 22 ou en 22 et 20, la source fictive étant alors respectivement en 22, ou en 20, ou en 21. Si on veut réaliser un éclairement égal au 1/3 du maximum, la source réelle est placée au foyer 21. Dans ce cas, les rayons lumineux émis par la source 21 sont réfléchis par les parties de surfaces cylindriques dont les directrices sont 17 et 18 et convergent respectivement en 20 et en 22 où se forment deux sources virtuelles, ce qui donne l'illusion que le réflecteur possède les trois sources 20, 21 et 22 en fonctionnement de sorte que la distance entre source réelle et fictive est inférieure à la distance critique. Des appareils pourvus de ce réflecteur peuvent être placés en lignes continues sans qu'il se produise de papillotement pour une vitesse donnée. Sans sortir du cadre de l'invention il est possible de constituer un réflecteur par au moins une partie d'un ellip soide de révolution dont la section médiane longitudinale est une portion d'ellipse dont les deux foyers sont écartés l'un de l'autre d'une distance inférieure à la distance critique de papillotement pour une vitesse donnée et dans ce cas les appareils d'éclairage ayant un tel réflecteur s'utilisent dans une installation d'éclairage en lignes continues sans risque de papillotement pour une vitesse donnée. REVENDICATIONS 1.- Appareil d'éclairage permettant de réaliser, par placement en lignes continues une installation d'éclairage d'une chaussée située dans une zone de transition à l'entrée d'un tunnel long ou dans le corps d'un tunnel et comportant un réflecteur ayant au moins une source lumineuse réelle, caractérisé en ce que ledit réflecteur présente une section longitudinale médiane ayant la forme d'au moins une portion d'ellipse dont le plan qui la contient est parallèle à la direction de circulation et dont les deux foyers sont écartés l'un de l'autre d'une distance inférieure à une distance critique donnant naissance au papillotement pour une vitesse donnée,de sorte que si à l'un des foyers seulement se trouve placée une source lumineuse réelle, il se forme à l'autre foyer une source lumineuse virtuelle qui empêche le papillotement. 2.- Appareil d'éclairage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le réflecteur comprend deux parties successives dont les directrices respectives ont un foyer commun où se situe une source lumineuse réelle commune aux deux parties du réflecteur. 3.- Appareil d'éclairage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le réflecteur comprend plusieurs parties dont les directrices respectives des parties centrales ont un foyer commun avec la partie suivante, une source réelle placée en un foyer commun étant précédée d'une source réelle ou fictive placée en un foyer commun précédent ou suivant. 4.- Appareil d'éclairage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque portion d' ellipse de la section longitudinale médiane du réflecteur appartient à une partie de surface cylindrique dont elle constitue la directrice tandSsque les génératrices sont transversales par rapport à la direction de circulation. 5.- Appareil d'éclairage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque portion d'ellipse de la section longitudinale médiane du réflecteur appartient à une partie de surface en forme d'ellipsolde de révolution qu'elle engendre par rotation autour de l'axe passant par ses foyers.