Brevet FR2372381A1 — publié le 19780623

La présente invention concerne en premier lieu des appareils de luminaire pour installation au plafond, soit en surface de celui-ci, lui étant suspendus, soit en retrait. Elle concerne aussi les appareils qui émettent un flux lumineux vers le haut afin de diffuser la lumière par une surface superposde. Pour obtenir un rendement d'éclairage optimal et un aspect soigné esthétique ou architectural, on utilise le plus souvent des appareils d'éclairage installes dans ou sur le plafond, particulièrement lorsque l'aire ou surface à éclairer est de grande étendue. De telles aires comprennent les aires libres de bureaux, grands magasins, épiceries, salles de classe, depuis, corridors etc.Alors que les appareils, comprenant une ou plusieurs surfaces paraboliques de réflexion, sont utilisés afin de réfléchir ou orienter le rayonnement en vue d'obtenir une répartition efficace du flux lumineux, ce qui est illustré photométriquement par des aires en forme de demi-aile de chauve-souris ou d'aile complète de chauvesouris, définies par des courbes photométriques représentant la répartition relative de l'intensité lumineuse, par exemple en bougies, leur rendement maximal n'est pas réalisé en raison des réflexions voilantes, ou d'éblouissement indirect, et de l'éblouissement direct gênant, apparaissant surtout quand'la source lumineuse comporte une enveloppe ou ampoule de diffusion entourant un emetteur de lumière ( & savoir, des lampes & revAte- ment phosphoré telles que, a titre d'exemples non limitatifs, 9 vapeur de mercure, fluorescentes ou b halogénure métallique). Les réflexions voilantes sont des réflexions d'une source lumineuse sur l1objet d'une tâche ou travail observé (par exemple une page imprimée), qui provoquent une réduction du contraste de luminosité (par exemple entre les caractères et leur fond). Puisque la ligne de visée normale d'un employé qui exécute une tAche visuelle de bureau est dirigé vers le bas selon une ligne inclinée d'environ 250 de son côté par rapport å une ligne perpendiculaire au plan de travail, une source lumineuse, qui se trouve sensiblement sur une ligne å 250 en arrière de la ligne perpendiculaire au plan de travail, sera réfléchie par l'objet vers les yeux de cet employé.La partie noire de l'objet de la tache (tela les caractères d'un texte 4imprimé) est rapprochée de la brillance de la partie blanche (tel le papier) ce dont résulte une adduction du contraste de luminosité, réduisant la visibilité. Les réflexions agissent donc comme un voile placé sur l'objet de travail, de la l'expression "réflexions voilantes'f. Ce défaut dérive surtout d'une répartition incorrecte du flux lumineux dans la zone superficielle de travail, c'est-a-dire une zone d'environ O a 250 au-dessus du nadir, ou verticale descendante. Cette zone est la zone normale de vision d'un employé de bureau assis en position de travail. Bien que des appareils plafonniers connus utilisent un ou plusieurs réflecteurs paraboliques pour obtenir une répartition plus efficace de l'intensité, par exemple mesurée en bougies, et la minimisation des réflexions voilantes, certaines réflexions voilantes se manifestent quand momie d'un objet dans la zone de O b 25 quand la source lumineuse possède une enveloppe diffusant la lumière. L'étude du problème a révélé que les réflexions voilantes et l'éblouissement direct (aux angles normaux d'observation de 45 a 900 du nadir) dérivent ou d'un emplacement incorrect des réflecteurs paraboliques, ou de la surface par rapport å la source lumineuse, ou bien du fait que la source lumineuse est équipée d'ampoules, ou enveloppes, diffusant la lumière selon un rayonnement allant d'une zone quasi tangentielle, ou rasante, sur toutes les surfaces d'ampoule diffusante de la source lumineuse.Par conséquent, on obtiendra une amélioration significative avec les réflecteurs paraboliques des plafonniers d'éclairage si ces réflecteurs paraboliques peuvent outre disposés avec d'autres moyens, de manière b éliminer les effets de rayonnements quasi tangentiels dans la zone d'environ 45 a 900 et d'environ O b 250 au-dessus du nadir. Des considérations comparables s'appliquent a l'installation d'un appareil indirect, éclairant le plafond a partir d'une position inférieure au niveau de l'oeil d'une personne debout, ou b partir d'une position plus haute, le cas échéant , afin que la brillance de plafond, situé directement au-dessus de l'appareil, laquelle autrement pourrait Outre excessive, soit améliorée par le contrtle apporte par la présente conception nouvelle. (Les références ici a "au-dessus du nadir" doivent s'entendre conne "au-dessous du zénith quand on se réfère b l'appareil en position inversée). L'invention a donc pour objet un nouvel appareil d'éclairage perfectlonnd, d'aspect architectural agréable et qui assure un éclairage contrôlé des aires de travail avec un minimum d'éblouissement direct gantant. Ce nouvel appareil peut Outre installé, dans ou sous le plafond, éliminant essentiellement des réflexions voilantes'dans la zone d'environ 0 X 250 au-dessus du nadir. Cet appareil utilise une source lumineuse ayant une ampoule ou enveloppe diffusant la lumière, telle une lampe a vapeur de mercure à revêtement phosphorescent, une lampe revêtue d'halogénure métallique, une lampe fluorescente ou une lampe à incandescence dépolie, de manière à fournir une répartition maximale d'intensité dans une zone de 25 å environ 450 au-dessus du nadir, mais avec un minium de réflexions voilantes. L'appareil peut Outre dans une position permettant de diriger le flux lumineux vers le haut avec distribution contrôlée. Par ailleurs, cet appareil présente des perfectionnements de forme, construction, disposition et matériaux constitutifs par lesquels on réalise effectivement les caractéristiques énumérées > ainsi que d'autres. A titre d'exemple, on réalise les objets de l'invention par l'emploi d'au moins une paire de réflecteurs paraboliques ou d'un seul réflecteur au surface parabolique-de révolution, placés en orientations déterminées autour d'une source lumineuse ayant une surface d'ampoule ou enveloppe diffusant la lumière, en combinaison avec des surfaces d'absorbtion de lumière, également en orientations déterminées par rapport à la source alumineuse, a l'ampoule et aux réflecteurs paraboliques. Le ou les réflecteurs paraboliques sont orientés par rapport a la source lumineuse de sorte que leurs foyers coEncident sensiblement, et que l'émetteur de lumière, å l'intérieur de l'ampoule diffusante, est superposé a ces foyers.Les réflecteurs sont également placés de manière que les rayonnai ments qu'ils réfléchissent assurent un maximum d'intensité, en bougies, dans des zones d'environ 25 450 au-dessus du nadir, ce qui réalise la configuration bien-connue en aile complète de chauve-souris, a l'analyse du flux lumineux de l'appareil par tracé photométrique. Les réflexions voilantes sont ainsi sensiblement éliminées dans la zone utile de travail. Les surfaces absorbant la lumière sont situées entre les réflecteurs de façon b absorber sensiblement toute la lumière rayonnée quasi tangentielle- ment de l'enveloppe, ou ampoule, source de lumière vers les réflecteurs dont le rayonnement réfléchi est compris dans une zone de 450 b environ 90b au-dessus du nadir, ce qui minimise l'éblouissement direct g8nant qui serait produit autrement. Les objets et avantages de -l'invention seront mieux compris 9 l'aide de la description qui va suivre d'exemples préférés de réalisation et des dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une courbe photométrique approximative montrant l'intensité relative sur un plan vertical placé en travers du flux lumineux d'un appareil d'éclairage selon l'invention; - la figure 2 est une vue de dessous, en perspective et en partie schématique,d'une réalisation d'appareil selon l'invention; - la figure 3 est une coupe de détail et en élévation latérale d'une partie de l'appareil de la figure 2; - la figure 4 est une représentation schématique du rayonnement émis et réfléchi par l'appareil de la figure 2; - la figure 5 est une vue en perspective d'une autre réalisation d'appareil selon l'invention;; - la figure 6 est une vue de bout de l'appareil de la figure 5; et - la figure 7 est une coupe verticale d'encore une réalise sation d'appareil de l'invention. 8e référant a la figure 1, l'aire située au-dessous de la courbe photométrique 11 (intensité en bougies relative) indique, par Sa forme en aile complète de chauve-souris2que les appareils selon l'invention assurent une répartition quasi idéale du flux lumineux d'une source de lumière 12 installée au plafond. L'intensité maximale en bougies est constatée dans une zone d'environ 25 b 450 au-tessus du nadir, a droite aussi bien qu'a gauche du nadir, sous-tendant l'angle A.De préférence, l'intensité maximale en bougies est comprise entre les zonez de 35 à 450, les émissions et réflexions étant interceptées h 45 . En outre, il arrive souvent qu'une personne soit placée de manière que la source lumineuse 12 se trouve en avant et au-dessus de ses yeux, comme représenté schématiquement en 13. Ce diagramme définit une zone B d'environ O 250 du nadir, laquelle,dans la majorité des applications du genre pupitre de travail, englobe l'aire de la tache ou objet de travail sur une surface horizontale 14.L'appareil selon l'invention répartit ainsi le rayonnement lumineux avec un rendement maximal pour l'entière aire a éclairer (la surface de travail aussi bien que le fond); comme on le verra plus clairement dans la suite, les appareils selon l'invention réduisent notamment les réflexions voilantes dans la zone de travail. Dans la vue de dessous de la figure 2, l'appareil 15 do l'invention comprend un bottier ou bati 16 dont le bord inférieur 17 peut coïncider avec le plan du plafond. Cet appareil est ainsi. en retrait, ce qui est souvent satisfaisant du point de vue esthétique architecturale. Le cas echeant, cet appareil peut aussi filtre installé sur la surface de plafond ou lui outre suspendu. Dans le bSti 16 au moins deux réflecteurs paraboliques 18 et 19 sont placés en opposition, et de préférence un second couple dc réflecteurs- paraboliques 21 et 22, en opposition, est installé auprés de la première paire de réflecteurs de façon a former une coquille autour de la source lumineuse 23. Une ouverture 24 de ventilation peut être ménagée au-dessus des réflecteurs, si la source lumineuse est du type émettant beaucoup de chaleur.Cette ouverture pourra de plus servir au passage de lumière émise. vers le haut ai l'installation est telle que repr8sentée, ou vers le bas si l'appareil est inversé. Entre les réflecteurs paraboliques (ou la surface parabolique, si tel est le cas) et au-dessous de la source lumineuse 23, sont placées des surfaces 25 absorbant la lumière. Ces surfaces 25 absorbant la lumière, telles que representees, sont en forme de plans allongés assemblés par des entretoises 26 et suspendus depuis les parties superieures des réflecteurs paraboliques par des tringles 27. Ces surfaces pouvant cependant avoir des formes géométriques différentes sont constituées en matière appropriée quelconque, absorbant la lumière, par exemple b l'aide d'une peinture noire mate sur une surface métallique ou analogue. Un rapport significatif de dimensions est maintenu entre les réflecteurs paraboliques, les surfaces absorbant la lumière et la source lumineuse 23. Ce rapport sera mieux compris a l'aide de la figure 4. On voit, sur cette figure 4, la source lumineuse 23 vue en bout, placée entre les réflecteurs paraboliques représentés en coupe, par exemple des réflecteurs 21 et 22. Ces réflecteurs paraboliques 21, 22 (ou un reflecteur à surface parabolique de révolution) sont situés de sorte que leurs foyers coïncident essentiellement au centre de la source lumineuse 12. Par ailleurs, les axes de ces réflecteurs sont placés de manière que les rayonnements réfléchis se croisent et assurent une reparti- tion maximale d'intensité en bougies dans une zone d'environ 25 b 450 au-dessus du nadir, de préférence de 35 a 45, et des deux côtés du nadir afin de réaliser une courbe photométrique bien connue on aile complote de chauve-souris. Bien que la surface totale réfléchissante puisse être parabolique, on préfère substituer des parties 28 et 29 de surfaces gêné- rabs réfléchissantes aux parties supérieures des réflecteurs paraboliques, de façon que des émissions lumineuses, relevés d'environ 1350. au-dessus du nadir,. soient réfléchies vers le bas, comme indiqué par les rayons 32, plutôt que ramenées vers l'intérieur de la source lumineuse. On remarquera donc que les émissions et réflexions à partir de la source lumineuse 23 sont de plusieurs variétés. La premiere de celles-ci comprend les réflexions parallèles 34 de chacun des réflecteurs paraboliques 21 et 22, qui sont croisées et dirigées de manière à fournir une répartition d'intensité en bougies, en forme d'aile complète de chauvesouris, représentée photométriquement sur la figure 1. La seconde variété est constituée par les réflexions 32 vers le bas, provenant des surfaces réfléchissantes générales 28 et 29. La troisième variété englobe les rayons lumineux 35 émis depuis l'ampoule 33 diffusant la lumière directement et quasi tangentiellement.Les émissions tangentielles provenant de la moitié supérieure de la lampe sont réfléchies selon les rayons 36 et par conséquent ne causent aucun éblouissement direct, étant vues sous un angle normal drobservation. Les surfaces absorbant la lumière 25 sont placées de manière à couper effectivement les émissions tangentielles de lumière dans la zone comprise entre environ 450 et 1200 au-dessus du nadir. Dans le cas où ces émissions lumineuses auraient pu atteindre le rdflecteur, elles auraient été réfléchies hors de l'appareil dans la zone allant de 450 au-dessus du nadir a 900 au-dessus du nadir, en causant un éblouissement direct genant. De préférence, les surfaces absorbantes 25 sont planes et placées dans des inclinaisons autres que tangentielles sur l'ampoule ou enveloppe diffusante 33, par exemple sous des angles radiaux par rapport au centre de la source lumineuse ou émetteur 12.Les surfaces 25 absorbantes de lumière peuvent s'étendre tout autour de la moitié inférieure de l'ampoule 33, ou être séparées en plusieurs séries espacées, comme représenté. La source lumineuse 23 et son ampoule diffusante 33 peuvent avoir une forme géométrique appropriée quelconque, bien que la forme soit généralement sphérique, globulaire ou tubulaire, par exemple. Comme lampes appropriées on peut mentionner celles à vapeur de mercure & revOte- ment phosphorescent ou revêtues d'halogénure métallique fluorescent ou encore dépolies à incandescence. Dans une autre réalisation ae l'invention (figures 5 et 6), la source lumineuse peut être un tube allongé, tel le tube fluorescent 37. Une seule paire de réflecteurs paraboliques 38 et 39 allongéa suffit généralement dans cette realisation, de préférence en combinaison avec deux réflecteurs généraux 41 et 42 correspondaot, quant à leur position, aux réflecteurs 28 et 29 de la figure 4. La position des surfaces réflechissantes, par rapport au tube fluorescent 37 et à sa surface 43, est essentiellement celle décrite plus haut à propos de la première réalisation de l'invention, représentée sur les figures 1 à 4. Des surfaces 44 absorbant la lumière s'étendent longitudinalement du tube 37 et sont placées de manière à intercepter des rayons lumineux tangentiels provenant de la surface 43 qui autrement seraient réfléchis dans la zone de 450 à 900 au-dessus du nadir, essentiellement comme décrit à propos de la réalisation des figures I a 4. Etant donné, cependant, que la forme allongée du tube 37 causerait un éblouissement direct des yeux d'un observateur par la lumière émise sous des angles élevés, des absorbeurs de lumière 45 sont agencés transversalement aux absorbeurs 44, de sorte que le tube 37 ne peut etre vu directement de ltune ou de l'autre de leurs extrémités, aux angles normaux d'observation. Par conséquent, le dispositif des figures S et 6 fournit aussi un éclairage produisant un minimum de réflexions voilantes et d'éblouissement direct depuis sensiblement tout angle normal d'observation. En variante de la ou des paires de réflecteurs paraboliques des figures 2, 4, 5 et 6, le dispositif réflecteur peut Entre constitué par une seule surface parabolique de révolution, telle que représentée en 50 sur la figure 7, ce réflecteur étant circulaire en plan ou coupe horizontale et étant modifié afin d'inclure une aire réfléchissante générale z son sommet, comparable aux aires 28, 29, 41 et 42. La source lumineuse 52 se trouve au foyer du réflecteur parabolique et son axe est disposé verticalement. Des absorbeurs de lumière 53 sont installés aurpès de la partie inférieure de la source lumineuse, étant placés de manière å intercepter tangentiellement les émissions lumineuses de l'ampoule de la source 52, comme représenté sur les figures 4 et 6. La répartition de la lumière présente alors la forme en aile complete de chauve-souris, dans tout plan vertical placé en travers de la source lumi neuse la configuration entière ayant la forme d'une aile conique de chauvesouris, avec les avantages, quant à l'éclairage, exposes plus haut, Bien que l'invention ait été illustrée et décrite dans des réalisations préférées et commodes, il est clair que de nombreuses modifications et variantes peuvent leur être apportées, sans pour cela sortir de son cadre, REVENDICATIONS 1. Appareil de laminaire, caractérisé en ce qu'il comprend, en combinaison, une source lumineuse dans une ampoule ou enveloppe, des surfaces paraboliques réfléchissantes disposées sur au moins deux cOtés opposés de cette source lumineuse, de sorte que leurs foyers coïncident sensiblement, cette source lumineuse étant approximativement superposée à ces foyers et des parties desdites surfaces-réfléchissantes étant situées, de sorte que les rayons réfléchis par celles-ci se croisent et assurent un maximum d'intensité lumineuse dans les zones délimitées d'environ 25 à 450 sur la verticale descendante et des surfaces absorbant la lumière, placées antre lesdites surfaces réfléchissantes auprès de ladite ampoule et généralement en position radiale par rapport à la source alumineuse, de manière à intercepter sensiblement toute la lumière émise quasi tangentiellement de ladite ampoule et qui autrement serait réfléchie dans des zones d'environ 45 à 90" au-dessus de la verticale descendante, de sorte que les réflexions voilantes sont essentiellement éliminées dans les zones d'environ O à 250 audessus de ladite verticale et que l'éblouissement direct est élimIné dans les zones d'environ 45" au-dessus de cette verticale. 2. Appareil selon la revendication -1, dans lequel les surfaces réfléchissantes sont constituées par une première paire de rdflec- teurs paraboliques et une seconde paire de réflecteurs paraboliques placée- auprès de la première de manière à entourer la source lumineuse. 3. Appareil selon la revendication 1, dans lequel les surfaces réfldchisssnteo sont constituées par des parties d'une surface parabolique de révolution. 4. Appareil selon la revendication 1, dans lequel la source lumineuse est une lampe allongée et les surfaces absorbant la lumière sont des plans allongés placés sensiblement en position radiale par rapport à l'axe longitudinal de la lampe. 5. Appareil selon la revendication 4 comprenant également des plans absorbant la lumière, disposés transve.rsalement par rapport à la lampe, de manière & couper les émissions directes de celle-ci dans des zones d'environ 45 A 900 au-dessus de la verticale descendante. 6. Appareil de luminaire, caractérisé en ce qu'il comporte, en combinaison, une source lumineuse dans une ampoule ou ouveloppe, une surface réfléchissante en forme de parabolotde de révolution disposée autour de la source lumineuse, celle-ci étant placée approximativement au foyer du paraboloide et des parties de surface réfléchissante placées de manière que des rayons réflechis par celles-ci se croisent et assurent un maximum d'intensité lumineuse dans les zones d'environ 25 à 45" au-dessus de la verticale descendante, des surfaces absorbant la lumière placées entre la surface réfléchissante auprès de l'ampoule et generalement en position radiale par rapport à la source alumineuse, de maniere à intercepter sensiblement toute la lumière émise quasi tangentiellement par l'ampoule qui autrement serait réfléchie dans des zones d'environ 45 å 90" au-dessus de la verticale descendante, de sorte que les réflexions voilantes sont essentiellement éliminées dans les zones d'environ O à 250 au-dessus de cette verticale et que l'éblouissement direct est éliminé dans les zones au-dessus d'environ 450 au-dessus de cette verticale.