Brevet FR2653253A1 — publié le 19910419

La présente invention a pour objet un dispositif de signalisation Lumineuse à contraste autorégulé. Elle s'applique à la signalisation routière dans un environnement lumineux. La signalisation routière lumineuse en mi lieu extérieur (par exemple, les feux tricolores) présente une grande difficulté : le rayonnement lumineux ambiant peut varier de façon notable et imprévisible d'un instant à L'autre alors que le niveau lumineux des dispositifs de signalisation lumineuse reste constant. En pleine lumière, ces dispositifs sont peu visibles ; le contraste entre la lumiére ambiante et La signalisation lumineuse est faible. Les variations du contraste en fonction de la variation de luminosité ambiante peuvent entraver la bonne Lecture de la signalisation et donc poser des problèmes de sécurité. Le but de la présente invention est de pallier cet inconvénient des dispositifs de signalisation à niveau Lumineux constant. Pour cela, L'invention préconise l'utilisation d'une nappe de fibres optiques fluorescentes, regroupées à une de Leurs extrémités pour délivrer le signal Lumineux. Dans L'invention, l'accroissement du niveau lumineux ambiant entrasse un accroissement du niveau lumineux du signal émis. Un autre objet de L'invention est de fournir un dispositif de signalisation routière n'ayant qu'une faible consommation énergétique ; dans certain cas, un dispositif conforme à L'invention est même complètement indépendant vis-à-vis de toute source d'énergie extérieure. De manière plus précise, L'invention comprend - au moins une nappe de fibres optiques fluorescentes excitables Latéralement, les fibres de cette nappe étant regroupées à une de leurs extrémités pour délivrer un signal, - un obturateur associé à chaque nappe de fibres optiques fluorescentes et apte à commander à volonté La délivrance du signal par les fibres de cette nappe. Les fibres optiques fluorescentes de la nappe présentent une partie dépourvue de gaine de protection ; elles sont ainsi excitées par la lumière ambiante. Elles remettent une lumière de fluorescence dont La couleur dépend des colorants dopant le coeur des fibres. L'intensite de La lumière de fluorescence est proportionnelle à L'intensité d'excitation, c'est-à-dire à celle du rayonnement lumineux ambiant. L'émission de fluorescence est d'autant plus lumineuse que cette dernière est plus élevée. Le rapport entre la luminosité du signal émis et celle du rayonnement ambiant est donc sensiblement constant : c'est pourquoi on parle de contraste autorégulé. Un certain pourcentage de la lumière de fluorescence émise isotropiquement est piégé par les fibres et se propage vers leurs extrémités. Une de ces extrémités est avantageusement munie d'un réflecteur ; toute la lumière piégée à l'intérieur d'une fibre est ainsi dirigez vers L'autre extrémité qui délivre L'émission lumineuse de signalisation. Cette dernière extrémité est regroupée pour éventuellement dessiner un signe tel qu'une flèche par exemple. Ce regroupement peut aussi former un simple indicateur de section sensiblement circulaire. Les fibres pouvant être dopées avec des colorants différents, L'émission lumineuse obtenue présente la couleur correspondante, voire une couleur complexe résultant du mélange des colorants. Selon un premier mode de réalisation du dispositif selon L'invention, chaque obturateur est disposé de manière à masquer L'extrémité émettrice du signal des fibres de la nappe à laquelle il est associé - Les fibres émettent donc de La lumière en permanence mais cette émission est masquée à volonté par la fermeture de L'obturateur et ne peut alors être observez. On obtient donc de cette façon une commande du signal lumineux qui est utilisée, par exemple, pour alterner les émissions dans chacune des couleurs rouge, orange et verte d'un feu de signalisation tricolore. Selon un second mode de réalisation du dispositif selon l'invention, chaque obturateur est disposé de manière à masquer à volonté la partie excitable des fibres de la nappe à laquelle il est associé. Dans ce cas, Lorsque L'obturateur est fermé, L'émission de lumière par les fibres optiques est interrompue. De manière avantageuse, L'obturateur est du type écran à cristal Liquide qui ne présente qu'une faible consommation électrique et dont La commande est simple ; fonctionnant sans aucun mouvement, sa durée de vie est éLevée. De manière avantageuse, une source auxiliaire permet le fonctionnement du dispositif en excitant les fibres en L'absence de rayonnement lumineux incident, la nuit par exemple. Dans- ces conditions de fonctionnement, La luminosité; requise pour cette source auxiliaire est faible et sa consommation électrique est donc minime. Pour cette raison, un panneau solaire connecté à un accumulateur peut fournir l'énergie électrique nécessaire à L'alimentation de la source auxiliaire et au fonctionnement des obturateurs. Le dispositif est ainsi parfaitement autonome. Les caractéristiques et avantages de L'invention apparaîtront mieux lors de la description qui suit, donnée titre indicatif et nullement limitatif. Cette description se réfère à des dessins annexés dans lesquels - les figures 1A et 1B représentent schématiquement un dispositif de signalisation du type feu tricolore conforme à L'invention ; - la figure 2 représente schématiquement un autre mode de réalisation d'un dispositif selon L'invention ; - la figure 3 représente schématiquement une vue partielle d'un véhicule automobile utilisant un dispositif conforme à l'invention. Les figures 1A et 1B représentent schématiquement, respectivement, une vue en coupe de côte et une vue de face d'un feu tricolore de signalisation routière du type de ceux que l'on trouve couramment aux carrefours urbains. L'émission de chacune des couleurs rouge, orange, verte est issue des extrémités de quatre nappes de fibres optiques fluorescentes 10A, 10B, 10C et 10D. Les nappes de fibres optiques fluorescentes sont excitées latéralement par la lumière ambiante. Ces fibres, de préférence jointives, sont réunies entre elles par un support adhésif (non représenté). Ce sont par exemple des fibres optiques en plastique (communément connues sous le sigle F.O.P) d'un diamètre de 0,5 mm. Les éléments fluorescents du coeur de la fibre sont des colorants organiques excitables par la lumière ambiante du jour. La concentration de ces colorants est comprise entre 0,005 et 2 % (g/g). Les fibres des nappes 10A, 10B dopées avec le colorant Lumogène F 300 émettent une lumière rouge ; les fibres de la nappe 10C dopées avec du Lumogène F 240, émettent une lumière orange ; Les fibres de La nappe 10D, dopées avec du Lumogène F 083, émettent une lumière verte (Lumogène est une marque dépose-e). Dans cette réalisation, les parties excitables des nappes de fibres optiques sont disposées de manière à former un cylindre fixé sur un support transparent. Ces parties cylindriques correspondant aux nappes 10A et 10B dopées avec le même colorant sont insérées L'une dans l'autre suivant le même axe. Les extrémités des fibres appartenant aux nappes 10A et 108 sont regroupées pour délivrer un signal de couleur rouge. La partie cylindrique excitable de la nappe 10D (émission verte pour une lumière absorbée bleue) est fixée sur la partie cylindrique excitable de la nappe 10C (émission orange pour une lumière absorbée jaune). Les spectres d'absorption décalés des deux nappes 10C et 10D autorisent cette disposition qui réduit l'encombrement. Lorsque L'ambiance lumineuse n'est pas suffisante à L'excitation des fibres optiques (la nuit par exemple), des sources lumineuses auxiliaires 11 allumées en permanence, disposees au centre de chacun des blocs cylindriques formés par les parties excitables des nappes 10A, 10B d'une part et 10C, 10D d'autre part, fournissent Le rayonnement d'excitation. Ces sources auxiliaires sont avantageusement du type "tube fluorescent" qui ne consomme qu'une faible puissance électrique. Les nappes de fibres optiques sont contenues dans un boîtier 12 comprenant une partie supérieure 14 transparente, de bonne résistance mécanique, par exemple en polycarbonate. Cette partie 14 présente avantageusement la forme d'un demi cylindre. L'inclinaison sur chaque côté permet l'évacuation de la pluie, ce qui a pour effet favorable d'entrainer la poussière déposée. Les fibres des différentes nappes sont regroupées sous forme de câbles dont la section, en son extrémité, dessine un octogone (exemple representé) ou un disque. Chaque nappe peut contenir 900 à 2000 fibres suivant Le cas et la luminosité recherchée (2000 fibres rouges par exemple). Les regroupements des fibres, en leurs extrémités, débouchent sur la face avant 16 du boîtier 12. Les extrémités regroupées sont alignées verticalement pour former La signalisation routière bien connue : l'émetteur rouge est en position supérieure ; l'émetteur orange se situe en position intermédiaire, et l'émetteur vert est en position inférieure. Pour renforcer la visibilité des signaux émis, les extrémités des nappes les délivrant sont protégées du rayonnement lumineux ambiant direct par des pare-soleil 17. Chaque regroupement, en son extrémité., est muni d'un obturateur 18 commandable. Cet obturateur est avantageusement réalisé par un écran à cristal liquide. Les émissions lumineuses des fibres sont permanentes. L'ouverture successive des obturateurs 18 ne permet l'observation que d'une émission lumineuse à La fois. Les sources lumineuses auxiliaires 11 sont allumées en permanence puisque la commande de la délivrance du signal lumineux dans telle ou telle couleur est réalisée par l'ouverture ou la fermeture des obturateurs 18. Or, on sait que l'allumage et l'extinction répétés sont des facteurs importants de vieilLissement des tubes fluorescents utilisés préférentiellement comme sources auxiliaires 11. Le fait de laisser ces tubes fluorescents allumés, par exemple pendant toute la nuit, permet de rallonger leur durée de vie. La puissance électrique nécessaire à l'ensemble du dispositif est inférieure à 40W lorsque les sources auxiliaires fonctionnent. En pleine lumière, l'excitation des fibres est réalise par la lumière ambiante. Par ailleurs, l'énergie électrique peut être fournie par un panneau solaire photovoltaique 20 disposé sur la face arrière du boîtier 12 et connecté à un accumulateur rechargeable 22 disposé dans un pied 24 supportant le bottier 12. Une sortie de l'accumulateur 22 est reliée à une entrée d'un boîtier de commande 26 connecté aux obturateurs 18 et gérant leur s ouvertures et fermetures. Le boîtier de commande 26 est avantageusement situé dans le pied 24 supportant le bottier 12. Le dispositif ainsi réalisé présente une totale autonomie énergétique et d'autre part, les facteurs de vieillissement dus aux allumages et extinctions des sources auxiliaires sont réduits. La figure 2 représente schématiquement un dispositif conforme à L'invention réalisant un feu de signalisation autorisant (flèche verte) ou interdisant (croix rouge circonscrite dans un cercle de même couleur) l'accès à une voie de circulation. Dans un boîtier de protection 30 présentant une face supérieure 32 transparente et inclinée, deux nappes 34A, 348 de fibres optiques sont regroupées à une de leurs extrémités pour dessiner deux symboles imbriqués : une flèche et une croix circonscrites dans un cercle. Les extrémités regroupées débouchent par la face avant 36 du boîtier 30 pour délivrer un signal lumineux à l'extérieur. Les fibres de la nappe 34A dessinant la flèche sont dopées avec le Lumogène F 083 et émettent une lumière de couleur verte ; les fibres de la nappe 348 dessinant la croix sont dopées avec du Lumogène F300 et émettent une lumière de couleur rouge. Le rayonnement lumineux ambiant pénétrant dans le bottier 30 par la face transparente 32 excite les nappes de fibres optiques 34A et 348. Deux obturateurs 18 permettent à volonté de masquer La partie excitable de L'une ou L'autre des nappes 34A, 348 de sorte qu'un seul des deux symboles soit lumineux à la fois. Ces obturateurs 18 avantageusement du type "écran à cristal liquide", sont connectés à un boîtier électronique de commande 26. L'obturateur 18 qui permet de masquer la nappe 348 est représente partielLement : on peut voir à l'extrémité de La nappe 34B un réflecteur 38 qui réfléchit la lumière émise isotropiquement dans les fibres vers l'extrémité ou le signal lumineux est délivré. La nappe 34A est, elle aussi, munie d'un teL réflecteur qui permet de multiplier sensiblement par deux l'intensité lumineuse du signal émis. Il convient de noter qu'un tel réflecteur peut aussi être prévu sur Le feu tri colore de la figure 1. Comme dans l'exemple de réalisation précédent, une ou plusieurs sources Lumineuses auxiliaires 11 (une seule est visible sur la figure 2) permettent de pallier la faiblesse du rayonnement lumineux ambiant (la nuit par exemple). L'énergie électrique nécessaire au fonctionnement de ces sources auxiliaires 11 ainsi qu'à celui du bottier de commande 26 peut être fournie comme précedemment par un système de panneau solaire photovoltaique connecté à un accumulateur (non représenté) ou bien par une source d'alimentation extérieure. La figure 3 représente schématiquement une vue partielle de L'arrière d'un véhicule automobile utilisant un dispositif conforme à l'invention pour réaliser ses feux "stop". Comme chacun sait, ces feux s'allument lorsque le conducteur appuie sur La pédale de frein. Un feu est constitué par une nappe 40 de fibres optiques dopées avec un colorant organique émettant dans le rouge, du Lumogène F 300 par exemple. La partie de la nappe 40 excitable par le rayonnement lumineux ambiant est disposée derrière un obturateur 18 commandé par un système électronique 26 relié à la pédale de frein 44 qui sert d'interrupteur. L'ouverture de l'obturateur 18 est commandée par une pression sur cette pédale 44. Le rayonnement lumineux ambiant excite alors la nappe 40 de fibres optiques qui émettent un signal lumineux. Ce dernier est délivre l'extérieur par une extrémité 42 de la nappe 40 formée par le regroupement des fibres. Ce dispositif est avantageusement couplé au feu "stop" courant qui assure le fonctionnement nocturne. Par exemple, les extrémités émettrices des fibres peuvent être imbriques dans un feu "stop" classique. IL peut aussi le remplacer intégralement si on munit les parties excitables 40 des nappes de sources auxiliaires pour un fonctionnement en ambiance faiblement lumineuse. En plein jour, l'intensité lumineuse émise par le feu est fonction de l'intensité lumineuse ambiante. Quelle que soit la variante de réalisation adoptée, loin de nuire au contraste, une augmentation de l'intensité du rayonnement Lumineux ambiant entra;ne une augmentation de l'intensite de l'émission de signalisation. Le système de nappe de fibres optiques fluorescentes expose à la lumière ambiante permet donc bien la délivrance d'un signal lumineux dont le contraste est autorégulé. Revendications 1. Dispositif de signalisation lumineuse à constraste autorégulé, caractérisé en ce qu'il comprend : - au moins une nappe (10A, 10B, 10C, 34A, 348, 40) de fibres optiques fluorescentes excitables latéralement, les fibres de cette nappe étant regroupetes à une de leurs extrémités pour délivrer un signal, - un obturateur (18) associé à chaque nappe de fibres optiques fluorescentes et apte à commander à volonté la délivrance du signal par le fibres de cette nappe. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque obturateur (18) est disposé de manière à masquer à volonté l'extrémité émettant ledit signal des fibres de la nappe à laquelle il est associé. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque obturateur (18) est disposé de manière à masquer à volonté la partie excitable des fibres de la nappe à laquelle il est associé - 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'obturateur (18) est du type "écran à cristal liquide". 5. Dispositif selon la revendication 1, caracterisé en ce qu'il comprend en outre au moins une source lumineuse auxiliaire (11). 6. Dispositif selon La revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une source d'alimentation électrique autonome forme d'un accumulateur (22) connecté à un générateur photovoîtaîque (20).