Brevet FR2866514A1 — publié le 20050819

La présente invention concerne un procédé de commande de l'éclairage public permettant d'optimiser tout au long de l'année les instants d'allumage et d'extinction des installations d'éclairage public ou extérieur. Les procédés actuels de commande de l'éclairage public ont recours à un calcul astronomique, déterminant, pour un lieu donné, les instants de passage du soleil au travers de l'horizon, et peuvent ainsi décider des positions limites de lever et de coucher satisfaisantes pour commander l'éclairage public. A titre d'exemple de cet état de la technique, il est ici fait référence à l'horloge astronomique commercialisée par le demandeur sous la dénomination Radiolite, et utilisable notamment pour la commande synchronisée d'éclairages publics. Le calcul astronomique est utilisé depuis de nombreuses années pour la commande des éclairages extérieurs ou intérieurs. La détermination des instants d'allumage et d'extinction des éclairages est réalisée soit par fixation d'un seuil angulaire de position du soleil, soit en introduisant un retard ou une avance par rapport aux instants de passage du soleil au travers de l'horizon (éphémérides). Le calcul astronomique tend à remplacer les cellules photoélectriques ou photorésistives qui déclenchent l'éclairage lorsque la luminosité ambiante est en dessous d'un certain seuil. Il offre en effet une plus grande fiabilité, car il n'utilise pas de capteur extérieur qui se dégrade dans le temps, ou peut faire l'objet d'actes de vandalisme. Le calcul astronomique permet une grande maîtrise de la consommation énergétique, car le temps d'allumage sur l'année peut être connu d'avance. Il apporte aussi un avantage supplémentaire au travers de la simultanéité des allumages de tous les éclairages d'une même ville. Il suffit pour cela d'équiper chaque horloge astronomique d'une base de temps précise, voire de la radio-synchroniser. L'utilisation du calcul astronomique pour la commande de l'éclairage public présente toutefois certains inconvénients. C'est d'abord un procédé aveugle aux aléas météorologiques. La détermination des instants de commutation ne revêt qu'une valeur statistique, plus ou moins bonne selon les choix de paramétrage. Les instants de commutation sont souvent inadaptés en saison hivernale, lorsque de mauvaises conditions météorologiques (dans l'hémisphère Nord) sont les plus probables, car le calcul astronomique ne tient pas compte de la relativement plus faible luminosité ambiante en cette saison du fait de la couverture nuageuse généralement plus dense. C'est aussi un procédé mathématique , qui, même avec un paramétrage optimisé, ne peut prendre en compte l'aspect sociologique de l'application: les pics de flux migratoires quotidiens (en début et en fin de journée) du public sont des moments critiques durant lesquels les durées d'éclairage pourraient être avantageusement être augmentées, tandis qu'il serait souhaitable de les réduire, en dehors des plages de migrations quotidiennes, afin de minimiser la consommation d'énergie sur l'année. Même si des réglages particuliers peuvent permettre une adaptation locale par des avances ou des retards de commutation, constants ou variables sur l'année, leur mise en oeuvre est lourde et l'impact sur la vie locale reste difficile à saisir pour l'utilisateur final. Il convient de noter que l'introduction d'un retard ou d'une avance temporels sur les instants de commutation définis par le calcul astronomique ne présente pas une solution optimale, ni générale. La durée du crépuscule varie de façon significative selon la saison (inclinaison de la trajectoire apparente du soleil), et selon la latitude du lieu d'installation (la durée du crépuscule augmente lorsque l'on s'éloigne de l'équateur). C'est enfin un procédé statistique qui, selon la qualité de son paramétrage, ne donne qu'un pourcentage plus ou moins élevé de commutations idéales sur l'année. L'utilisateur qui souhaite améliorer la sécurité de son installation devra augmenter la durée annuelle d'éclairage, et en supporter le coût au niveau de sa consommation d'énergie. La présente invention vise à éviter ces inconvénients, son but étant d'optimiser tout au long de l'année les instants d'allumage et d'extinction des installations d'éclairage public ou extérieur afin d'assurer la sécurité des déplacements du public sans augmentation notable de la facture énergétique. A cet effet, l'invention a essentiellement pour objet un procédé de commande d'installations d'éclairage public dans lequel: - un calcul astronomique de base, connu en soi, est réalisé pour déterminer des instants de commutation de l'éclairage à partir de valeurs angulaires limites correspondant à la position du soleil par rapport à l'horizon, lesquelles valeurs de position peuvent être différentes les matins et les soirs, et selon la période de l'année; 2866514 3 - des décalages crépusculaires angulaires préprogrammés sont introduits dans le calcul astronomique de base, de sorte que la durée d'éclairage est augmentée ou diminuée selon la période de l'année considérée. Ainsi, l'idée à la base de l'invention consiste à introduire dans le calcul des décalages préprogrammés de nature angulaire de position, et non temporelle, de sorte à prendre en compte les variations de hauteur du soleil selon la saison et la latitude. Le calcul est effectué dans le programme d'une horloge astronomique. Ceci se traduit par un retard à l'extinction du matin ainsi qu'une avance à l'allumage du soir durant l'hiver, période où la luminosité ambiante est statistiquement moins favorable compte tenu des conditions météorologiques. Tout ou partie de l'énergie alors dépensée en surplus est récupérée en réduisant la durée d'éclairage par une avance à l'extinction du matin, et un retard à l'allumage le soir aux moments où les commutations ont lieu en dehors des pics d'activité, c'est-à-dire en été, période à laquelle de surcroît la météorologie et la luminosité ambiante sont statistiquement plus favorables. Le procédé module donc la dépense énergétique en fonction de la saison. Il améliore le confort et la sécurité du public et limite la consommation énergétique annuelle. Avantageusement, la durée d'éclairage est respectivement augmentée ou réduite selon que les instants de commutation, déterminés par le calcul de base, interviennent à l'intérieur ou en dehors de périodes critiques de la journée, correspondant à des plages horaires prédéfinies de forte activité extérieure. La durée d'éclairage est augmentée si les commutations ont lieu durant les pics de flux migratoires du public, en début et en fin de journée, tenant ainsi compte des besoins de sécurité du public durant ses déplacements. Il est également avantageux d'effectuer une transition progressive entre les décalages angulaires préprogrammés d'une période à l'autre de l'année, de façon à éviter un saut brutal des instants de commutation. Selon un mode de réalisation de l'invention, différents décalages crépusculaires préprogrammés, correspondant à différents modes de fonctionnement sélectionnables, sont proposés à l'exploitant. La mise en oeuvre du procédé objet de l'invention est ainsi particulièrement facile, d'autant plus que les décalages crépusculaires de position introduits sont préprogrammés, ce quels que soient la saison et le lieu d'installation considérés puisque de nature angulaire (et non temporelle). L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple, un 5 mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention: La figure 1 est un graphique montrant deux courbes Cl et C2 figurant les instants de commutation, pour l'extinction du matin (Cl) et l'allumage du soir (C2), déterminés tout au long de l'année de façon connue en soi par un calcul astronomique; La figure 2 est un graphique montrant deux courbes C'l et C'2 figurant les instants de commutation, pour l'extinction du matin (Cl) et l'allumage du soir (C'2), déterminés tout au long de l'année par le procédé selon l'invention. Les deux courbes précédentes Cl et C2 de la figure 1 y sont reprises en traits pointillés pour faciliter la comparaison. Sur ces deux figures 1 et 2, les douze mois de l'année sont portés en abscisses tandis que les vingt-quatre heures de la journée sont portées en ordonnées. On considère sur ces figures deux plages horaires d'activité maximale, dites plages critiques T1 de 6h30 à 9h00 du matin et T2 de 16h30 à 19h30 le soir. Ces plages ont été superposées sur les courbes Cl, C2 et C'1, C'2 pour permettre de les comparer aux instants de commutation déterminés par le calcul astronomique et par le procédé suivant l'invention. Dans les deux cas, les changements d'heure été/hiver ont été pris en compte au niveau du calcul. On s'intéresse en particulier à la période durant laquelle les instants de commutation sont dans ces plages critiques T1 et T2: elle correspond approximativement aux mois d'hiver, d'octobre à mars lorsque les levers et couchers du soleil ont lieu durant les plages critiques T1 et T2. Il convient de maximiser la durée d'éclairage durant cette saison hivernale ce qui se traduit par un retard à l'extinction du matin sur la courbe Cl et par une avance à l'allumage du soir sur la courbe C'2 ce par rapport aux courbes respectivement Cl et C2. En dehors de la plage hivernale, les instants d'allumage et d'extinction se situent en dehors des plages critiques T1 et T2. Le paramétrage du calcul astronomique est modifié en conséquence dans le sens d'une légère avance à l'extinction du matin de C'l par rapport à Cl, et d'un léger retard à l'allumage le soir de C'2 par rapport à C2. Cette disposition a pour effet de récupérer tout ou partie de l'énergie supplémentaire qui a été dépensée lors de l'allongement des plages d'éclairage l'hiver. Elle influence certes le confort d'éclairage, mais elle intervient à une période avec un ciel plus lumineux aux levers et couchers du soleil, et pour des instants de commutation très en dehors des pointes d'activité extérieure. Les décalages introduits par le procédé sont de nature angulaire de position, et non temporelle, de sorte qu'ils prennent en compte les variations de hauteur du soleil selon la saison et la latitude. Le procédé prend ainsi en compte au minimum deux valeurs angulaires déterminant les commutations de l'éclairage, correspondant à la concomitance (durant l'hiver) ou la différence (pour le reste de l'année) des instants de commutation avec les plages critiques T1 et T2. Il peut aussi introduire un nombre supérieur de valeurs angulaires, par exemple quatre pour prendre également en compte l'évolution différente de la luminosité entre le matin et le soir liée notamment à la présence de vapeur d'eau dans l'atmosphère, avec un décalage angulaire différent selon que l'on se place le matin (Cl) ou le soir (C'2). Le procédé propose donc un nouveau type de compromis, permettant à l'exploitant de répondre de façon plus efficace aux attentes du public, sans grever de façon significative les budgets d'exploitation. Les décalages angulaires préprogrammés assurent une mise en oeuvre facile, et donnent des résultats homogènes quels que soient la période considérée ou le lieu d'installation. Les horloges astronomiques utilisant le procédé peuvent proposer plusieurs amplitudes de décalages suivant le même principe. On peut ainsi par exemple proposer dans le même ensemble deux modes de mise en oeuvre du procédé : un mode économique et un mode confort , tous deux préprogrammés et faciles à sélectionner, la différence entre les deux modes se situant au niveau des décalages angulaires préprogrammés. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas au seul mode de mise en oeuvre de ce procédé de commande d'éclairage public qui a été décrit cidessus à titre d'exemple; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention: - en appliquant le même procédé à la commande de tous genres d'installations d'éclairage, publicitaire, urbain, routier, de voiries, de monuments, ou autres, éventuellement privées; - en considérant d'autres plages horaires comme plages critiques. REVENDICATIONS 1 - Procédé automatisé de commande d'installations d'éclairage public ou extérieur caractérisé en ce que: - un calcul astronomique de base automatisé, connu en soi, est réalisé dans le programme d'une horloge astronomique pour déterminer des instants de commutation de l'éclairage à partir de valeurs angulaires limites correspondant à la position du soleil par rapport à l'horizon, lesquelles valeurs peuvent être différentes les matins et les soirs, et selon la période de l'année; - des décalages crépusculaires angulaires de position préprogrammés sont introduits dans le calcul astronomique de base, de sorte que la durée d'éclairage est augmentée ou diminuée selon la période de l'année considérée. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la durée d'éclairage est respectivement augmentée ou réduite selon que les instants de commutations déterminés par le calcul de base interviennent à l'intérieur ou en dehors de périodes critiques de la journée, correspondant à des plages horaires prédéfinies. 3 Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que comportant une transition progressive entre les décalages angulaires préprogrammés d'une période à l'autre de l'année, de façon à éviter un saut brutal des instants de commutation. 4 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que différents décalages crépusculaires préprogrammés, correspondant à différents modes de fonctionnement sélectionnables, sont proposés à l'exploitant.