Brevet FR2868660A1 — publié le 20051007

PROCEDE DE PILOTAGE D'UN DISPOSITIF D'ECLAIRAGE A DUREE ET PUISSANCE AJUSTABLES ET DISPOSITIF ASSOCIE La présente invention concerne un procédé de pilotage d'un dispositif d'éclairage à durée et à puissance ajustables automatiquement en fonction des saisons et des besoins. L'invention couvre aussi le dispositif d'éclairage associé alimenté par un capteur à cellules photovoltaïques. Les dispositifs d'éclairage à alimentation solaire sont de plus en plus répandus pour des besoins ponctuels car ils présentent de nombreux avantages. Le premier est d'éviter la consommation d'énergie électrique provenant du réseau du fait de la source solaire mais un élément déterminant est la facilité de mise en place. Cette facilité est favorisée en l'espèce du fait que les batteries sont intégrées dans l'embase et ne nécessitent pas d'être enterrées. On peut se reporter aux demandes de brevet français N 2 806 513, N 2 813 137 ou encore N 2 829 609 au nom du même demandeur. Un tel éclairage est autonome avec son socle qui intègre des accumulateurs, des supports d'éclairage et des cellules photovoltaïques et évite ainsi les nuisances dues au chantier sur la zone considérée pour les éclairages sur réseau. Un tel dispositif peut aussi être déplacé si nécessaire, dans un autre endroit puisqu'il est autonome. La taille et la capacité des éléments sensibles à savoir les capteurs photovoltaïques et les accumulateurs ont des limitations techniques liées au poids, à la résistance au vent mais aussi des contraintes esthétiques et de prix. Une fois déterminés et choisis, ces paramètres sont fixes. En fonction du lieu d'implantation, donc des coordonnées géographiques de ce lieu, les capteurs photovoltaïques produisent une quantité d'électricité donnée maximale, ceci pour des conditions d'ensoleillement optimales. Pour la suite de la description, on définit par "ensoleillement" la quantité de 5 photons susceptibles d'être transformés par les cellules photovoltaïques en courant, qu'il s'agisse d'un ensoleillement direct ou diffus. be fait, les installateurs ont pour habitude de recourir à des dispositifs munis d'une source unique. La puissance de cette source est choisie au moment de la construction du dispositif et ce dispositif est livré prêt à l'utilisation. Le dimensionnement des capteurs et de la capacité de l'accumulateur, la puissance de la source, sont généralement déterminés pour que, dans le cas le plus défavorable, la demande de la collectivité soit respectée car ce sont essentiellement ce type d'utilisateur qui est sensible à la problématique développée dans la présente demande. be même, un limiteur de consommation évite la décharge de l'accumulateur en deçà d'un seuil donné. bans le cas où ce seuil est atteint, le limiteur de consommation arrête le dispositif. Il est prévu dans ce dimensionnement une autonomie suffisante pour permettre de tenir compte d'une période de conditions météorologiques défavorables. bans les dispositifs et les procédés de gestion d'un dispositif d'éclairage autonome connus, un détecteur de luminosité assure la mise en service et l'arrêt du dispositif en fonction de la luminosité mesurée et de son réglage. Il faut alors qu'un employé de la collectivité en charge de l'éclairage public assure cette modification sur chaque dispositif. Un tel ajustement ne pourra être réalisé que quelques fois dans l'année. Comme cette mise en service de l'éclairage est calquée sur la diminution de la luminosité ambiante en deçà d'une seuil donné, l'inconvénient est le déclenchement indépendant de chaque détecteur, en fonction de la position du dispositif d'éclairage. Ainsi, en cas d'une pluralité de dispositifs, ce déclenchement provoque une illumination des différentes zones d'une même ville et/ou d'un même lieu de façon disparate. Généralement, la meilleure solution reste un déclenchement horaire. Il subsiste 5 néanmoins toujours un décalage dû à la dérive de l'horloge, certes moindre mais existant. On sait aussi que l'énergie délivrée par le soleil varie aussi en fonction des saisons, pour être maximale aux périodes de solstice d'été. Comme la capacité de l'accumulateur est fixe, on constate que l'excédent est 10 non exploité, la durée d'éclairement restant constante sur les dispositifs de l'art antérieur. En effet, durant les périodes favorables, il est possible de consommer pendant la nuit plus de courant sachant que statistiquement, la ou les journée(s) suivante(s) permettent de recharger complètement l'accumulateur. Or, les industriels fournisseurs de tels dispositifs doivent produire en série les dispositifs lumineux à capteurs photovoltaïques et accumulateur. Ils doivent être identiques mais permettre néanmoins à l'installateur d'adapter lors de la pose chaque dispositif à la région et/ou au site. be plus, il est nécessaire que cette adaptation soit simple pour que la mise en service ne provoque pas de contraintes supérieures à celle d'une installation fixe câblée. C'est le but de la présente invention de proposer pour pallier à ces inconvénients un procédé de pilotage d'un dispositif ainsi que le dispositif autonome de puissance à capteurs photovoltaïques et accumulateur nécessaire, équipé d'un module d'analyse et de pilotage dudit dispositif. Ainsi, selon l'invention, le procédé de pilotage par un utilisateur d'un dispositif d'éclairage autonome, comportant au moins une source, plus particulièrement un dispositif d'éclairage public, alimenté par un accumulateur rechargé par des cellules photovoltaïques, se caractérise en ce qu'il consiste à réaliser les étapes suivantes: - programmer les coordonnées géographiques d'au moins un lieu d'implantation possible dudit dispositif auxquelles est affectée au moins une courbe d'ensoleillement en fonction des saisons, faire varier la puissance et/ou la durée d'éclairage en fonction de ladite courbe d'ensoleillement du lieu d'implantation réel par saisie de ses coordonnées et en fonction des besoins de l'utilisateur. Plus particulièrement, ce procédé de pilotage consiste à faire varier le nombre de sources alimentées et/ou l'intensité d'alimentation de la ou des sources ou recourir à une combinaison des deux. Le procédé consiste aussi à coordonner les différentes étapes à partir de l'heure. On supprime les dérives du temps par une synchronisation sur un signal de type radio diffusant l'heure exacte. L'invention couvre aussi le dispositif d'éclairage autonome permettant la mise en oeuvre du procédé et comprenant en outre un programmateur de pilotage de la ou des sources des moyens d'éclairage en nombre et/ou en puissance ou par une combinaison des deux, apte à enregistrer des coordonnées géographiques d'au moins un lieu d'implantation et au moins une courbe d'ensoleillement associée à ces coordonnées géographiques. Ce dispositif comprend des moyens de synchronisation avec un signal horaire et des moyens de mesure de la capacité de l'accumulateur en fonction du temps. A cet effet, il est maintenant décrit un mode de réalisation particulier, non limitatif du procédé et du dispositif selon l'invention, cette description s'appuyant sur le dessin annexé sur lequel la figure unique représente un dispositif selon la présente invention. Le dispositif comprend de façon connue une embase 10 dans laquelle est logé un accumulateur 12. On utilise le terme "accumulateur" au sens général même si il est prévu plusieurs accumulateurs dans un même dispositif. Un mat 14 érigé à partir de cette embase 10 porte d'une part des moyens d'éclairage 16 et d'autre part un capteur 18 à cellules photovoltciiques. On entend comme définition du terme "cellules photovoltaïques" tout moyen apte à transformer des photons en énergie lumineuse c'est-à-dire qu'il peut s'agir de cellules proprement dit mais aussi de bandes ou de surfaces d'un matériau adapté à une telle conversion. be même, le terme "source" s'entend de tout élément générant une lumière. Une ampoule à filament est une source. Une diode est une source. Un ensemble de diodes constitue des moyens d'éclairage mufti sources. Il est aussi prévu un module 20 de commande, intégré, symbolisé en trait discontinu. Ce module peut aussi comporter des moyens de communication. Selon la présente invention, les moyens d'éclairage sont du type modulable. A cet effet, ils comprennent au moins deux sources lumineuses aptes à être allumées ou éteintes indépendamment ou des sources lumineuses pouvant être alimentées avec une intensité variable. Ces sources peuvent être des diodes ou simplement des ampoules. Chacune de ces sources émet de la lumière quand elle est alimentée et la puissance lumineuse émise est proportionnelle au nombre de sources alimentées ou à l'intensité de l'alimentation délivrée à ladite source. Par contre, on sait aussi que lorsqu'il est prévu par exemple deux sources lumineuses, le fait d'en supprimer une ne diminue pas pour les utilisateurs la sensation de lumière par deux, ni l'ambiance ou l'impression de sécurité par deux, surtout en éclairage public. On peut aussi prévoir une source principale de puissance adaptée et une source secondaire de plus faible puissance. En effet, il est alors possible d'éteindre la source principale en conservant un point lumineux permettant un balisage lumineux. bans le cas de la présente invention, il est prévu un régulateur à mise à l'heure ajustée avec une très grande précision par exemple par liaison sur le calage des signaux de type radio émis par l'horloge atomique en sorte de permettre le moment venu un déclenchement d'une quelconque action simultanée, par exemple au sein du même quartier d'une ville, quelle que soit la position favorable ou défavorable du lieu d'implantation de chaque dispositif dans ce quartier. Le module de commande comprend aussi une programmation telle que l'éclairage est piloté de façon ajustable. Ainsi, le module comporte des moyens de saisie des coordonnées géographiques du lieu d'implantation. Le module comprend aussi en mémoire des données enregistrées avec les statistiques d'ensoleillement en fonction des saisons associées à des coordonnées. be fait, le module est apte non seulement à faire varier la durée de mise en service de l'éclairage et la puissance de l'éclairage en fonction de la saison, mais également en fonction de la localisation géographique du lieu d'implantation. Ce module peut modifier la puissance d'éclairage des moyens d'éclairage, soit en limitant ou en augmentant le nombre de sources utilisées et/ou en diminuant ou en augmentant l'intensité électrique délivrée à chacune d'elle, soit en recourant à une combinaison de ces deux solutions. Ainsi, à titre d'exemple illustratif, au cours d'une journée Jl n'ayant pas permis de recharger en totalité l'accumulateur et donc de compenser la consommation de la nuit No précédente, la nuit suivante NI, l'éclairage comportant 4 sources, une d'elles reste éteinte et/ou les quatre sources sont alimentées avec une intensité limitée correspondante. Si le jour suivant J2 permet de recharger en totalité l'accumulateur, alors la nuit suivante N2, les quatre sources sont allumées et alimentées avec l'intensité maximale. Si le jour suivant J2 ne permet pas de recharger en totalité l'accumulateur, la nuit suivante N2, uniquement deux sources sur quatre sont allumées et/ou les quatre sources sont alimentées avec une intensité correspondante, plus limitée. Si le jour suivant J3 permet de recharger en totalité l'accumulateur, alors la nuit suivante N3, les quatre sources sont allumées et l'intensité d'alimentation est maximale. Si le jour suivant J3 ne permet pas de recharger en totalité l'accumulateur, la nuit suivante N3, uniquement deux sources sur quatre seront allumées et/ou les quatre sont allumées mais avec une intensité réduite d'autant et, en plus, également la durée de mise en service de l'éclairage est réduite. Il est ainsi possible, selon le procédé de pilotage d'un dispositif d'éclairage, de moduler le fonctionnement du dispositif selon la présente invention tant en durée de mise en service qu'en puissance de l'éclairage, cette modulation de puissance d'éclairage étant obtenue par modification du nombre de sources et/ou de l'intensité d'alimentation de ces sources, pour permettre une durée de fonctionnement optimisée. En fonction des statistiques enregistrées et des coordonnées géographiques enregistrées, c'est la durée de base de mise en service de l'éclairage qui est modifiée, le mode d'ajustement du module restant identique. Cette durée de base peut aussi être décalée dans le temps en fonction des saisons. On comprend dès lors que le capteur et l'accumulateur peuvent être choisis et dimensionnés de façon plus ajustée et une fois le type de dispositif choisi, il est possible de l'exploiter à son maximum grâce au module selon l'invention tant en fonction de la région que des besoins. Si des contraintes de durée de mise en service de l'éclairage sont imposées, alors il est possible de fixer, par exemple, une durée d'éclairage de 4 heures, quelles que soient les conditions. bans ce cas, la durée reste constante et seul(s) le nombre de sources et/ou l'intensité d'alimentation de ces sources varie(nt). Il convient aussi de prévoir le changement géographique du lieu d'implantation d'une dispositif d'éclairage ou le changement d'affectation. Ainsi, des dispositifs selon l'invention sont implantés dans un jardin d'enfant pendant l'hiver et sont positionnés à proximité de terrasses publiques pendant la période estivale alors qu'elles sont désertes pendant la période hivernale et inversement le jardin d'enfant est fermé en période estivale. bans ce cas, il est possible de le déplacer, sans avoir à changer quoi que ce soit, si ce n'est la programmation en fonction des besoins de la nouvelle application. Pour l'industriel fabriquant le dispositif, le procédé de pilotage permet une fabrication unique avec une adaptation quelle que soit la région faiblement ensoleillée ou fortement ensoleillée, courte ou longue durée, faible ou forte puissance, ceci pour des plages données de variations. Néanmoins, en cas de besoin, il peut s'avérer préférable de prévoir deux dispositifs standards plutôt qu'un dispositif spécifique de forte puissance, pour permettre une modulation et des ajustements encore plus importants. 2868660 9 REVENDICATIONS 1. Procédé de pilotage par un utilisateur d'un dispositif d'éclairage autonome, comportant au moins une source lumineuse, plus particulièrement un dispositif d'éclairage public, alimenté par un accumulateur rechargé par des cellules photovoltciiques, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser les étapes suivantes: - programmer les coordonnées géographiques d'au moins un lieu d'implantation possible dudit dispositif auxquelles est affectée au moins une courbe d'ensoleillement en fonction des saisons, faire varier la puissance et/ou la durée d'éclairage en fonction de ladite courbe d'ensoleillement du lieu d'implantation réel par saisie de ses coordonnées et en fonction des besoins de l'utilisateur. 2. Procédé de pilotage par un utilisateur d'un dispositif d'éclairage comprenant au moins deux sources lumineuses, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à faire varier le nombre de sources lumineuses alimentées et/ou l'intensité d'alimentation de la ou des sources lumineuses ou encore à recourir à une combinaison des deux. 3. Procédé selon de pilotage par un utilisateur d'un dispositif d'éclairage, selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à coordonner les 20 différentes étapes à partir de l'heure. 4. Procédé selon de pilotage par un utilisateur d'un dispositif d'éclairage, selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il consiste à supprimer les dérives du temps par une synchronisation sur un signal radio diffusant l'heure exacte. 5. Dispositif d'éclairage autonome permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend: - une embase (10) avec un mat (14) supportant des moyens (16) d'éclairage comprenant au moins une source lumineuse, - un capteur (18) à cellules photovoltaïques et un accumulateur (12) apte à stocker l'énergie électrique produite par ce capteur à cellules photovoltaiques, et - un programmateur (20) de pilotage de la ou des sources lumineuses des moyens d'éclairage en nombre et/ou en puissance ou par une combinaison des deux, apte à enregistrer des coordonnées géographiques d'au moins un lieu d'implantation et au moins une courbe d'ensoleillement associée à ces coordonnées géographiques. 6. Dispositif d'éclairage autonome selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de synchronisation avec un signal horaire. 7. Dispositif d'éclairage autonome selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de mesure de la capacité de l'accumulateur en fonction du temps.