Brevet FR2967476A1 — publié le 20120518

Dispositif d'éclairage en milieu aquatique, en particulier pour piscines L'invention concerne un dispositif d'éclairage en milieu aquatique, en particulier pour piscines. 1. Domaine de l'invention La présente invention concerne le domaine de l'éclairage en milieu aquatique. En particulier, elle vise un appareil submersible, encore appelé projecteur subaquatique, utilisable pour l'éclairage des bassins de piscines et de leur environnement direct (plage, terrasses, jardins...). Elle s'applique également à l'éclairage des fontaines, des spas, ou autres lieux, voire à l'éclairage en milieu aérien. 2. Etat de l'art Les projecteurs immergés ou projecteurs subaquatiques pour l'éclairage des piscines sont aujourd'hui largement utilisés pour illuminer l'eau des bassins lors de la tombée de la nuit afin de sécuriser les lieux et de fournir un rendu esthétique. Il existe quatre types de projecteurs destinés à être immergés dans l'eau : les projecteurs incandescents équipés d'une lampe de forte puissance, par exemple de 300 W ; - les projecteurs halogènes équipés d'une optique à multiple facette de puissance 100, 75 ou 50 W (voir, par exemple, US-5122936) ; les projecteurs à fibres optiques dans lesquels la lumière provenant d'une source tierce est concentrée par une lentille, puis véhiculée sans courant électrique à travers un faisceau de fibres translucides jusqu'à une lentille équipant le projecteur ; les projecteurs à diodes électroluminescentes siglées DEL ou LED en anglais pour « light emitting diode », lesquels contiennent un ensemble de LEDs de grande luminosité (voir par exemple les documents EP-1840450, EP-1460333) L'invention s'applique plus particulièrement à ce dernier type de projecteurs subaquatiques, qui sont très économiques. Ils consomment de très 5 petites quantités de courant électrique (seulement quelques watts) et ont une très grande durée de vie (plus de 10 ans en utilisation quotidienne). Les projecteurs à LEDs comprennent généralement, un boitier ou enveloppe extérieure constituée d'un corps creux comportant une extrémité antérieure ouverte et un couvercle transparent ou translucide placé devant ladite 10 extrémité ouverte du corps, ce couvercle étant généralement désigné par différents termes, tels que « vitre », « hublot », « verre »..., par les fabricants. Une pluralité de LEDs est positionnée à l'arrière dudit couvercle et connectée à un circuit imprimé, lui-même fixé sur une plaque métallique, laquelle est fixée de manière étanche devant l'extrémité antérieure ouverte du corps, cette plaque 15 délimitant d'une part, avec le couvercle frontal transparent, une chambre d'éclairage dans laquelle se trouve logé l'ensemble des LEDs et le circuit imprimé et, d'autre part, avec les parois du corps, un logement enfermant les éléments d'alimentation et de contrôle assurant le fonctionnement des moyens d'éclairage (circuit imprimé et LEDs). 20 Les LEDs, comme indiqué précédemment, sont plus résistantes, ont une durée de vie beaucoup plus longue que les lampes à incandescence ou à fluorescence et un rendement trois à quatre fois supérieur à celles-ci. Cependant, les LEDs de puissance, comme toutes les lampes, produisent de la chaleur. Cette chaleur produite doit être dissipée car les LEDs restent très 25 sensible aux hautes températures et leur durée de vie, bien que théoriquement très longue, s'effondre lorsque la température augmente. A cela s'ajoute l'emmagasinement de la température liée au plastique qui conduit mal la chaleur et qui ne permet pas de dissiper les calories. Il est donc important de doter les projecteurs à LEDs d'un système de refroidissement pour s'opposer à une 30 élévation trop importante de température à l'intérieur de la chambre d'éclairage, 2967476 -3- laquelle pourrait entraîner un dysfonctionnement des projecteurs et abréger la durée de vie des LEDs. Les solutions proposées utilisent pratiquement toutes la même méthode qui consiste à placer le circuit imprimé, sur lequel sont connectés les LEDs, sur une plaque métallique conductrice de la chaleur, et de mettre une partie de cette plaque en relation avec le milieu environnant, c'est-à-dire avec l'eau, lorsque les projecteurs sont immergés. Selon les différents agencements proposés, cette méthode peut s'avérée plus ou moins efficace, mais les divers modes d'exécution connus impliquent de l0 sérieuses difficultés de fabrication, ou s'opposent à l'intégration dans le corps d'une électronique de gestion et de contrôle des LEDs, notamment lorsque l'ensemble de celles-ci comprend des LEDs de couleurs différentes permettant de générer des séquences d'éclairage de couleurs variées. Il est par exemple, connu d'appliquer, contre la surface latérale du bord 15 antérieur du corps des projecteurs, une zone périphérique de la plaque dissipatrice pliée vers l'arrière et disposée à l'extérieur des joints annulaires assurant son serrage étanche entre le corps et le couvercle transparent. De la sorte, la surface apparente ou surface externe de cette zone périphérique pliée se trouve en contact avec le milieu ambiant, c'est-à-dire avec l'eau, lorsque le 20 projecteur est immergé. On assure ainsi le refroidissement de la plaque métallique dissipatrice et des composants renfermés dans le boîtier ou enveloppe du projecteur. Toutefois, le pliage de la bordure de la plaque métallique dissipatrice et son plaquage intime contre la surface latérale du corps sont des opérations difficiles à réaliser, ce qui a une influence défavorable sur le 25 coût des projecteurs. Dans le document EP-1840450 est décrit un projecteur submersible comprenant un corps en plastique muni d'une extrémité antérieure ouverte refermée par un couvercle en plastique translucide ou transparent. Ce corps est doté d'ouvertures sur la périphérie de l'extrémité antérieure permettant son 30 remplissage par l'eau de la piscine de sorte à refroidir la plaque métallique -4- dissipatrice se trouvant entre le corps et le couvercle. Les LEDs montées sur le circuit imprimé sont placées sur la face antérieure de la plaque métallique en regard du couvercle transparent. De plus, le corps comprend un pilier central permettant de loger les connexions électriques du système. Un tel projecteur submersible a notamment pour inconvénients : une perte de place étant donné que le volume du corps est rempli d'eau et donc ne peut être utilisé pour loger les composants électroniques assurant le fonctionnement du projecteur; un mauvais éclairage, car les composants qui se trouvent sur la face antérieure de la plaque métallique sont visibles, exposés à une forte chaleur et provoquent des ombres sur le faisceau lumineux ; une faiblesse d'étanchéité et donc un risque de fuite dû aux deux zones d'étanchéité employant deux joints toriques entre la plaque métallique dissipatrice et le corps ; et, un réchauffement de l'eau stagnant dans le volume du corps étant donné la mauvaise circulation de l'eau dans celui-ci, ce réchauffement provoquant le développement d'algues et de foyers bactériens dans la piscine. 3. Objectif de l'invention L'invention a notamment pour but de remédier aux inconvénients de l'art antérieur, en particulier, aux désavantages des dispositifs décrits ci-dessus. Un autre objectif de la présente invention est de proposer un dispositif d'éclairage autorisant un excellent transfert thermique des calories vers l'extérieur du dispositif tout en assurant une parfaite étanchéité et une excellente résistance à la corrosion. Un des buts de la présente invention est aussi de fournir un dispositif d'éclairage peu couteux et esthétique. 4. Résumé de l'invention Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints 30 grâce à un dispositif d'éclairage subaquatique comprenant un boitier ou enveloppe extérieure constituée d'un corps évidé comportant une extrémité antérieure ouverte et un couvercle transparent fixé sur ladite extrémité antérieure ouverte du corps, une plaque métallique d'échange thermique étant serrée, par l'intermédiaire de sa bordure périphérique et de joints d'étanchéité annulaires respectivement antérieur et postérieur, entre ledit couvercle transparent et ladite extrémité ouverte, cette plaque d'échange thermique délimitant, à l'intérieur de ladite enveloppe une chambre postérieure et une chambre antérieure dans laquelle est installé le système d'éclairage comprenant un circuit imprimé fixé sur ladite plaque d'échange thermique et sur laquelle est connecté un ensemble de LEDs, une zone périphérique débordante de la plaque d'échange thermique s'étendant à l'extérieur d'au moins l'un desdits joints annulaires, ce projecteur étant notamment remarquable en ce que cette zone périphérique s'étend dans le même plan que celui dans lequel est comprise la partie restante de la plaque qui est ainsi totalement plane et se trouve disposée dans des conditions telles que l'une au moins des surfaces antérieure ou postérieure de cette zone périphérique débordante se trouve en contact avec le milieu ambiant, c'est-à-dire avec l'eau, assurant son refroidissement lorsque le projecteur est immergé. Selon un mode d'exécution de l'invention, les deux surfaces antérieure et postérieure de la zone périphérique débordante de la plaque métallique se 20 trouvent en contact avec le milieu ambiant. Selon un autre mode d'exécution, seule la surface postérieure de la zone périphérique débordante de la plaque métallique délimitée par le joint postérieur est en contact avec le milieu ambiant. Selon une autre caractéristique de l'invention, le joint assurant l'étanchéité 25 entre le couvercle et l'extrémité antérieure du corps est un joint plat qui recouvre la surface antérieure de la zone périphérique débordante de la plaque métallique d'échange thermique. Selon une autre caractéristique de l'invention, la zone périphérique débordante se trouve en contact avec le milieu ambiant via des ouïes ménagées 30 dans le pourtour de la partie supérieure du corps. -6 Selon encore une autre caractéristique, la partie postérieure du corps affecte la forme d'un tube dont une portion de sa surface externe comporte un filetage permettant la fixation de celui-ci sur une paroi de piscine. Selon encore une autre caractéristique, un culot de montage constitué par une bague munie d'un filetage extérieur est rapporté fixement autour de la partie postérieure tubulaire du corps, ledit culot étant pourvu d'une collerette par l'intermédiaire de laquelle il se trouve fixé au moyen de vis sur la partie arrière du corps entourant la partie postérieure tubulaire de ce dernier. Selon encore une autre disposition caractéristique, les connexions du circuit imprimé et les composants fixés sur cette dernière sont logés à l'intérieur de la chambre postérieure du corps, à l'arrière de la plaque métallique. Selon une autre disposition caractéristique avantageuse, la plaque métallique d'échange thermique est réalisée en aluminium anodisé. De cette manière la plaque métallique en contact avec l'eau ne subit pas 15 la corrosio, ce qui n'altère pas la durée de vie du matériel. 5. Liste des figures Les buts, caractéristiques et avantages ci-dessus, et d'autres encore, ressortiront mieux de la description détaillée qui suit et des dessins annexés dans lesquels : 20 La figure 1 est une vue en perspective d'un premier mode de réalisation d'un dispositif d'éclairage selon l'invention. La figure 2 est une vue de dessous d'un dispositif d'éclairage selon la figure 1 La figure 3 est une vue en coupe en perspective du dispositif d'éclairage 25 selon le premier mode de réalisation. La figure 4 est une vue de détail en coupe axiale du dispositif représenté à la figure 3. La figure 5 est une vue en coupe d'un dispositif d'éclairage, selon l'invention, installé dans une paroi d'un bassin de piscine. 2967476 -7- La figure 6 est une vue en coupe axiale et en perspective d'un deuxième mode de réalisation selon l'invention. La figure 7 est une vue de détail en coupe axiale du dispositif représenté à la figure 6. 5 La figure 8 est une vue en coupe axiale et en perspective d'un troisième mode de réalisation selon l'invention. La figure 9 illustre une vue de détail en coupe axiale du dispositif représenté à la figure 8. 6. Description détaillée 10 On se réfère auxdits dessins pour décrire des exemples intéressants, quoique nullement limitatifs, de réalisations du dispositif d'éclairage subaquatique selon l'invention. Dans l'exposé qui suit et dans les revendications, les termes «avant », « arrière », « antérieur », « postérieur » sont employés par référence à la 15 situation du projecteur lorsqu'il est installé en position d'utilisation. Selon un premier mode de réalisation de l'invention illustré sur les figures 1 à 5, le dispositif d'éclairage ou projecteur 1 comprend un boitier ou enveloppe extérieure constituée d'un corps 2 ou cuvette et d'un couvercle 3 transparent ou translucide réalisés en matière isolante. Avantageusement, le corps 2 et le 20 couvercle 3 sont réalisés en toutes matières plastiques rigides convenables. Ce corps 2 de forme sensiblement concave est évidé et comporte une extrémité antérieure ouverte 6, sur laquelle est fixé, par exemple au moyen de vis 10, le couvercle 3 permettant la diffusion de la lumière dans la piscine et autour de son environnement direct et assurant la protection des moyens 25 d'éclairage disposés à l'arrière dudit couvercle 3 comme indiqué ci-après. Le projecteur 1 comprend encore une plaque métallique 4 d'échange thermique disposée entre le couvercle 3 transparent et l'extrémité antérieure ouverte 6 du corps évidé 2. Cette plaque 4 est serrée, par l'intermédiaire de sa bordure, entre le couvercle 3 transparent et l'extrémité antérieure ouverte 6 du 30 corps 2 au moyen d'une bride annulaire 23 et des vis 10 assurant la fixation du couvercle 3 sur l'extrémité avant du corps2. Le couvercle 3 peut être constitué par une lentille grossissante. La plaque d'échange thermique 4 délimite ainsi, d'une part avec la surface interne du couvercle 3, une chambre antérieure 12, et, d'autre part, avec 5 la surface interne du corps 2, une chambre postérieure 11. L'étanchéité entre les chambres 11 et 12 du boitier est obtenue à l'aide de joints d'étanchéité annulaires 8 et 9 placés de part et d'autre de la bordure périphérique de la plaque métallique 4. De manière avantageuse, le joint d'étanchéité antérieur 8 disposé entre la 10 plaque métallique 4 et le couvercle 3 est constitué par un joint plat annulaire couvrant la totalité de la surface antérieure 16 de la zone périphérique débordante 14. D'autre part, le joint d'étanchéité postérieur 9 disposé entre l'extrémité antérieure ouverte 6 et la plaque métallique 4 est un joint torique annulaire. 15 Dans la chambre antérieure 12 est installé le système d'éclairage, alors que dans la chambre postérieure 11 sont positionnés les composants électroniques 25 assurant le fonctionnement et le contrôle du système d'éclairage. Ce dernier comprend un circuit imprimé 5 fixé sur la plaque 4 d'échange thermique et sur laquelle est connecté un ensemble de LEDs 13 20 représentant la source d'éclairage du projeteur 1 proprement dit. Ces LEDs 13 sont généralement des LEDs de puissance bien connus par l'Homme du métier. Il peut s'agir des LEDs 13 de couleur blanche ou de couleurs variées. De manière avantageuse, le circuit imprimé 5 repose sur une couche 25 isolante constituée de résine, par l'intermédiaire de laquelle il est fixé sur la plaque métallique 4 d'échange thermique, par exemple au moyen de rivets 18 étanches. Les connexions 19 du circuit imprimé 5 et les composants 25 fixés sur cette dernière sont logés à l'intérieur de la chambre postérieure 12 du corps 2, à l'arrière de la plaque métallique 4. Par ailleurs, le corps 2 comprend, dans sa partie arrière 7, un renfoncement 32 orienté vers l'intérieur du corps appelé à recevoir des moyens de fixation pour son ancrage dans la paroi de la piscine. Cette plaque 4 d'échange thermique comporte une zone périphérique 14 5 qui s'étend à l'extérieur du joint annulaire postérieur 9 jusqu'à la périphérie de la plaque métallique 4. Selon une disposition caractéristique de l'invention, cette zone périphérique débordante 14 s'étend dans le même plan P que celui dans lequel est comprise la partie restante de la plaque 4 de dissipation thermique, laquelle 10 forme la séparation des chambres antérieure 11 et postérieure 12. De la sorte la plaque métallique 4 d'échange thermique est totalement plane. Selon l'invention, cette zone périphérique débordante 14 comprend une surface antérieure 16 et une postérieure 15 dont l'une au moins se trouve en contact avec le milieu ambiant, c'est-à-dire avec l'eau, de sorte à assurer le 15 refroidissement de la plaque métallique 4, lorsque le projecteur 1 est immergé. Pour ce faire, le corps 2 présente sur le pourtour de son extrémité antérieure ouverte 6, une pluralité d'ouïes 17 se trouvant en regard de la surface postérieur 15 de la zone périphérique débordante 14 de la plaque métallique 4 et autorisant la pénétration de l'eau qui se trouve ainsi en contact avec la surface 20 postérieure 15 de la zone périphérique débordante 14 de la plaque d'échange thermique 4. La partie arrière 7 du corps 2 peut être conformée et agencée, de manière connu, pour permettre son montage dans une niche N équipant une ou plusieurs des parois des piscines ou autres sites à éclairer, cette niche N 25 contenant les arrivées des conducteurs électriques d'alimentations. Par exemple, cette partie arrière 7 peut présenter une forme cylindrique et comporter un filetage extérieur 20 permettant sa connexion par vissage à une douille d'alimentation. Selon un deuxième mode d'exécution illustré sur les figures 6 et 7, les 30 deux surfaces antérieure 16 et postérieure 15 de la zone périphérique 2967476 -10- débordante 14 plaque métallique 4 se trouvent en contact avec le milieu ambiant, c'est-à-dire avec l'eau lorsque le projecteur 1 est immergé. De cette manière, la dissipation thermique est plus efficace pour le refroidissement des chambres 11', 12' et des éléments 5, 13 et des composants 25, respectivement logés dans celles-ci. Selon ce mode d'exécution, la délimitation de la surface antérieure 16 de la zone périphérique débordante 14 de la plaque métallique 4 en contact avec le milieu ambiant peut être obtenue par l'interposition d'un joint torique annulaire 22 prenant appui contre ladite surface antérieure 16, à distance du bord périphérique de ladite plaque métallique 4. Le mode d'exécution illustré aux figures 8 et 9 diffère encore de celui représenté sur les figures 1 à 5, par le fait que la partie postérieure 7' du corps 2 affecte la forme d'un tube dont l'extrémité est fermée par un fond 24, au travers duquel passent les connexions 19 d'alimentation. Cette partie postérieure tubulaire 7' délimite la chambre postérieure 11' dans laquelle sont positionnés les composants 25. D'autre part, un culot de montage 28 constitué par une bague munie d'un filetage extérieur 29 est rapporté fixement autour de la partie postérieure tubulaire 7' du corps 2. Ce culot 28 est pourvu d'une collerette 30 par l'intermédiaire de laquelle il est fixé au moyen de vis 31 sur la partie arrière 7' du corps 2 entourant la partie postérieure tubulaire 7' de ce dernier. Ce culot de montage 28 à vis permet la fixation du projecteur 1 dans l'une quelconque des douilles dédiées à la réception des projecteurs 1 et auxquels aboutissent les conducteurs électriques d'alimentation équipant les parois des piscines ou les autres sites équipés d'un système d'éclairage à LEDs. Le montage de ce projecteur 1 est ainsi plus rapide et plus facile à exécuter. L'étanchéité de ce mode d'exécution est obtenue à l'aide de deux joints annulaires antérieur 26 et postérieur 27 respectivement placés entre la plaque métallique 4 et le couvercle 3 et entre la plaque métallique 4 et le corps 2. La plaque métallique 4 d'échange thermique est avantageusement constituée par une plaque d'aluminium anodisé. De la sorte, la durée de vie de la plaque 4 métallique est allongée par suite de sa résistance à la corrosion. REVENDICATIONS1. Dispositif d'éclairage (1) subaquatique comprenant un boitier ou enveloppe extérieure constituée d'un corps (2) évidé comportant une extrémité antérieure ouverte (6) et un couvercle (3) transparent fixé sur ladite extrémité antérieure ouverte (6) du corps (2), une plaque métallique (4) d'échange thermique étant serrée, par l'intermédiaire de sa bordure périphérique et de joints d'étanchéité annulaires respectivement antérieurs (8 ; 22 ; 26) et postérieurs (9 ; 21 ; 27) entre ledit couvercle (3) transparent et ladite extrémité antérieure ouverte (6), cette plaque (4) d'échange thermique délimitant, à l'intérieur de ladite enveloppe, une chambre postérieure (11 ;11') et une chambre antérieure (12 ; 12') dans laquelle est installé le système d'éclairage comprenant un circuit imprimé (5) fixé sur ladite plaque (4) d'échange thermique et sur laquelle est connecté un ensemble de LEDs (13), une zone périphérique débordante (14) de la plaque (4) d'échange thermique s'étendant à l'extérieur d'au moins l'un desdits joints annulaires (8, 9 ; 21, 22 ; 26, 27), caractérisé en ce que cette zone périphérique débordante (14) s'étend dans le même plan (P-P) que celui dans lequel est comprise la partie restante de la plaque (4) qui est ainsi totalement plane et se trouve disposée dans des conditions telles que l'une au moins des surfaces antérieure (16) ou postérieure (15) de cette zone périphérique débordante (14) se trouve en contact avec le milieu ambiant, c'est-à-dire avec l'eau assurant son refroidissement, lorsque le projecteur (1) est immergé. 2. Dispositif d'éclairage subaquatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux surfaces antérieure (16) et postérieure (15) de la zone périphérique débordante (14) de la plaque métallique (4) se trouvent en contact avec le milieu ambiant. 2967476 -13- 3. Dispositif d'éclairage subaquatique selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que seule la surface postérieure (15) de la zone périphérique débordante (14) de la plaque métallique (4) délimitée par le 5 joint postérieur (9 ; 21 ; 27) est en contact avec le milieu ambiant. 4. Dispositif d'éclairage (1) subaquatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le joint assurant l'étanchéité entre le couvercle (3) et l'extrémité antérieure (6) du corps (2) est un joint plat (8 ; 26) qui 10 recouvre la surface antérieure (16) de la zone périphérique débordante (14) de la plaque métallique (4) d'échange thermique. 5. Dispositif d'éclairage (1) subaquatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la zone périphérique débordante (14) 15 se trouve en contact avec le milieu ambiant via des ouïes (17) ménagées dans le pourtour de la partie supérieure du corps (2). 6. Dispositif d'éclairage (1) subaquatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la partie postérieure (7') du corps 2 20 affecte la forme d'un tube dont une portion de sa surface externe comporte un filetage (20) permettant la fixation de celui-ci sur une paroi de piscine. 7. Dispositif d'éclairage (1) subaquatique selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'un culot de montage (28) constitué par une bague munie 25 d'un filetage extérieur (29) est rapporté fixement autour de la partie postérieure tubulaire (7') du corps (2), ledit culot (28) étant pourvu d'une collerette (30) par l'intermédiaire de laquelle il se trouve fixé au moyen de vis (31) sur la partie arrière (7') du corps (2) entourant la partie postérieure tubulaire (7') de ce dernier. 8. Dispositif d'éclairage (1) subaquatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les connexions (19) du circuit imprimé (5) et les composants (25) fixés sur cette dernière sont logés à l'intérieur 2967476 -14- de la chambre postérieure (12) du corps (2), à l'arrière de la plaque métallique (4). 5 9. Dispositif d'éclairage (1) subaquatique selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la plaque métallique (4) est réalisée en aluminium anodisé.