Brevet FR2988810A1 — publié le 20131004

La présente invention concerne un dispositif d'éclairage à diodes électroluminescentes. Un dispositif d'éclairage à diodes électroluminescentes comprend classiquement une ou plusieurs diodes électroluminescentes supportées par 5 un circuit imprimé. Compte-tenu des problématiques de développement durable, il importe que les dispositifs d'éclairage existants offrent une faible consommation d'énergie et une durée de vie importante. Il importe également pour le bon fonctionnement des dispositifs 10 d'éclairage existants que ces derniers disposent de solutions efficaces de dissipation thermique. Les dispositifs d'éclairage connus comprennent des moyens de dissipation thermique qui permettent de dissiper la chaleur générée en cours de fonctionnement. 15 Cependant, les moyens de dissipation thermique traditionnels sont parfois inadaptés à un usage dans un milieu hostile, par exemple chargé en poussière, humidité, etc., notamment à un usage extérieur, qui requiert la protection du circuit imprimé et des diodes électroluminescentes. Il apparaît donc que les dispositifs d'éclairage à diodes 20 électroluminescentes existants sont parfois soumis à des exigences contradictoires : dissipation efficace de la chaleur générée en fonctionnement d'une part, et protection de l'électronique d'autre part. Dans ce contexte technique, la présente invention vise à pallier tout ou partie de ces inconvénients en proposant un dispositif d'éclairage offrant à 25 la fois une dissipation thermique efficace de la chaleur générée en fonctionnement et une protection du circuit imprimé des agressions du milieu extérieur, tout en offrant une consommation énergétique moindre et une maintenance peu contraignante. A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif 30 d'éclairage à diodes électroluminescentes, caractérisé en ce qu'il comprend un bâti en forme de cadre délimitant une ouverture au travers de laquelle est destiné à circuler l'air ambiant, des moyens de fixation du bâti à un support, et au moins un module d'éclairage rattaché au bâti et disposé en travers de l'ouverture, chaque module d'éclairage comprenant un dissipateur thermique, 35 une partie optique assemblée au dissipateur thermique, et un circuit imprimé supportant au moins une diode électroluminescente formant source lumineuse, le circuit imprimé étant interposé entre la partie optique et le dissipateur thermique et enfermé dans l'ensemble formé par l'assemblage du dissipateur thermique et de la partie optique. Ainsi, le dispositif d'éclairage selon l'invention offre une dissipation 5 thermique efficace de la chaleur générée au cours de son fonctionnement en permettant la circulation d'air au travers de l'ouverture délimitée par le bâti, c'est-à-dire entre les modules d'éclairage, et à la fois une protection efficace du circuit imprimé et des diodes électroluminescentes encapsulées entre la partie optique et le dissipateur thermique. Enfin, les diodes électroluminescentes 10 permettent une consommation électrique moindre, une durée de vie importante, et nécessitent peu de maintenance. Selon une caractéristique du dispositif d'éclairage selon l'invention, chaque module d'éclairage comprend des moyens d'étanchéité agencés pour étanchéifier la jonction entre le dissipateur thermique et de la partie optique. 15 Selon un mode de réalisation, les moyens d'étanchéité comprennent au moins un organe d'étanchéité agencé autour du circuit imprimé. Le cas échéant, la partie optique et le dissipateur thermique peuvent être assemblés par serrage. 20 Selon un autre mode de réalisation, les moyens d'étanchéité comprennent une colle reliant le dissipateur thermique et la partie optique autour du circuit imprimé. Selon une possibilité, chaque module d'éclairage comprend au moins une rainure et au moins une nervure emboîtées et s'étendant en 25 périphérie du circuit imprimé. Selon une autre caractéristique du dispositif d'éclairage selon l'invention, le dispositif d'éclairage comprend des moyens de guidage destinés à l'écoulement des eaux pluviales ou de ruissellement. Les moyens de guidage permettent avantageusement de protéger 30 davantage encore le circuit imprimé en éloignant les eaux de ruissellement de la jonction entre le dissipateur thermique et la partie optique qui est la zone par laquelle de l'eau pourrait s'infiltrer en direction des diodes électroluminescentes. Selon un mode de réalisation, les moyens de guidage comprennent 35 au moins une aile latérale oblique s'étendant depuis un bord longitudinal de la partie optique ou du dissipateur thermique. Selon une caractéristique du dispositif d'éclairage selon l'invention, celui-ci comprend une pluralité de modules d'éclairage espacés d'une distance prédéterminée les uns des autres pour former entre deux modules d'éclairage adjacents une ouverture destinée au passage de l'air ambiant. Ainsi, les ouvertures entre chacun des modules d'éclairage permettent la circulation de l'air ambiant, par exemple par convection naturelle, au travers de l'ouverture délimitée par le bâti. De manière avantageuse, le dispositif d'éclairage selon l'invention comprend des moyens de protection disposés à l'aplomb de chaque module 10 d'éclairage. Cette caractéristique présente l'avantage de permettre la protection des modules d'éclairage, notamment de leur dissipateur thermique, de la chute d'un corps étranger. Selon une autre caractéristique du dispositif d'éclairage selon 15 l'invention, les moyens de protection sont conformés pour délimiter avec le bâti au moins un passage permettant la circulation d'air ambiant à travers l'ouverture délimitée par le bâti. Ce passage délimité par une partie des moyens de protection et une partie du bâti vise à permettre la circulation de l'air ambiant au travers de 20 l'ouverture délimitée par le bâti, et entre les modules d'éclairage : les moyens de protection n'obturent donc pas de façon hermétique l'ouverture délimitée par le bâti. Avantageusement, les moyens de protection comprennent un capot comprenant au moins un trou destiné à la circulation d'air ambiant à travers 25 l'ouverture délimitée par le bâti. Les trous, ou fentes, permettent la circulation de l'air ambiant à travers le capot de protection. Selon une possibilité, le support est un poteau dont une extrémité supporte le dispositif d'éclairage et dont une autre extrémité est destinée à être 30 rattachée au sol. Ainsi, le dispositif d'éclairage peut être utilisé par exemple comme réverbère pour l'éclairage de la voie publique ou comme source lumineuse dans un stade. Le support peut aussi correspondre à un mur ou un plafond. 35 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront clairement de la description ci-après d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue partiellement éclatée, en perspective et de dessus d'un dispositif d'éclairage selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue partiellement éclatée, de dessus et en perspective d'une partie d'un dispositif d'éclairage selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 3 est une vue partiellement éclatée, de dessus et en perspective d'une partie d'un dispositif d'éclairage selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 4 est une vue en perspective d'un module d'éclairage d'un dispositif d'éclairage selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 5 est une vue en perspective et en coupe d'un module d'éclairage d'un dispositif d'éclairage selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 6 est une vue éclatée, en perspective et de dessous d'un module d'éclairage d'un dispositif d'éclairage selon un mode de réalisation de l'invention, - les figures 7, 8, 9 et 10 sont des vues d'un dispositif d'éclairage selon un mode de réalisation de l'invention, illustrant son fonctionnement, - la figure 11 est une vue d'un mode particulier de réalisation d'un dispositif d'éclairage selon l'invention, - la figure 12 est une vue d'un mode particulier de réalisation d'un dispositif d'éclairage selon l'invention, - les figures 13 à 15 sont des vues d'un module d'éclairage d'un dispositif d'éclairage selon un mode particulier de réalisation de l'invention. La figure 1 montre un dispositif 1 d'éclairage selon un mode de réalisation de l'invention. Le dispositif 1 d'éclairage comprend un bâti 2 en forme de cadre, ici fermé. Le bâti 2 délimite une ouverture 3 permettant la circulation de l'air ambiant. Le bâti 2 peut être formé d'une pluralité de profilés 4 qui sont assemblés les uns aux autres, par exemple par encastrement comme illustré à la figure 2. Le dispositif 1 d'éclairage peut être fixé à un support, notamment un support élevé (c'est-à-dire d'une hauteur de l'ordre de quelques mètres), comme un poteau 5 partiellement représenté sur la figure 3. Le poteau 5 peut présenter une extrémité fixée au sol et une autre extrémité 10 à laquelle est destiné à être rattaché le dispositif 1 d'éclairage, par l'intermédiaire de moyens de fixation. Dans l'exemple de la figure 3, les moyens de fixation comprennent un corps 11 tubulaire creux autorisant le passage de câbles électriques. Une extrémité du corps 11 tubulaire creux est insérée dans le poteau 5, et une autre extrémité de ce corps 11 tubulaire creux supporte le dispositif 1 d'éclairage. Cette autre extrémité présente dans l'exemple de la figure 3 une forme sensiblement en U. Cette extrémité en forme de U comprend notamment deux pattes 12 destinées chacune à s'encastrer dans un des profilés 4 du bâti 2. Le dispositif 1 d'éclairage selon l'invention comprend au moins un module 15 d'éclairage. Chaque module 15 d'éclairage est rattaché au bâti 2, et 20 comprend un dissipateur 16 thermique, un circuit imprimé 17, et une partie optique 20, comme illustré aux figures 4, 5 ou 6. Le circuit imprimé 17 est interposé entre la partie optique 20 et le dissipateur 16 thermique. Il est enfermé dans l'ensemble formé par l'assemblage du dissipateur 16 thermique et de la partie optique 20. 25 Le dissipateur 16 thermique peut comprendre des extrémités 21 formant des portées destinées chacune à venir en appui contre une nervure 22 de l'un des profilés 4 du bâti 2, comme cela est illustré à la figure 2. Des moyens de fixation, comme une vis et un écrou 23, peuvent être utilisés pour solidariser chaque dissipateur 16 thermique au bâti 2. 30 Le dissipateur 16 thermique peut comprendre une pluralité d'ailettes 24, disposées dans le mode de réalisation décrit de manière sensiblement parallèle et à intervalles réguliers. Les ailettes 24 sont destinées à augmenter la surface d'échange thermique pour accroître la rapidité des échanges thermiques entre le dissipateur 16 thermique et l'air ambiant. 35 Comme cela est visible par exemple sur la figure 5, la partie optique 20 peut être assemblée contre le dissipateur 16 thermique, plus particulièrement contre la face du dissipateur 16 thermique opposée à celle à partir de laquelle s'étendent les ailettes 24. Chaque module 15 d'éclairage comprend une zone de jonction 42 du dissipateur 16 thermique et de la partie optique 20. La zone de jonction 42 5 entoure avantageusement le circuit imprimé 17. Chaque module 15 comprend avantageusement des moyens d'étanchéité agencés pour protéger le circuit imprimé 17. Selon le mode de réalisation des figures 13 à 15, les moyens d'étanchéité comprennent un organe d'étanchéité, par exemple un joint 10 d'étanchéité 26. Le joint d'étanchéité 26 entoure avantageusement le circuit imprimé 17. Comme cela est visible sur la figure 14, le joint d'étanchéité 26 est interposé entre la partie optique 20 et le dissipateur 16 thermique, dans la zone de jonction 42. Toujours selon le mode de réalisation des figures 13 à 15, la partie 15 optique 20 et le dissipateur 16 thermique sont assemblés par serrage l'un contre l'autre, de manière à comprimer le joint d'étanchéité 26. Selon le mode de réalisation illustré aux figures 4 et 5, les moyens d'étanchéité comprennent une colle agencée en périphérie du circuit imprimé 17 pour relier la partie optique 20 et le dissipateur 16 thermique. La colle est 20 avantageusement déposée dans la zone de jonction 42. Chaque module 15 d'éclairage peut comprendre de manière optionnelle au moins une rainure 25 et au moins une nervure 30 de formes complémentaires, s'étendant autour du circuit imprimé 17. Plus particulièrement, selon le mode de réalisation représenté sur 25 les figures 4 à 6, la ou les rainures 25 sont ménagées sur le dissipateur 16 thermique tandis que la ou les nervures 30 sont ménagées sur la partie optique 20. Ainsi, la partie optique 20 et le dissipateur 16 thermique sont conformés pour s'emboîter. Selon le mode de réalisation des figures 13 à 15, la ou les rainures 30 25 sont ménagées sur la partie optique 20 tandis que la ou les nervures 30 sont ménagées sur le joint d'étanchéité 26. Comme cela est illustré aux figures 13 à 15, la partie optique 20 peut comprendre au moins un presse-étoupe 27 adaptés pour le passage de câbles électriques et contribuant à l'étanchéité du module 15 d'éclairage. 35 Comme cela est visible sur la figure 5, la partie optique 20 peut comprendre un logement 31 destiné à recevoir le circuit imprimé 17. Ce logement 31 épouse avantageusement la forme du circuit imprimé 17, de sorte que ce dernier s'emboîte dans le logement 31. Dans l'exemple de la figure 2, le logement 31 est dimensionné pour contenir la totalité du circuit imprimé 17, de sorte que ce dernier s'insère 5 complètement dans le logement 31. La partie optique 20 comprend des logements de réception 32 de diodes électroluminescentes 33 formant source lumineuse. Elle comprend aussi une pluralité de lentilles 34. Les lentilles 34 peuvent correspondre à des pièces distinctes rattachées à la partie optique 20 10 ou bien être partie intégrante de la partie optique 20, c'est-à-dire former avec celle-ci une seule et même pièce. Les lentilles 34 sont conformées pour optimiser l'angle de diffusion de la lumière émise par les diodes électroluminescentes 33. Le circuit imprimé 17 comprend une face supérieure 35, qui peut 15 être destinée à venir en appui contre le dissipateur 16 thermique, et une face inférieure 40 destinée à venir en appui contre la partie optique 20 et supportant les diodes électroluminescentes 33. Les diodes électroluminescentes 33 sont reliées électriquement entre elles par l'intermédiaire du circuit imprimé 17. Il s'agit avantageusement de diodes de puissances, c'est-à-dire de diodes de 20 puissance supérieure à 1 Watt. Le dispositif 1 d'éclairage peut comprendre en outre des moyens d'alimentation électrique (non représentés) des diodes électroluminescentes 33, connus de l'homme du métier. Les moyens d'alimentation électrique peuvent notamment comprendre un transformateur 41, visible sur la figure 11. 25 Comme cela est visible sur la figure 6 (sur laquelle la partie optique 20 est représentée en transparence) ou sur la figure 13, le circuit imprimé 17 peut correspondre sensiblement à une plaque rectangulaire. Par plaque on entend tout élément dont une dimension (l'épaisseur) est négligeable par rapport aux deux autres. 30 Comme cela est visible notamment sur les figures 4 et 5 ou 13 à 15, chaque module 15 d'éclairage peut comprendre des moyens de guidage des eaux pluviales ou de ruissellement, agencés pour éloigner les eaux pluviales ou de ruissellement de la zone de jonction 42 entre la partie optique 20 et le dissipateur 16 thermique. Les flèches référencées 36 sur les figures 9 35 et 10 illustrent l'écoulement des eaux de pluie ou de ruissellement. Les moyens de guidage peuvent comprendre des ailes 43 latérales s'étendant depuis un bord longitudinal 44 de la partie optique 20. Comme cela est visible sur la figure 5, les ailes 43 latérales peuvent former avec la partie optique 20 une seule et même pièce. Chaque aile 43 latérale s'étend de manière oblique, et forme avec une paroi latérale 45 du dissipateur 16 thermique un angle a prédéterminé, compris par exemple entre 90° et 180°. Comme cela est représenté sur les figures 7 à 9, le dispositif 1 d'éclairage peut comprendre une pluralité de modules 15 d'éclairage. Le cas échéant, les modules 15 d'éclairage peuvent être disposés de manière sensiblement parallèle les uns par rapport aux autres et sont espacés du ou des modules 15 d'éclairage adjacents, de sorte que des ouvertures 50 destinées au passage de l'air ambiant et des eaux pluviales ou de ruissellement sont formées entre les modules 15 d'éclairage. Les flèches référencées 46 sur la figure 8 illustrent un mouvement de convection naturelle ascendant de l'air ambiant traversant les ouvertures 50. Le dispositif 1 d'éclairage peut aussi comprendre des moyens de protection des modules 15 d'éclairage, plus particulièrement de leur dissipateur 16 thermique. Ces moyens de protection peuvent comprendre, comme cela est illustré aux figures 1 et 3, et 7 à 9, un capot 51 de protection ou une grille de protection. Le capot 51 de protection est fixé au bâti 2, à l'aplomb des modules 15 d'éclairage pour les protéger de déchets, par exemple feuilles d'arbre ou sacs plastiques, qui pourraient recouvrir les dissipateurs 16 thermiques et altérer conséquemment leur fonctionnement. Le capot 51 de protection peut comprendre une pluralité de trous 54 ou fentes destinés au passage de l'air ambiant à travers le capot 51 de protection, comme cela est illustré à la figure 7 dans laquelle les flèches référencées 46 correspondent à un mouvement de convection naturelle ascendant de l'air ambiant Le capot 51 de protection est conformé pour délimiter avec le bâti 2 des passages 52 autorisant la circulation de l'air entre les modules 15 et au travers de l'ouverture 3 délimitée par le bâti 2. En d'autres termes, le capot 51 de protection est conformé pour ne pas obturer l'ouverture 3 délimitée par le bâti 2. Le capot 51 de protection peut ainsi présenter une forme partiellement cylindrique, de sorte que chacune de ses extrémités 53, en arc-de-cercle, libère un passage 52 entre le capot 51 de protection et le bâti 2. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus, ce mode de réalisation n'ayant été donné qu'à titre d'exemple. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par la substitution d'équivalents 5 techniques, sans pour autant sortir du domaine de protection de l'invention. Ainsi, le dispositif 1 d'éclairage pourrait comprendre un unique module 15 d'éclairage, comme cela est représenté sur la figure 12. Ainsi, au lieu d'être supporté par le poteau 5, le dispositif 1 d'éclairage peut être fixé contre une paroi murale ou suspendu à un plafond, 10 par exemple au moyen de sangles, et être utilisé en intérieur, notamment dans un hangar, un entrepôt ou une usine. REVENDICATIONS1. Dispositif (1) d'éclairage à diodes électroluminescentes, caractérisé en ce qu'il comprend un bâti (2) en forme de cadre délimitant une 5 ouverture (3) au travers de laquelle est destiné à circuler l'air ambiant, des moyens de fixation du bâti (2) à un support, et au moins un module (15) d'éclairage rattaché au bâti (2) et disposé en travers de l'ouverture (3), chaque module (15) d'éclairage comprenant un dissipateur (16) thermique, une partie optique (20) assemblée au dissipateur (16) thermique, et un circuit 10 imprimé (17) supportant au moins une diode électroluminescente (33) formant source lumineuse, le circuit imprimé (17) étant interposé entre la partie optique (20) et le dissipateur (16) thermique et enfermé dans l'ensemble formé par l'assemblage du dissipateur (16) thermique et de la partie optique (20). 15 2. Dispositif (1) d'éclairage selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque module (15) d'éclairage comprend des moyens d'étanchéité agencés pour étanchéifier la jonction entre le dissipateur (16) thermique et de la partie optique (20). 20 3. Dispositif (1) d'éclairage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'étanchéité comprennent au moins un organe d'étanchéité agencé autour du circuit imprimé (17). 4. Dispositif (1) d'éclairage à diodes électroluminescentes selon 25 l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque module (15) d'éclairage comprend au moins une rainure (25) et au moins une nervure (30) emboîtées et s'étendant en périphérie du circuit imprimé (17). 5. Dispositif (1) d'éclairage à diodes électroluminescentes selon 30 l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif (1) d'éclairage comprend des moyens de guidage destinés à l'écoulement des eaux pluviales ou de ruissellement. 6. Dispositif (1) d'éclairage à diodes électroluminescentes selon la 35 revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de guidage comprennent aumoins une aile (43) latérale oblique s'étendant depuis un bord longitudinal (44) de la partie optique (20) ou du dissipateur (16) thermique. 7. Dispositif (1) d'éclairage à diodes électroluminescentes selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de modules (15) d'éclairage espacés d'une distance prédéterminée les uns des autres pour former entre deux modules (15) d'éclairage adjacents une ouverture (50) destinée au passage de l'air ambiant. 8. Dispositif (1) d'éclairage à diodes électroluminescentes selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de protection disposés à l'aplomb de chaque module (15) d'éclairage. 9. Dispositif (1) d'éclairage à diodes électroluminescentes selon la 15 revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de protection sont conformés pour délimiter avec le bâti (2) au moins un passage (52) permettant la circulation d'air ambiant à travers l'ouverture (3) délimitée par le bâti (2). 10. Dispositif (1) d'éclairage à diodes électroluminescentes selon la 20 revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que les moyens de protection comprennent un capot (51) comprenant au moins un trou (54) destiné à la circulation d'air ambiant à travers l'ouverture (3) délimitée par le bâti (2).