Brevet FR3048054A1 — publié le 20170825

- 1 - SYSTEME D'ECLAIRAGE Domaine de l'invention La présente invention concerne le domaine de l'éclairage à diodes électroluminescentes et plus particulièrement la réduction de l'attirance des insectes hématophages tels les moustiques. Il est bien connu que la lumière artificielle attire les insectes, notamment les moustiques Aedes Agypti, qui sont reconnus comme « dangereux », car porteur de maladie comme la Dengue, la fièvre jaune, le Chikungunya ou du virus Zika. L'éclairage nocturne dans les régions infestées par des insectes hématophages pose de grandes difficultés car les usagers se rapprochent des sources de lumières pour vaquer à leurs occupations, et se trouvent donc dans une zone attirant naturellement les insectes hématophages attirés par la lumière. Solution de l'art antérieur Pour répondre à ce problème, on a proposé dans l'art antérieur différentes solutions. Une première solution décrite dans le brevet US7835631 combine une lampe et un dispositif de distribution de substance volatile insectifuge. De la lumière est produite par des ampoules ou des diodes électroluminescentes (DEL) tandis qu'un insectifuge est distribué par chauffage d'un insecticide volatilisable. L'insecticide et la lampe portable peuvent être utilisés soit simultanément soit indépendamment l'un de l'autre. Un deuxième type de solution est décrit dans la demande de brevet internationale W02015035667 décrivant un 35 piège à moustiques. Le piège à moustiques comprend une 3048054 - 2 - enveloppe, un tube lampe et une bobine conductrice tous deux fixés dans l'enveloppe. Le tube lampe émet de la lumière et la bobine conductrice est connectée électriquement. À cause de la phototaxie du moustique, la lumière émise par le tube lampe 5 attire le moustique, et la bobine conductrice connectée électriquement tue le moustique directement en utilisant un courant continu lorsque la bobine conductrice entre en contact avec le moustique. 10 Inconvénients de l'art antérieur Les solutions de l'art antérieur ne sont pas satisfaisantes car elles se contentent de traiter les moustiques attirés par la source lumineuse, mais pas à réduire 15 l'attractivité sur les insectes de la source lumineuse. Solution apportée par l'invention Afin de remédier à ces inconvénients, l'invention 20 concerne selon son acception la plus générale un système d'éclairage comprenant au moins une diode électroluminescente fournissant de la lumière dans des longueurs d'ondes définies, ledit système d'éclairage étant pourvu de convertisseurs optiques capable de convertir une partie de la lumière visible 25 émise par la diode électroluminescente en lumière visible dans une autre plage de longueurs d'ondes caractérisé en ce que ledit convertisseur comporte de préférence un matériau optiquement actif modifiant le spectre d'émission pour augmenter, par rapport au spectre nominal de la diode 30 électroluminescente, l'énergie dans la bande comprise entre 530 et 590 nm, par rapport à l'énergie dans la bande inférieure à 530 nm. Cette solution permet de réduire l'attractivité pour les insectes et pas seulement de traiter les insectes 35 attirés par la source lumineuse. 3048054 - 3 Avantageusement, la diode électroluminescente est encapsulée dans un matériau transparent dopé avec au moins un composé photoluminescent assurant une conversion du spectre d'émission nominal de la diode vers un spectre augmentant 5 l'énergie lumineuse dans la bande comprise entre 530 et 590 nm. Selon une variante, la diode électroluminescente est encapsulée dans un matériau transparent revêtu par un filtre passe-bande dans la plage comprise entre 530 et 590 nm. 10 Selon un mode de réalisation particulier, la diode électroluminescente est associée à une lentille optique comportant sur au moins une de ses surfaces un revêtement dichroïque. Avantageusement, ledit revêtement dichroïque 15 présente une courbe de transmission d'au moins 95% dans une bande spectrale comprise entre 530 et 590 nm. Description détaillée d'un exemple non limitatif de l'invention 20 La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un exemple non limitatif de l'invention qui suit, se référant aux dessins annexés où : - la figure 1 représente une vue schématique d'un 25 premier exemple de réalisation d'un système d'éclairage selon l'invention - la figure 2 représente une vue schématique d'un deuxième exemple de réalisation d'un système d'éclairage selon l'invention 30 - la figure 3 représente le spectre lumineux du système d'éclairage susvisé - la figure 4 représente une vue schématique d'un troisième exemple de réalisation d'un système d'éclairage selon l'invention 3048054 - 4 - - la figure 5 représente une vue schématique d'un quatrième exemple de réalisation d'un système d'éclairage selon l'invention 5 La figure 1 représente un premier exemple de mise en oeuvre d'un système d'éclairage selon l'invention. Il comprend un composant semi-conducteur LED (1) associé à un support métallique de thermorégulation. Le composant LED (1) 10 est connecté à deux pattes de liaison électrique (3, 4). Cet ensemble est noyé dans un socle (5) en matière plastique opaque présentant une cavité (6) remplie par un polymère transparent (7) mélangé à une couche de luminophore pour modifier la courbe spectrale émise par le composant (1) de 15 façon à augmenter l'énergie lumineuse dans la bande comprise entre 530 et 590 nanomètres. L'augmentation de l'énergie lumineuse dans cette bande peut être obtenue par des luminophores absorbant une partie de l'énergie dans les longueurs d'onde inférieure à 530 nm et réémettant à des 20 longueurs d'ondes plus grandes, supérieures à 530 nm. L'ensemble est surmonté par une lentille collée ou surmoulée, par exemple en PMMA. La figure 2 représente une variante de réalisation comportant une lentille transparente hémisphérique (9) 25 présentant un revêtement dichroïque. Le système d'éclairage selon cet exemple présente un rendement de 145 lm/W (ou 2395 lm) à 500 mA. Le composant LED produit une lumière présentant une température de couleur de 4000K ± 200K. 30 Le composant LED (1) peut être un module de type Chip on Board (COB), un ensemble de LED mid-power (sans optique primaire), ou encore un ensemble de LED high power sur leur circuit imprimé (PCB) constituant une seule et même source optique. . 3048054 - 5 - Le module comprend une lentille hémisphérique (9) en verre ou en polymère tel que le polycarbonate, le poly(méthacrylate de méthyle) (souvent abrégé en PMMA, de l'anglais Poly(methyl methacrylate)) ou polydiméthylsiloxane, 5 communément appelé PDMS ou diméthicone. Cette lentille (9) est mise en forme un revêtement dichroïque passe-bande avec transmission spécifique entre 530 nm et 590 nm. Lorsqu'un revêtement anti-reflet est rajouté sur la lentille, la perte de puissance optique entre une lentille 10 avec revêtement dichroïque avec anti-reflet et la même lentille sans revêtement dichroïque avec anti-reflet est égale à 2,4%. La couche formant le revêtement dichroïque peut être formée par un traitement réalisé sous vide par une 15 brumisation d'oxyde de métaux rares (titane, chrome, d'aluminium, de zirconium, de magnésium ou de silicium). La conversion de longueur d'onde opérée par les revêtements dichroïques augmente la part de puissance optique perçue par l'oeil par rapport au verre sans revêtement. Malgré 20 la perte globale de puissance optique démontrée ci-dessus, le flux lumineux mesuré avec revêtement est donc plus important que le flux lumineux mesuré sur le verre témoin. La variation de rendement (en lm/W) en fonction du courant suit par conséquent les courbes suivantes. 25 Les spectres mesurés sur le module LED avec les différents verres testés sont donnés sur la figure 3, représentant pour la courbe (11) le spectre en l'absence de traitement dichroïque, et en courbe (12) avec le traitement 30 dichroïque. Ces spectres se composent d'un premier pic bleu à 450 nm qui est celui du semi-conducteur GaN utilisé pour les LED, et de deux pics secondaires respectivement à 535 nm et 595 nm, qui représentent l'émission du luminophore ajouté dans 35 l'encapsulant (6). Ces pics secondaires correspondent au 3048054 - 6 phénomène d'absorption-réémission opérant à travers l'encapsulant mélangé au luminophore lorsque ce dernier est excité par la source LED émettant une longueur d'onde centrale proche de 450nm. 5 Les performances colorimétriques mesurées sur les verres avec revêtement montrent une variation de température de couleur par rapport au verre témoin, température qui passe environ de 4800K à 4200K ou 4300K selon les cas. Cette fonction est optionnelle dans la composition du revêtement 10 dichroïque. Additionnellement, la couche anti-reflet permet de réduire les pertes optiques dues à la réflexion totale interne qui opèrerait sans la présence de cette dernière. 15 Les essais ont permis de comparer l'attraction des systèmes d'éclairage selon l'invention sur les moustiques. Les essais ont été réalisés en utilisant une chambre bifurquée (appelée par l'Homme du métier « Y-maze »), 20 chaque branche comportant une source de lumière. L'efficacité est estimée par la mesure du nombre de moustiques s'orientant dans les branches en fonction de la source de lumière qu'elle contient, et également en fonction du nombre de moustiques restant dans les branches au bout d'un certain temps. 25 Lorsqu'une branche est éclairée par une lampe halogène et l'autre est placée dans l'obscurité, 66% des moustiques s'orientent vers la branche éclairée par la source halogène. Lorsque l'une des branches est éclairée avec une 30 source halogène et l'autre avec un système selon l'invention, 80% des moustiques se dirigent et restent vers la branche éclairée par la source halogène. Lorsque l'une des branches est obscurcie et l'autre avec un système selon l'invention, 62% des moustiques se 35 dirigent et restent vers la branche obscurcie. 3048054 - 7 - La source d'éclairage selon l'invention est donc moins attractive, pour les moustiques, que l'obscurité, contrairement aux sources d'éclairage habituelles. La figure 4 représente une réalisation d'un système 5 d'éclairage selon l'invention constitué par un lampadaire à LED intégrant plusieurs modules LED dans un boîtier métallique étanche avec un verre (15) en face avant. Ce verre (15) est traité, par exemple par un revêtement dichroïque réalisant un filtre passe-bande dans la plage 530-590 nm. Le verre (15) 10 comporte aussi un revêtement anti-reflet. La figure 5 présente une autre variante d'un système d'éclairage, formé par un circuit imprimé (16) sur lequel sont monté des modules LED (18). Une lentille optique (18) moulée présentant un traitement formant un filtre passe- 15 bande dans la plage 530-590 nm recouvre les modules LED (18). REVENDICATIONS1 - Système d'éclairage comprenant au moins une diode électroluminescente fournissant de la lumière dans des longueurs d'ondes définies, ledit système d'éclairage étant pourvu de convertisseurs optiques capable de convertir une partie de la lumière visible émise par la diode électroluminescente (1) en lumière visible dans une autre plage de longueurs d'ondes caractérisé en ce que ledit convertisseur comporte de préférence un matériau optiquement actif modifiant le spectre d'émission pour augmenter, par rapport au spectre nominal de la diode électroluminescente, l'énergie dans la bande comprise entre 530 et 590 nm, par rapport à l'énergie dans la bande inférieure à 530 nm, pour réduire l'attractivité pour les insectes. 2 - Système d'éclairage selon la revendication 1 caractérisé en ce que la diode électroluminescente (1) est encapsulée dans un matériau transparent dopé avec au moins un 20 composé photoluminescent assurant une conversion du spectre d'émission nominal de la diode vers un spectre augmentant l'énergie lumineuse dans la bande comprise entre 530 et 590 nm. 25 3 - Système d'éclairage selon la revendication 1 caractérisé en ce que la diode électroluminescente est encapsulée dans un matériau transparent revêtu par un filtre passe-bande dans la plage comprise entre 530 et 590 nm. 30 4 - Système d'éclairage selon la revendication 1 caractérisé en ce que la diode électroluminescente est associée à une lentille optique comportant sur au moins une de ses surfaces un revêtement dichroïque. 3048054 - 9 5 - Système d'éclairage selon la revendication précédente caractérisé en ce que ledit revêtement dichroïque présente une courbe de transmission d'au moins 95% dans une bande spectrale comprise entre 530 et 590 nm. 5