Brevet FR3091573A1 — publié le 20200710

Description Titre de l'invention : MOBILIER URBAIN MODULAIRE CONNECTE Domaine de l'invention [0001] La présente invention concerne le domaine des mobiliers urbains connectés destinés à l'équipement de voirie pour la ville intelligente (smart city en anglais) ou la chaussée intelligente (smart road en anglais) et plus particulièrement des équipements placés en tête de mât pour un maillage territorial urbain ou routier. [0002] Les villes intelligentes doivent intégrer l'intelligence de systèmes embarqués capables de collecter et de communiquer avec de multiples systèmes, pour permettre une meilleur maîtrise des enjeux environnementaux et contraintes énergétiques, une meilleure collaboration entre les citoyens, les collectivités et les opérateurs de la ville, un développement de modèles économiques orientés sur les usages et intégration du numérique dans la ville. Avec l'Internet des Objets, les villes déploient un grand nombre de capteurs permettant de collecter pour un coût très faible des données provenant de n'importe quel système, et de les transmettre vers un système d'information centralisé ou réparti, ou encore vers des équipements individuels ou collectifs. [0003] Beaucoup de ces capteurs sont déployés en hauteur, pour éviter les dégradations mal- veillantes et aussi pour permettre un fonctionnement optimal. Ils nécessitent également un maillage dense pour fournir des données avec une bonne répartition géographique. 100041 On a proposé d'utiliser les luminaires urbains ou routiers pour intégrer des fonc- tionnalités additionnelles. État de la technique [0005] On connaît dans l'état de la technique la demande de brevet américain US20180045388A1 décrivant un système destiné à mettre à niveau et à adapter des lanternes d'éclairage publiques existantes. Le système permet de rajouter des communications cellulaires et sans fil à une lanterne d'éclairage publique pour fournir une largeur de bande supplémentaire par rapport à celle fournie par des antennes-relais de téléphone mobile classiques. Le système peut décharger la largeur de bande dans des zones autrement surchargées, telles que des zones urbaines denses. Le système peut comprendre des rouleurs mirai- ou micro-cellulaires, GPS, Wi-Fi, Bluetooth® et d'autres technologies micro-cellulaires et sans fil. Le système peut comprendre une lanterne d'éclairage publique conçue pour ressembler à des luminaires classiques existants et peut être adapté sur des poteaux et des supports de lanternes d'éclairage publiques existantes avec peu ou pas de modification au niveau du poteau et du 2 câblage. [0006] On connait aussi la demande de brevet EP3155317A2 qui se rapporte à un appareil et un procédé d'incorporation d'une caméra dans un réverbère qui comprennent une structure et/ou une fonction grâce auxquelles le réverbère comporte un premier compartiment qui inclut un réseau de LED conçu pour éclairer une zone située sous le réverbère. Un deuxième compartiment est couplé au premier compartiment, et il comporte une caméra dirigée vers la zone située sous le réverbère. Le deuxième compartiment est pourvu d'une fenêtre recouvrant la caméra, de telle sorte que cette caméra puisse recevoir la lumière en provenance de la zone située sous le réverbère mais que les passants ne voient pas ladite caméra. Un troisième compartiment est couplé au deuxième compartiment, et il est prévu pour fixer le réverbère sur un support vertical. Un conduit d'air passif se trouve entre le premier compartiment et le deuxième compartiment, et il sert à diriger l'air provenant de la zone située sous le réverbère vers la partie supérieure dudit réverbère. De préférence, l'alimentation électrique pour le réseau de LED est disposée dans un compartiment différent du premier compartiment. Un dispositif antireflet est de préférence monté sur la partie inférieure du premier compartiment et/ou du deuxième compartiment, et il est conçu pour protéger la caméra du reflet de la lumière et/ou des réflexions lumineuses provoqués par le réseau de LED. [0007] Le modèle d'utilité CN202580961 décrit un dispositif de réverbère à diode électrolu- minescente (DEL) de type combiné qui comprend un réverbère à DEL, un abat-jour, un contrôleur de température et de luminosité, un commutateur de courant alternatif source, un haut-parleur, une caméra, une coque externe, un support de lampadaire et un lampadaire. Le lampadaire à LED, le contrôleur de couleur et de luminosité, la source de tension constante du commutateur AC / DC, le haut-parleur et la caméra sont tous montés et fixés à l'intérieur de la coque extérieure, le contrôleur de couleur et de luminosité comprend un flux lumineux constant ajustable, un générateur de signal de réglage de la lumière à modulation de largeur d'impulsion (PWM) et un capteur de température, et une batterie de secours est installée à l'intérieur de la caméra. Le type de lampadaire combiné à LED possède des fonctions de diffusion et de contrôle-prise de vue en plus d'une fonction d'éclairage, et permet au lampadaire à LED d'émettre une lumière froide ou une lumière chaude en fonction de la hauteur et du minimum de la température ambiante, et permet au lampadaire à LED de modifier la puissance de sortie du réverbère à LED en fonction de la luminosité du ciel pendant la nuit, afin d'économiser de l'électricité. [0008] Inconvénients de l'art antérieur [0009] Les solutions de l'art antérieur ne sont pas totalement satisfaisantes car elles figent les fonctionnalités d'un équipement d'éclairage urbain. Or l'évolution rapide des technologies conduit à l'expression fréquente de nouvelles offres et possibilités fonc- 3 tionnelles, alors que les mobiliers urbains sont au contraire destinés à garantir une grande pérennité pour limiter les interventions sur la voie publique. [0010] En particulier, les mobiliers urbains, soumis aux intempéries, doivent garantir une grande robustesse pour assurer un fonctionnement fiable 24H sur 24 pendant plusieurs années, quelques soient les conditions climatiques. [0011] Solution apportée par l'invention [0012] Afin de remédier à ces inconvénients, la présente invention concerne un système modulaire multifonctionnel, et un mobilier urbain modulaire constitué par une coque et un couvercle en matière plastique formant un caisson étanche caractérisé en ce que ladite coque présente un raccord mécanique avec un mât et, sur une face extérieure au moins, un raccord mécanique pour l'accouplement d'un bloc lumineux, ledit caisson définissant un logement pour recevoir une pluralité de modules fonctionnels, ledit caisson présentant au moins une fenêtre transparente et au moins un connecteur électrique étanche, l'étanchéité entre ladite coque et ledit couvercle étant assurée par une gorge périphérique dans laquelle est logé un joint compressible, coopérant avec une bordure périphérique. [0013] Avantageusement, ladite coque présente sur deux faces latérales opposées un raccord mécanique pour l'accouplement d'un bloc lumineux. [0014] Selon une variante, ledit raccord avec une tête de mât est constitué par une rotule mé- tallique, orientable de ±90° dans le plan vertical. [0015] Selon une autre variante, ladite coque présente une paroi intérieure définissant ledit logement et une paroi extérieure séparée de ladite paroi intérieure par une lame d'air. [0016] Avantageusement, ledit couvercle présente des prolongements saillants pour l'insertion dans des lumières complémentaires de ladite coque, pour un raccordement par empiochage [0017] Selon un mode de réalisation particulier, ledit couvercle est verrouillé sur ladite coque par des grenouillères. [0018] L'invention concerne aussi un bloc lumineux constitué par une coque contenant au moins un module LED caractérisé en ce qu'il présente un raccord mécanique pour l'accouplement avec un mobilier m-bain modulaire conforme à la au mobilier susvisé, pour la réalisation d'une lanterne d'éclairage publique multifonction. [0019] Avantageusement, la surface intérieure supérieure de ladite coque présente une zone de liaison mécanique et thermique avec la surface arrière d'un circuit imprimé sur lequel sont soudées une pluralité de LED, une matrice lenticulaire étant associée à la face avant dudit circuit imprimé, l'ensemble formé par la matrice lenticulaire et le circuit imprimé étant vissé sur ladite zone de liaison mécanique et thermique. [0020] Description détaillée d'un exemple non limitatif de l'invention [0021] 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 : - Les figures 1 et 2 représentent des vues en perspective d'un premier exemple de réalisation de l'invention - Les figures 3 et 4 représentent des vues en perspective d'un deuxième exemple de réalisation de l'invention - La figure 5 représente une vue éclatée de l'invention - La figure 6 représente une vue en perspective d'un troisième exemple de réalisation de l'invention. [0022] Première variante de la structure d'un mobilier modulaire [0023] Les figures 1 et 4 représentent deux vues en perspective, de trois-quarts avant et de trois-quarts arrière. Le mobilier urbain modulaire est constitué essentiellement par trois parties complémentaires : - Un coffre (100) formé par une coque (110) fermée par un couvercle (150) - Un bloc lumineux (200) - Une tête de mat (300). [0024] Le coffre (100) est constitué d'une coque (110) en matière plastique moulée, de même que le couvercle (150). [0025] Cc coffre n'a pas de fonction de luminaire, mais est destiné à définir un caisson étanche recevant différents équipements électriques, modules de radiocommunication et capteurs divers. La réalisation en matière plastique permet la transmission des ondes radiofréquences, contrairement aux solutions de l'ait antérieur prévoyant un luminaire à parois métalliques. [0026] La coque (110) et le couvercle (150) ont également des fonctions de protection mécanique contre les intempéries, de résistance aux ultraviolets, de protection contre l'humidité et d'évacuation des calories produites par les équipements électriques. [0027] Pour répondre à ces différents objectifs, la matière plastique est de préférence un polyamide 6 (nom commercial : Nylon) par exemple un matériau thermoplastique ou un matériau à base de polyamide 6 (PA6), de fibres de verre et de charges minérales. [0028] Outre la transparence aux ondes électromagnétiques, la réalisation en matière plastique favorise la recyclabilité du mobilier urbain selon l'invention. [0029] Le couvercle (150) présente une fenêtre transparente (155) assurant une transmission de la lumière ambiante à l'intérieure du caisson, pour permettre à un capteur optique optionnellement intégré dans le caisson de mesurer la luminosité ambiante, ou l'intensité lumineuse dans un spectre optique donné, par exemple pour des mesures de pollution par un capteur d'un spectromètre de masse. Cette fenêtre (155) peut être complétée par un moyen d'obturation à l'intérieur du couvercle, pour l'occulter en l'absence de capteur. [0030] La coque (110) peut également comporter une ou plusieurs fenêtres transparentes (170) à sa partie inférieure, pour permettre d'intégrer optionnellement une caméra ou des capteurs optiques ou thermiques dans le caisson. [0031] La coque (110), et/ou le couvercle (150), présente également un ou plusieurs connecteurs étanches pour le raccordement optionnel d'un capteur ou d'un objet communiquant extérieur, par exemple un capteur de température, un microphone, une sonde pour l'analyse physico-chimique, ou tout autre équipement utile pour améliorer la perception de l'environnement. [0032] Optionnellement, le couvercle peut aussi recevoir un module photovoltaïque pour l'alimentation diurne des équipements électriques et électroniques présents dans le caisson (100), et/ou pour la recharge d'une batterie ou d'un super-condensateur assurant l'alimentation nocturne d'un bloc lumineux. [0033] La coque (110) présente à sa partie arrière un prolongement (120) définissant une surface d'articulation par rapport à une flasque (350) prévue à l'extrémité de la tête de niât (300). Cette flasque prolonge un élément tubulaire (355) pouvant être monté sur un niât. La liaison est assurée de manière connue par une vis filetée (360) permettant une orientation de la coque puis un blocage par un serrage de la vis pour maintenir l'angle recherché. [0034] La coque (110) présente du côté opposé à la tête de mât (300) une zone de rac- cordement mécanique d'un bloc lumineux optionnel (200). Cc bloc lumineux (200) comporte un module d'éclairage LED (220) protégé par une fenêtre transparente. Lc module d'éclairage LED (220) est relié électriquement à l'alimentation qui est logée dans le caisson (100). [0035] Le mobilier selon l'invention permet ainsi d'offrir une platefonne universelle dont les fonctionnalités sont modulables en fonction des besoins, pour une pluralité de fonctions de la ville intelligente ou de la route intelligente. Il évite la multiplication anarchique de « verrues » pour chaque fonctionnalité, d'optimiser l'alimentation des différents équipements connectés et d'équiper de manière évolutive un espace intelligent. [0036] Le verrouillage du couvercle (150) sur le coffre (110) est assuré par deux gre- nouillères (fermetures à levier) (130, 131). [0037] Dans la variante illustrée par les figures 3 et 4, la tête de mât est raccordée par une rotule avec un prolongement (120) prévu à la surface inférieure de la coque (110). [0038] Description détaillée du caisson [0039] La coque (110) présente une double-peau avec une première paroi extérieure (111) et une deuxième paroi intérieure (112) définissant entre elles une gorge. Le couvercle (150) présente une bordure périphérique (151) venant s'engager dans la gorge comprise entre les bordures périphériques des parois (111, 112). Un joint d'étanchéité compressible, par exemple en néoprène (152) est positionné dans la gorge. Des rai- 6 disscurs transversaux (113) renforcent la rigidité de la coque. [0040] Le couvercle (150) présente deux griffes (153, 154) s'engageant dans des logements complémentaires prévus sur la coque pour permettre un montage par empiochement avec un positionnement du couvercle puis un basculement et un verrouillage avec les grenouillères (130, 131). Éventuellement, un moyen de blocage permet de maintenir le couvercle en position ouverte. [0041] La paroi extérieure (111) assure une protection contre les projections de la zone de raccordement étanche du couvercle (150) avec la coque (110). [0042] Le fond de la coque est percé pour le passage d'une tige de liaison (121) assurant la fixation de l'embase (120) de la rotule avec la tête de mât (300). [0043] La face avant de la coque (110) ainsi que la face arrière présentent des lumières (114) pour le passage des câbles d'alimentation du bloc optique optionnel. Un joint (115) assure l'étanchéité du raccordement. [0044] Un circuit imprimé (180) reçoit les composants électroniques tels que des accu- mulateurs, un module électronique de management de la charge et de la décharge des accumulateurs (BMS), un module de télécommunication (181) avec son antenne, le contrôleur de module LED (« Driver » en anglais). La coque (110) comporte des emplacements pour recevoir d'autres modules électroniques ou capteurs. [0045] L'ensemble des composants sont intégrés à l'intérieur du caisson (100) et sont ainsi protégés contre le vandalisme et les intempéries. [0046] Le refroidissement est assuré par le couplage thermique avec la coque et l'évacuation des calories du fait de la conductivité du matériau plastique de la coque. [0047] Éventuellement, un capteur de température disposé dans la coque (110) fournit une information à un module de gestion électrique, pour désactiver les modules les moins critiques en cas de surchauffe. [0048] Détail du bloc lumineux [0049] Le bloc lumineux est constitué par une coque en matière plastique est de préférence un polyamide 6 (nom commercial : Nylon) ou un matériau à base de polyamide 6 (PA6), de fibres de verre et de charges minérales. [0050] Le matériau est choisi pour présenter une bonne conductivité thermique. Les modules LED (220) sont vissés sur une matrice (215) en matière plastique de même type, assurant un calage de l'horizontalité de la surface d'appui inférieure et la liaison avec la surface intérieure inclinée de la coque (200). Cette matrice (215) peut présenter une structure en nid d'abeilles. [0051] L'utilisation d'une matière plastique présente l'avantage, outre la perméabilité aux ondes électromagnétiques, d'une recyclabilité améliorée. [0052] La coque (200) est fermée par une fenêtre transparente (235) avec un joint d'étanchéité (225). 7 [0053] Variante de réalisation [0054] La figure 6 représente une variante de réalisation où le caisson (100) supporte deux blocs lumineux (200) raccordés sur les deux faces opposées de la coque (110). 8