Brevet FR3094072A1 — publié le 20200925

Description Titre de l'invention : Dispositif d'éclairage à LEDs de forme allongée Domaine technique [0001] L'invention concerne un dispositif d'éclairage à LEDs du genre comportant un châssis métallique formé à partir d'un profilé à section en U, le profilé s'étendant selon une direction principale, de sorte que le châssis comporte une base de laquelle font saillie deux ailes et est fermé par un capot principal de forme plane. Art antérieur [0002] L'éclairage est révolutionné ces dernières années par la disponibilité et l'efficience grandissante des diodes électroluminescentes, appelées aussi LED pour « light emitting diode ». Dans certaines configurations, les LEDs sont disposées en ligne à intervalle régulier sur une plaque de circuit électronique de forme allongée et sont alimentées en courant électiique depuis l'extrémité de la carte par l'intermédiaire d'un connecteur, et éventuellement un circuit d'alimentation qui adapte la tension et le courant aux caractéristiques des LEDs, à leur montage et aux besoins d'éclairage. [0003] Certains environnements sont agressifs et il est nécessaire de protéger le circuit de LEDs. Il est également utile de formater le faisceau lumineux afin de l'adapter aux besoins d'éclairage. Il est proposé dans le document CN207880617U un dispositif d'éclairage à LEDs réalisé à partir d'un châssis en profilé en alliage d'aluminium de forme générale en U. Le châssis comporte une base de laquelle font saillie deux ailes. La plaque de support des LED est placée le long de la base avec les faisceaux lumineux orientés à l'opposé de la base. Le dispositif comporte en outre un capot laissant passer la lumière et supporté par les ailes du profilé. À chaque extrémité, une plaque de forme rectangulaire est prévue pour fermer l'espace intérieur et est fixée par des vis avec un joint en élastomère interposé. [0004] Bien que répondant à des contraintes d'étanchéité, un tel dispositif a l'inconvénient de n'éclairer que selon un angle assez étroit, ce qui ne permet pas de répondre à tous les besoins d'éclairage. En particulier dans des ateliers de maintenance de véhicules terrestres, avec des fosses permettant à des opérateurs d'accéder à la face inférieure du véhicule, un tel dispositif est intéressant pour éclairer ladite face inférieure en étant disposé sur les parois verticales de la fosse, mais il laisse l'intérieur de la fosse dans la pénombre. Ceci est particulièrement vrai dans des ateliers de maintenance de matériel ferroviaire. Objectifs de l'invention [0005] C'est donc un objectif de proposer un dispositif d'éclairage de forme allongée très 2 résistant et apte à éclairer différentes surfaces. Exposé de l'invention [0006] Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un dispositif d'éclairage à LEDs comportant un châssis métallique formé à partir d'un profilé à section en U, le profilé s'étendant selon une direction principale, de sorte que le châssis comporte une base de laquelle font saillie deux ailes, un capot principal de forme plane supporté par les deux ailes, le capot principal, les ailes et la base délimitant entre eux un espace intérieur, le dispositif comportant en outre une bande de support maintenue contre la base et comportant une série de LEDs aptes à générer des faisceaux lumineux dans l'espace intérieur en direction du capot principal, caractérisé en ce que au moins l'une des ailes comporte au moins une ouverture s'étendant dans la direction longitudinale, chaque ouverture recevant un capot latéral, et en ce que le dispositif comporte en outre un diffuseur s'étendant dans la direction principale dans l'espace intérieur et apte à diffuser une part de la lumière des faisceaux en direction de l'ouverture et à élargir le faisceau lumineux issu respectivement du capot principal et du capot latéral. [0007] Un tel dispositif d'éclairage est adapté à une utilisation dans un environnement contraint, et il permet un éclairage de deux zones distinctes, par exemple avec un faisceau orienté vers le haut et un autre orienté vers le bas. Le diffuseur placé dans l'axe d'éclairage des LEDs placées sur la bande permet d'orienter une partie du flux en direction des ouvertures latérales pour créer un éclairage secondaire De plus, le diffuseur diminue l'intensité ponctuelle perceptible par un observateur. Les risques d'éblouissement sont diminués. Enfin, on constate également que le faisceau d'éclairage par le capot principal est élargi et varie moins abruptement en comparaison avec un éclairage obtenu directement par les LEDs de la bande. Concernant le faisceau issu des ouvertures, la présence du diffuseur permet de modifier sensiblement la direction du pic de luminance en comparaison avec le même dispositif sans diffuseur, avec un angle plus ouvert par rapport à la normale à la bande. De plus, la largeur de cc faisceau est nettement plus importante, ce qui permet d'éclairer une plus large zone. [0008] Selon une disposition constructive, le diffuseur est dans une matière translucide ou opale. La diffusion de la lumière est assurée à l'intérieur de la matière translucide ou opale. [0009] Selon une autre disposition constructive, le diffuseur est traité en surface pour créer ou compléter la diffusion de lumière. Ceci peut être en complément ou à la place de la disposition précédente. Le support est donc transparent ou translucide. [0010] Par exemple, le traitement de la surface est choisi dans le groupe comprenant un sablage, un dépoli, un relief en stries, un relief en prismes. Ce sont différentes techniques de réalisation de reliefs en surface, de plus ou moins grande ampleur, mais 3 qui ont pour effet de disperser la lumière dans différentes directions. [0011] Selon une disposition constructive, le diffuseur a une section en forme d'arche au- dessus de la bande. L'arche peut être en arc de cercle, d'ellipse ou d'une forme approchante. Elle peut être aussi polygonale. On s'assure ainsi que tous les faisceaux lumineux émis par le LEDs sont captés et diffusés par le diffuseur. Le diffuseur peut être en verre, mais il est préférentiellement en matière synthétique comme du polyéthylène, du polyméthacrylate de méthyle, du polycarbonatc. [0012] Selon un perfectionnement, le diffuseur est en appui élastique entre les deux ailes. La forme permet de lui donner de l'élasticité de telle sorte que le diffuseur soit en appui de part et d'autre contre les ailes, ce qui assure son maintien sans jeu. [0013] De manière complémentaire, le dispositif comporte une carte d'alimentation disposée à une extrémité du dispositif On peut ainsi réaliser l'alimentation en restant dans le même encombrement latéral. On peut connecter un câble d'alimentation par une extrémité du dispositif, dans le prolongement de la direction longitudinale. [0014] Selon un perfectionnement, le dispositif comporte un détecteur de présence pour commuter l'alimentation des LEDs en fonction de la détection de la présence d'une personne. Le détecteur peut être intégré à la carte d'alimentation ou être sur une carte dédiée connectée à la bande d'une part et à la carte d'alimentation d'autre part ou directement à un connecteur. [0015] Selon une disposition constructive, la bande de support est insérée dans deux rainures de support prévues dans le châssis en regard l'une de l'autre. La bande peut ainsi être maintenue contre la base, le montage s'effectuant par glissement dans la direction longitudinale. [0016] Selon un perfectionnement, les rainures de support s'étendent en outre perpendicu- lairement au plan de la base pour former des guides pour des conducteurs électriques. Selon les besoins de puissance ou de configuration électrique, il peut être nécessaire de connecter la bande par des conducteurs d'une extrémité à l'autre, ou à un point intermédiaire. Comme la bande surplombe l'extension de la rainure, un connecteur qui y est soudé ou fixé peut se placer dans l'extension sur toute la longueur du dispositif. [0017] Selon une disposition constructive, le dispositif comporte des moyens d'encliquetage pour fixer le capot principal, les moyens d'encliquetage comportant deux nervures (80) parallèles s'étendant perpendiculairement au plan du capot principal vers l'espace intérieur le long de l'une et l'autre des ailes du châssis, chaque nervure se terminant en forme de crochet en prise avec un talon de l'aile correspondante. On assure une fixation solide du capot principal sur le châssis, sans autre pièce de fixation. [0018] Selon un perfectionnement, le dispositif comporte des premiers moyens d'étanchéité comportant une surface de réception à l'extrémité de chaque aile, une rainure d'étanchéité et une côte complémentaire à la rainure d'étanchéité portés respec- tivement par le capot principal et. la surface de réception, ou inversement, et un adhésif interposé entre le capot. principal et la surface de réception. Lors du montage, l'adhésif peut être déposé dans la rainure d'étanchéité, puis en étant refoulé par la côte pour s'étaler sur la surface de réception. De plus, par rapport à une surface plane, les surfaces de contact liées par l'adhésif sont augmentées. [0019] Selon une disposition constructive, le dispositif comporte un flasque à chaque extrémité pour fermer l'espace intérieur et des deuxièmes moyens d'étanchéité comportant une tablette portée par le flasque, la tablette supportant une surface de réception, une rainure d'étanchéité et un adhésif interposé entre le capot principal et la surface de réception. On traite ainsi la question de l'étanchéité également aux extrémités du dispositif [0020] L'invention a aussi pour objet une utilisation d'un dispositif d'éclairage tel que décrit précédemment, dans laquelle le dispositif d'éclairage est accroché à une paroi verticale d'une fosse pour la maintenance d'un véhicule terrestre, la direction principale du dispositif étant horizontale, le faisceau issu du capot principal étant orienté vers le haut pour éclairer la face inférieur du véhicule placé au-dessus de la fosse, et le faisceau issu des ouvertures latérales étant orienté essentiellement vers le sol de la fosse. Le faisceau principal est reçu par la face inférieure du véhicule sur laquelle les travaux sont effectués pendant la maintenance. Le faisceau issu des ouvertures latérales éclaire la zone dans laquelle les opérateurs sont amenés à se déplacer et à stocker les outils ou le matériel à monter ou déjà démonté, ce qui est une mesure de sécurité. Bien que les yeux de l'opérateur puissent se trouver dans le faisceau principal, le diffuseur diminue fortement la luminance maximale que l'opérateur peut percevoir en regardant le dispositif par rapport à un dispositif à LEDs sans diffuseur. De plus le diffuseur permet un élargissement de la zone éclairée et avec une transition élargie entre la zone la plus fortement éclairée et les abords. L'efficience de l'éclairage est particulièrement importante. La fosse est par exemple dans un atelier de maintenance de matériel ferroviaire pour permettre d'accéder au-dessous d'une locomotive ou d'un wagon. Brève description des figures [0021] Les avantages et l'invention et d'autres objets de l'invention apparaîtront dans la des- cription détaillée qui suit, en lien avec les dessins qui l'accompagnent et parmi lesquels : [0022] [fig.]] : la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention ; [0023] [fig.2] : la figure 2 est une vue de dessus du dispositif de la figure 1; 100241 Ifig.31 : la figure 3 est une vue en bout du dispositif de la figure 1; [0025] [fig.4] : la figure 4 est une vue de côté d'un flasque du dispositif de la figure 1 ; [0026] [fig.5] : la figure 5 est une vue en coupe selon la ligne V-V de la figure 1 ; [0027] [fig.6] : la figure 6 est une vue en bout d'un diffuseur selon une variante de réalisation. [0028] [fig.7] : la figure 7 est une vue schématique d'une utilisation du dispositif de la figure 1 pour l'éclairage d'une fosse ; [0029] [fig.8] : la figure 8 est un diagramme montrant l'intensité lumineuse relative dans le cas d'un luminaire sans diffuseur et dans le cas avec diffuseur. Description détaillée [0030] On va maintenant décrire de manière détaillée un dispositif d'éclairage à LEDs conforme à un mode de réalisation de l'invention, en lien avec les figures 1 à 5. Le dispositif comporte un châssis 1 métallique formé à partir d'un profilé à section en V, réalisé par exemple par extrusion d'un alliage d'aluminium. Le châssis 1 s'étend selon une direction principale et comporte une base 10 de laquelle font saillie deux ailes 11, 12. Le dispositif comporte en outre un capot principal 2 de forme plane supporté par les deux ailes 11, 12, le capot principal 2, les ailes 11, 12 et la base 10 délimitant entre eux un espace intérieur 13. Le dispositif comporte en outre une bande 4 de support maintenue contre la base 10 et comportant une série de LEDs 40 aptes à générer des faisceaux lumineux dans l'espace intérieur 13 en direction du capot principal 2. L'une des ailes 11 comporte des ouvertures 14 s'étendant dans la direction longitudinale FI, chaque ouverture 14 recevant un capot latéral 3. Le dispositif comporte en outre un diffuseur 5 s'étendant dans la direction principale FI dans l'espace intérieur 13 et apte à diffuser une part de la lumière des faisceaux en direction des ouvertures 14. À une première la des extrémités du dispositif est prévu un premier flasque 6 pour fermer l'espace intérieur 13. À l'autre extrémité lb du dispositif, dite deuxième extrémité, est prévu un flasque de connexion 7 comportant un presse-étoupe 70 pour le passage d'un câble d'alimentation, non représenté. Le châssis 1 comporte deux rainures de support 15 en regard l'une de l'autre qui reçoivent la bande 4 de support de sorte que la bande 4 de support est maintenue contre la base 10. Les rainures de support 15 s'étendent en outre perpendiculairement au plan 6 de la base 10 sous le niveau de celle-ci pour former des guides 150 pour des conducteurs électriques, non représentés. La bande 4 comporte une série de LEDs 40 alignées dans la direction principale à intervalle régulier, par exemple de 3 à 6 mm. Les LEDs 40 sont placées pour éclairer perpendiculairement à la bande 4, avec un angle d'éclairage typiquement de 100' à 150'. Le châssis 1 comporte en outre deux rainures en croix 16 s'étendant sur la face extérieure de la base 10 et permettant de fixer le dispositif sur des supports, non représentés. Le capot principal 2 est également fabriqué par extrusion et a donc un profil constant. Il est fixé d'une part par des moyens d'encliquetage 8 comportant deux nervures 80 parallèles s'étendant perpendiculairement au plan du capot principal 2 vers l'espace intérieur 13 le long de l'une et l'autre des ailes 11, 12 du châssis 1. Les nervures 80 sont d'un seul tenant avec le capot principal 2. Chaque nervure 80 se termine en forme de crochet en prise avec un talon 81 de l'aile correspondante. Un tel capot principal 2 a typiquement une transmission optique supérieure à 85 % mesurée sur le flux. La fixation du capot principal 2 est complétée par des premiers moyens d'étanchéité 9 comportant une surface de réception 90 à l'extrémité de chaque aile 11, 12, une rainure d'étanchéité 92 dans la surface de réception 90 et une côte 91 complémentaire à la rainure d'étanchéité 92 portée par le capot principal 2. Un adhésif est interposé entre le capot principal 2 et la surface de réception 90, formant un complément de fixation et une étanchéité aux liquides. L'extrémité de chaque aile ii, 12 se termine par une lame 110, 120 qui fait saillie de la surface de réception 90 et s'étend le long d'un bord du capot principal 2 afin de protéger celui-ci contre des éventuels chocs. Les ouvertures 14 latérales sont créées par des usinages traversant la première aile 11 et sont de forme oblongue. Elles reçoivent les capots latéraux 3 fixés par des adhésifs en périphérie des ouvertures 14. Les capots latéraux 3 sont par exemple en polycarbonate ou en polyméthacrylate de méthyle et sont transparents. Le diffuseur 5 a pour fonction de réduire les risques d'éblouissement en homogénéisant la lumière diffusée par le capot principal 2 et par les ouvertures 14 latérales. En outre, il permet de répartir la lumière entre l'éclairage direct par le capot principal 2 et celui par les ouvertures 14. Il permet aussi de répartir la lumière sur de plus grands angles. Pour cela, le diffuseur 5 peut être dans une matière translucide ou opale. Alternativement ou en complément, le diffuseur 5 peut être traité en surface pour créer ou compléter la diffusion de lumière. Pour obtenir une surface diffusante, on peut réaliser un sablage de la surface, c'est-à dire une projection de particules sur la surface qui vont déformer et user la surface de manière irrégulière. On peut réaliser aussi un dépoli, c'est-à-dire réaliser une attaque chimique de la surface, en général à base d'acides et des sels. On peut aussi réaliser 7 une surface avec des reliefs, par exemple en stries ou en prismes, soit par usinage de la surface, soit par obtention directe par moulage, ou indirecte par marquage de la surface. Un tel diffuseur 5 a typiquement une transmission optique de 80 % mesurée sur le flux. L'utilisation du diffuseur 5 permet d'augmenter l'angle de diffusion à 50 % de la puissance lumineuse par le capot principal 2 supérieur de 12' supplémentaire par rapport à une utilisation sans diffuseur 5. De même, il permet de déplacer l'axe de puissance maximale du faisceau sortant des ouvertures 14 latérales. Dans une configuration, on a mesuré que cet angle valait 75' par rapport à la normale à la bande 4. Le diffuseur 5 a une section en forme d'arche au-dessus de la bande 4, et plus précisément une forme en demi-arc de cercle, comme montré sur la figure 3. Le diffuseur 5 est maintenu en place du fait qu'il est en appui élastique entre les deux ailes 11, 12, juste au-dessus de la bande 4. Dans cc cas, le diffuseur 5 est en matière synthétique. La figure 6 montre une variante de diffuseur 5' comportant des stries s'étendant longitudinalement sur la face intérieur du diffuseur 5'. Les flasques sont fixés par des vis qui traversent les flasques et se logent dans des rainures semi-ouvertes prévues dans la section du châssis 1. Les vis sont par exemple autotaraudeuscs. Un joint d'étanchéité, par exemple en élastomère, est interposé entre le châssis 1 et chaque flasque. En outre, chaque flasque 6, 7 comporte une tablette 60 faisant saillie vers l'espace intérieur 13 pour s'étendre juste sous le capot principal 2, la tablette 60 comportant une surface de réception 600 et une rainure d'étanchéité 602 de même profil que celles du châssis 1 et au même niveau. Ceci permet de compléter l'étanchéité de l'espace intérieur 13 avec de l'adhésif qui s'interpose entre la tablette 60 et le capot principal 2. Différentes configurations du dispositif peuvent être fournies. Le dispositif peut être prévu pour être alimenté en très basse tension, de sorte que les fils d'un câble d'alimentation, non représenté, sont connectés mécaniquement ou par soudure directement sur la bande 4. Dans une autre configuration, le dispositif comporte une carte d'alimentation, non représentée, disposée à la deuxième extrémité lb du dispositif. La carte d'alimentation se loge également dans les rainures de support 15 à la place de la bande 4 qui est ainsi raccourcie. On prévoit la connexion du câble à la carte d'alimentation et la connexion de la carte d'alimentation et de la bande 4. Dans une autre configuration, on prévoit en outre un détecteur de présence, non représenté pour commuter l'alimentation des LEDs 40 en fonction de la détection de la présence d'une personne. Ce détecteur comporte une cellule orientée à travers l'une des ouvertures 14 ou à travers le capot principal 2 afin de recevoir un signal de présence. Il peut être monté avec ou sans carte d'alimentation. Dans les deux cas, il coupe ou établit le circuit pour alimenter les LEDs 40 de manière à fournir de l'éclairage lorsque la présence d'une personne est détectée. 8 Comme le montre la figure 7, le dispositif peut être installé sur une paroi d'une fosse F pour que le flux principal S1 traversant le capot principal 2 éclaire le dessous d'un véhicule V placé au-dessus de la fosse F. L'axe de la normale à la bande est incliné par rapport à la verticale, par exemple d'un angle compris entre 30 et 45'. Le faisceau S2 issu des ouvertures latérales 14 éclaire alors le sol de la fosse F. La figure 8 montre un diagramme représentant l'intensité lumineuse relative au pic d'intensité en fonction de l'angle dans un plan perpendiculaire à la direction principale. L'angle 0 correspond à la normale à la bande, dans le sens d'éclairement. La courbe Cl représente une mesure de la bande seule sans diffuseur, alors que la courbe C2 représente la mesure avec le diffuseur en matière opalescente, tout autre paramètre étant égal par ailleurs. On constate que même si le faisceau est plus intense en pointe en l'absence de diffuseur, l'ajout de celui-ci permet d'élargir la zone éclairée. En particulier, alors que l'éclairement au-delà de 85' est nul sans diffuseur, il reste avec le diffuseur conséquent jusqu'à 100' et s'étend même au-delà. Si on considère le dispositif au complet, le faisceau passant par le capot principal correspond aux angles compris entre 0 et 45' et celui passant par les ouvertures latérales correspond aux angles compris sensiblement entre 70 et 110'. De plus, la variation d'éclairement est plus faible en fonction de l'évolution de l'angle. Dans le cas de la courbe Cl, on mesure une diminution de 1,85 %I', alors que pour la courbe C2, la variation est de seulement 0,7%r, cc qui diminue les contrastes. Le mode de réalisation vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple. Le dispositif pourrait comporter des ouvertures 14 sur les deux ailes 11. 12. 9