Brevet FR3100056A1 — publié le 20210226

Description Titre de l'invention : Système d'émission de lumière destiné à être intégré au sein d'un élément préfabriqué de construction pour ouvrage de génie civil ou pour bâtiment. [00ol] L'invention concerne un système d'émission de lumière destiné à être intégré au sein d'un élément de construction, notamment au sein d'un élément préfabriqué de construction pour ouvrage de génie civil ou de construction. L'invention porte aussi sur un élément de construction, notamment préfabriqué, comprenant un tel système. L'invention porte encore sur un ouvrage de génie civil ou de construction comprenant un tel système ou un tel élément de construction. L'invention porte également sur un procédé de fabrication d'un tel élément de construction. [0002] Il est connu de réaliser des éléments de signalisation ou de décoration lumineuse sur des ouvrages de génie civil ou sur des ouvrages de construction ou bâtiment en rapportant sur ceux-ci, après construction, des équipements lumineux qu'il est nécessaire de fixer et de connecter électriquement. Une telle installation est longue, fastidieuse et coûteuse. [0003] On connaît également des ouvrages de construction dans la structure desquels sont insérés, en surface, des éléments phosphorescents pour réaliser des effets décoratifs. La durée d'éclairement de ces éléments phosphorescents est limitée En particulier, les éléments phosphorescents connus ne peuvent pas émettre de la lumière pendant toute une nuit. [0004] Le but de l'invention est de fournir un système remédiant aux inconvénients ci- dessus et améliorant les systèmes connus de l'an antérieur. En particulier, l'invention permet de réaliser un système d'émission de lumière dont l'installation est simplifiée et permettant une émission de lumière durant toute une nuit. [0005] Selon l'invention, un système d'émission de lumière est destiné à être intégré au sein d'un élément de construction, notamment au sein d'un élément préfabriqué de construction pour ouvrage de génie civil ou de construction. Le système comprend : - une source de lumière, - au moins un diffuseur de lumière présentant une première surface destinée à diffuser de la lumière et à être positionnée de manière visible au niveau d'une deuxième surface d'un élément de construction, et - un guide de lumière agencé de sorte à conduire de la lumière émise par la source de lumière jusqu'à l'au moins un diffuseur. [0006] Le guide de lumière peut comprendre une partie principale et au moins une partie se- condaire s'étendant. depuis la partie principale au niveau d'une première extrémité de 2 l'au moins une partie secondaire, notamment s'étendant perpendiculairement depuis la partie principale, l'au moins un diffuseur étant agencé au niveau d'une deuxième extrémité opposée à la première extrémité de l'au moins une partie secondaire. [0007] La partie principale peut comprendre un tube principal rectiligne ou sensiblement rectiligne, notamment de section ronde, ovale, carrée ou rectangulaire, et/ou l'au moins une partie secondaire peut comprendre au moins un tube secondaire rectiligne ou sensiblement rectiligne, notamment de section ronde, ovale, carrée ou rectangulaire. [0008] L'au moins un diffuseur peut avoir une forme de gravillon et/ou l'au moins un diffuseur peut être phosphorescent et/ou translucide et/ou transparent. [0009] Le système peut comprendre une batterie électrique. [0010] Le système peut comprendre un panneau photovoltaïque. [0011] Selon l'invention, un élément de construction, notamment élément de construction préfabriqué, comprend au moins un système défini précédemment. [0012] Selon l'invention, un ouvrage de génie civil ou de construction, comprend au moins un élément de construction défini précédemment. [0013] Selon l'invention, un procédé de fabrication d'un élément de construction défini pré- cédemment, comprend une étape de fourniture d'au moins un système défini précédemment et une étape de surmoulage d'un matériau de construction autour du système. [0014] Le procédé peut comprendre une étape de positionnement du système au sein d'un moule de sorte que la première surface de l'au moins un diffuseur de lumière soit positionnée de manière visible au niveau de la deuxième surface de l'élément de construction. [0015] Le dessin annexé représente, à titre d'exemples, un mode de réalisation d'un système selon l'invention et plusieurs modes de réalisation d'un élément de construction selon l'invention. [0016] [fig.1] La figure 1 représente schématiquement un mode de réalisation d'un ouvrage équipé d'un mode de réalisation d'un élément de construction comprenant lui-même un mode de réalisation d'un système d'émission de lumière. [0017] [fig.2] La figure 2 représente schématiquement un mode de réalisation d'un élément de construction ayant une forme de révolution et comprenant lui-même un mode de réalisation d'un système d'émission de lumière. [0018] [fig.3] La figure 3 représente schématiquement un mode de réalisation d'un élément de construction ayant une forme parallélépipédique et comprenant lui-même un mode de réalisation d'un système d'émission de lumière. [0019] Un mode de réalisation d'un ouvrage selon l'invention est décrit ci-après en référence aux figures 1 à 3. L'ouvrage est par exemple un ouvrage 100 de génie civil, comme notamment un pont, un tunnel, une chaussée, un trottoir, un parking, ou un 3 ouvrage 100 de construction, comme un bâtiment, notamment un bâtiment industriel, un bâtiment commercial ou un bâtiment d'habitation. [0020] L'ouvrage comprend au moins un mode de réalisation d'un élément de construction 1. De préférence, l'ouvrage peut comprendre plusieurs éléments dc construction. Notamment, plusieurs éléments de construction 1 peuvent être assemblés les uns aux autres. Plusieurs éléments de construction peuvent être positionnés les uns relativement aux autres de sorte que des ouvertures 15, 16 prévues dans les différents éléments de construction coïncident les unes avec les autres ou soient placées en vis-à-vis. [0021] L'élément de construction peut par exemple avoir une forme globalement ou sen- siblement de révolution, comme par exemple une forme cylindrique représentée sur la figure 2. Ainsi, l'élément de construction peut former un poteau ou une borne. Alternativement, l'élément de construction peut par exemple avoir une forme globalement ou sensiblement parallélépipédique, comme représentée sur la figure 3. Ainsi, l'élément de construction peut former un bloc de construction ou former une plaque ou dalle de construction ou de revêtement. Alternativement encore, l'élément de construction peut par exemple avoir toute autre forme. [0022] L'au moins un élément de construction est de préférence du type préfabriqué. L'élément de construction est par exemple réalisé à base d'un matériau de construction. Le matériau de construction peut comprendre au moins l'un des matériaux suivants : - du béton ; - du ciment ; - de la résille ; - de la terre cuite ; - du plâtre ou du gypse ; - un matériau composite comprenant une charge (comme des fibres, notamment de verre ou de carbone) et un liant ou une matrice (comme une résine) ; - une matière plastique. [0023] L'élément de construction peut être un élément de structure, c'est-à-dire être apte à supporter ou à reprendre des charges mécaniques. Alternativement, l'élément de construction peut être un élément de parement, c'est-à-dire être un élément dont la fonction est de couvrir ou revêtir une structure à des fins esthétiques. [0024] L'élément de construction peut par exemple présenter une première surface 11, une deuxième surface 12 et une troisième surface 113. [0025] L'élément de construction 1 comprend intégré en son sein un mode de réalisation d'un système 2 d'émission de lumière. [0026] Le système d'émission de lumière comprend principalement : - une source 24 de lumière, - au moins un diffuseur 21 de lumière présentant une surface 211 destinée à diffuser de la lumière et à être positionnée de manière visible au niveau de la première surface 11 de l'élément de construction 1, et - un guide 22, 23 de lumière agencé de sorte à conduire de la lumière émise par la source 24 de lumière jusqu'à l'au moins un diffuseur 21. [0027] Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, le système 2 comprend trois diffuseurs 21 de lumière présentant des surfaces 211 destinées à diffuser de la lumière et à être positionnées de manière visible au niveau de deux premières surfaces 11, 12 de l'élément de construction. Les diffuseurs peuvent être disposés au niveau d'une même surface, plane ou courbée, ou au niveau de différentes surfaces, planes ou courbées, de l'élément de construction. Bien entendu, le système peut comprendre tout autre nombre de diffuseurs. [0028] La source de lumière peut être de toute nature. Elle émet de la lumière visible. La source de lumière 24 peut comporter une ou plusieurs ampoules électriques 24a ou diodes électroluminescentes 24a. De préférence, l'activation et la désactivation de la source de lumière est pilotée par un circuit de commande 25 permettant la commande de l'alimentation électrique de la source de lumière à partir d'une source d'énergie électrique 26, comme une batterie rechargeable. De préférence, la source d'énergie électrique est rechargée par un panneau photovoltaïque 27. Ainsi, de préférence, le système 2 comprend une source d'énergie électrique 26 et un circuit de commande 25 permettant la commande de l'alimentation électrique de la source de lumière à partir d'une source d'énergie électrique 26. De préférence encore, le système 2 comprend un panneau photovoltaïque 27. [0029] Avantageusement, la source de lumière 24 et/ou le circuit de commande 25 et/ou la source d'énergie électrique 26 et/ou le panneau photovoltaïque 27 sont placés dans un logement prévu dans l'élément de construction 1. De préférence, le panneau photovoltaïque 27 peut fermer le logement. [0030] Avantageusement encore, la source de lumière 24 et/ou le circuit de commande 25 et/ou la source d'énergie électrique 26 et/ou le panneau photovoltaïque 27 sont placés dans un logement prévu dans le système 2. De préférence, le panneau photovoltaïque 27 peut fermer le logement. [0031] Alternativement, la source de lumière peut être une simple ouverture 15 dans une surface 13 de l'élément de construction, en particulier la source de lumière peut être une simple passage 15 permettant une entrée de lumière dans le guide 22, 23. Dans un tel cas, la lumière vient d'un dispositif externe au système 2 et l'ouverture 15 ou le passage 15 peut être vu comme une source secondaire de lumière. [0032] Le ou les diffuseurs présentent une surface externe 211 visible et destinée à émettre ou à diffuser de la lumière. Cette surface peut être disposée à fleur de la surface 11, 12 de l'élément de construction. Les deux surfaces peuvent s'étendre en continuité l'une de l'autre, notamment avec les mêmes courbures. En particulier, les deux surfaces peuvent être planes. Alternativement, la surface externe peut être convexe (en saillie) ou la surface externe peut être concave (en creux) relativement aux surfaces 11,12. [0033] Avantageusement, l'au moins un diffuseur 21 peut avoir une forme de gravillon et/ou l'au moins un diffuseur 21 peut être phosphorescent et/ou translucide et/ou transparent. [0034] Tl est avantageux que les diffuseurs aient des formes de gravillon lorsque le système est intégré au sein d'un élément de construction, notamment à base de béton, comprenant sur ses surfaces des gravillons apparents. En effet, en condition d'éclairage diurne, les diffuseurs se confondent alors avec les gravillons. [0035] Par exemple, l'au moins un diffuseur peut être réalisé en mélangeant une poudre phosphorescente (par exemple une poudre d'aluminate de strontium) et une résine, en coulant un tel mélange dans un moule puis en laissant le mélange se solidifier. [0036] Le guide 22, 23 de lumière comprend : - une partie principale 23, et - au moins une partie secondaire 22. [0037] Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, le guide de lumière comprend trois parties secondaires. Bien entendu, le guide de lumière peut comprendre tout autre nombre de parties secondaires. [0038] Les parties secondaires s'étendent de préférence perpendiculairement à la partie principale ou sensiblement perpendiculairement à la partie principale. [0039] Le guide peut être de toute nature pourvu qu'il permette de conduire ou guider la lumière depuis la source de lumière jusqu'aux diffuseurs 21. [0040] Par exemple, la partie principale 23 peut comprendre un tube principal 23 creux, rectiligne ou sensiblement rectiligne, notamment de section ronde, ovale, carrée ou rectangulaire. [0041] La partie principale s'étend par exemple parallèlement à la plus grande direction de l'élément de construction. De préférence, la partie principale 23 traverse l'élément de construction de part en part. Par exemple, elle débouche au niveau d'ouvertures 15, 16 de deux côtés opposés 13, 14. Lorsque plusieurs éléments de constructions sont assemblés les uns aux autres pour réaliser un ouvrage, on fait de préférence coïncider les ouvertures 15 et 16 de deux éléments de constructions adjacents. [0042] Par exemple, chaque partie secondaire 22 comprend un tube secondaire 22 creux, rectiligne ou sensiblement rectiligne, notamment de section ronde, ovale, carrée ou rectangulaire. Ces tubes secondaires sont agencés pour communiquer avec la partie principale pour guider des rayons lumineux. [0043] Les parties secondaires s'étendent par exemple perpendiculairement à la plus grande direction de l'élément de construction. Les parties secondaires sont agencées pour 6 guider de la lumière jusqu'à toutes les zones où l'on souhaite voir une émission de lumière sur l'élément de construction. [0044] Chaque partie secondaire 22 s'étend donc depuis la partie principale 23 au niveau d'une première extrémité 221 de la partie secondaire 22, jusqu'à un diffuseur 21 agencé au niveau d'une deuxième extrémité 222 opposée à la première extrémité 221 de la partie secondaire 22. [0045] Dans le cas de parties secondaires comprenant des tubes, les diffuseurs constituent des bouchons pour ces tubes. [0046] Les différentes parties secondaires sont de préférence fixées mécaniquement à la partie principale. De même, les différents diffuseurs sont de préférence fixés mécaniquement aux extrémités des différentes parties secondaires. Ces fixations mécaniques sont par exemple réalisées par collage. Toute autre fixation pourrait convenir. Ces fixations peuvent être vues comme des pré-assemblages, les différents éléments (partie principale, parties secondaires, diffuseurs) étant en outre de préférence maintenus en position par un matériau de construction une fois intégrés dans l'élément de construction. [0047] Dans le cas d'un élément de construction 1 ayant une forme de révolution, comme par exemple un cylindre ou un cône ou un tronc de cône, les parties secondaires peuvent s'étendre radialement, ou sensiblement radialement, relativement à un axe de révolution A de l'élément de construction. Dans un tel cas, la partie principale peut s'étendre selon l'axe de révolution. [0048] Dans le cas d'une partie principale en forme de tube, les surfaces internes du tube peuvent être constituées ou revêtues d'une matière réfléchissant les rayons lumineux. [0049] Dans le cas de parties secondaires en forme de tube, les surfaces internes des tubes peuvent être constituées ou revêtues d'une matière réfléchissant les rayons lumineux. [0050] En particulier dans le cas d'une partie principale en forme de tube, la source de lumière comprend de préférence une guirlande ou un ruban incluant une pluralité d'ampoules électriques 24a ou de diodes électroluminescentes 24a. Cette guirlande ou ce ruban est avantageusement disposée peut au long de la partie principale. Cette guirlande ou ce ruban peut être enroulé en hélice autour d'un axe et disposé dans la partie principale. Notamment, l'axe de l'hélice et celui de la partie principale peuvent coïncider. [0051] De préférence encore, les différentes ampoules électriques 24a ou diodes électrolumi- nescentes 24a sont disposées dans l'axe des parties secondaires ou sensiblement dans l'axe des parties secondaires. Ceci permet en effet de maximiser la quantité de lumière transitant dans les parties secondaires et, par conséquent, de maximiser la quantité de lumière émise par les diffuseurs. [0052] Procédé de réalisation : 7 Un mode d'exécution d'un procédé de fabrication d'un élément de construction 1 évoqué précédemment est décrit ci-après. [0053] Le procédé comprend : - une première étape de fourniture d'un moule, - une deuxième étape de fourniture d'au moins un système tel que décrit précédemment, - une troisième étape de positionnement du système 2 au sein du moule, - une quatrième étape de coulée d'un matériau liquide ou pâteux, notamment un matériau de construction, en particulier un matériau de construction à base de béton, dans le moule, - un cinquième étape de solidification du matériau, notamment une étape de séchage et/ou une étape de polymérisation et/ou une étape de cuisson, - une sixième étape de démoulage de l'élément de construction constitué après solidification du matériau, - une septième étape de finition de la surface 11, 211 de l'élément de construction, cette sixième étape pouvant comprendre un ponçage et/ou un lavage et/ou un polissage et cette sixième étape permettant notamment assurer que les surfaces 11 des diffuseurs seront bien visibles sur l'élément de construction fini. [0054] Ainsi, en d'autres termes, la quatrième étape constitue une étape de surmoulage d'un matériau autour du système 2. [0055] Lors de la troisième étape, on positionne le système 2 au sein du moule de sorte que la première surface 211 de l'au moins un diffuseur 21 de lumière soit positionnée de manière visible au niveau de la deuxième surface 11 de l'élément de construction 1 une fois celui-ci constitué. [0056] Procédé de fonctionnement : Dans le cas où les diffuseurs ne sont pas phosphorescents, le système ou l'élément de construction fonctionne comme suit. [0057] Lorsque la source de lumière est activée et émet des rayons lumineux, des rayons lumineux se propagent dans le guide de lumière et sortent du système ou de l'élément de construction au niveau de la surface externe 211 des diffuseurs. Ces rayons lumineux sont alors visibles pour un observateur ayant, dans son champ de vision, le système ou l'élément de construction. Par exemple, un premier rayon lumineux Ri est émis par la source de lumière 24. Le rayon Ri se propage dans la partie principale 23 du guide de lumière, éventuellement par des réflexions sur les surfaces internes de la partie principale 23 du guide de lumière, puis le rayon Ri se propage dans une partie secondaire 22 du guide de lumière, notamment par des réflexions sur les surfaces internes de la partie secondaire 22 du guide de lumière. Enfin, le rayon Ri traverse le diffuseur 21 et sort dans l'environnement extérieur au niveau de la surface externe 211 8 du diffuseur 21 positionné au niveau d'une surface 12 de l'élément de construction. De même, par exemple, un deuxième rayon lumineux R2 est émis par la source de lumière 24. Le rayon R2 se propage dans la partie principale 23 du guide de lumière, éventuellement par des réflexions sur les surfaces internes dc la partie principale 23 du guide de lumière, puis le rayon R2 se propage dans une partie secondaire 22 du guide de lumière, notamment par des réflexions sur les surfaces internes de la partie secondaire 22 du guide de lumière. Enfin, le rayon R2 traverse le diffuseur 21 et sort dans l'environnement extérieur au niveau de la surface externe 211 du diffuseur 21 positionné au niveau d'une surface 11 de l'élément dc construction. [0058] Dans le cas où les diffuseurs sont phosphorescents, le système ou l'élément de construction peut fonctionner comme décrit précédemment si les diffuseurs sont transparents ou translucides. En outre, les diffuseurs absorbent en permanence de l'énergie lumineuse lorsqu'ils sont éclairés par des rayons lumineux issus de la source de lumière 24, mais aussi par des rayons lumineux venus de l'environnement extérieur et impactant les surfaces 211. Cette énergie lumineuse accumulée est en permanence rayonnée par les diffuseurs. Il s'ensuit une émission de lumière visible, dans des conditions nocturnes, pour un observateur ayant, dans son champ de vision, le système ou l'élément de construction. [0059] De préférence, en conditions diurnes, le système accumule de l'énergie via le panneau photovoltaïque 27 et/ou via les diffuseurs phosphorescents. [0060] De préférence, en conditions nocturnes, le système émet de la lumière via les diffuseurs 21, par effet phosphorescent et/ou par activation de la source de lumière. [0061] De préférence, lorsque les diffuseurs ne sont pas phosphorescents, il est possible de commander temporellement l'émission de rayons lumineux par les diffuseurs. En particulier, il est possible de faire clignoter les diffuseurs. En outre, il est possible de commander les différentes ampoules électriques ou les différentes diodes électroluminescentes indépendamment les unes des autres. [0062] En particulier, le panneau photovoltaïque et la batterie sont avantageusement di- mensionnés de sorte que les diffuseurs puissent émettre de manière sure de la lumière pendant toute une nuit. [0063] Les objets décrits précédemment permettent d'assurer de nombreuses fonctions d'illumination, de signalisation ou d'identification. Les objets décrits permettent notamment d'assurer des fonctions de sécurité routière. Par exemple, les objets décrits permettent la réalisation d'aménagements urbains. Les objets décrits permettent encore la construction de bâtiments. [0064] Les dispositions des diffuseurs à la surface de l'élément de construction sont dé- pendantes de la fonction à assurer, en particulier dépendantes de l'esthétique choisie. 9 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6] [Revendication 7] REVENDICATIONSSystème (2) d'émission de lumière destiné à être intégré au sein d'un élément de construction (1), notamment au sein d'un élément préfabriqué dc construction pour ouvrage (100) de génie civil ou de construction, caractérisé en ce qu'il comprend : - une source (24) de lumière, - au moins un diffuseur (21) de lumière présentant une première surface (211) destinée à diffuser de la lumière et à âtre positionnée de manière visible au niveau d'une deuxième surface (11) d'un élément de construction (1), et - un guide (22, 23) de lumière agencé de sorte à conduire de la lumière émise par la source (24) de lumière jusqu'à l'au moins un diffuseur (21). Système (2) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le guide (22, 23) de lumière comprend une partie piincipale (23) et au moins une partie secondaire (22) s'étendant depuis la partie principale (23) au niveau d'une première extrémité (221) de l'au moins une partie secondaire (22), notamment s'étendant perpendiculairement depuis la partie principale (23), l'au moins un diffuseur (21) étant agencé au niveau d'une deuxième extrémité (222) opposée à la première extrémité (221) de l'au moins une partie secondaire (22). Système (2) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la partie principale (23) comprend un tube principal (23) rectiligne ou sensiblement rectiligne, notamment de section ronde, ovale, carrée ou rectangulaire, et/ou en ce que l'au moins une partie secondaire (22) comprend au moins un tube secondaire (22) rectiligne ou sensiblement rectiligne, notamment de section ronde, ovale, carrée ou rectangulaire. Système (2) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'au moins un diffuseur (21) a une forme de gravillon et/ou en ce que l'au moins un diffuseur (21) est phosphorescent et/ou translucide et/ ou transparent. Système (2) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une batterie électrique (26). Système (2) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un panneau photovoltaïque (27). Elément de construction (1), notamment élément de construction préfabriqué, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un système (2) selon l'une des revendications précédentes. 10 [Revendication 8] [Revendication 9] [Revendication 10] Ouvrage (100) de génie civil ou de construction, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément de construction (1) selon la revendication précédente. Procédé de fabrication d'un élément de construction (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de fourniture d'au moins un système (2) selon l'une des revendications 1 à 4 et une étape de surmoulage d'un matériau de construction autour du système (2). Procédé de fabrication selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de positionnement du système (2) au sein d'un moule de sorte que la première surface (211) de l'au moins un diffuseur (21) de lumière soit positionnée de manière visible au niveau de la deuxième surface (11) de l'élément de construction (1).