Les phares s’adaptent automatiquement à la circulation

Possibilités de phares dynamiques

L'éclairage joue un rôle crucial dans la sécurité des véhicules. C'est pourquoi les fabricants travaillent sans relâche à une nouvelle technologie pouvant rendre la voiture bien plus sûre. Alors que, dans les années 90, les progrès concernaient avant tout la source lumineuse, on regarde surtout à l'heure actuelle la capacité d'adaptation. On veut, autrement dit, un éclairage s'adaptant automatiquement à la situation. La technologie apporte ici aussi aujourd'hui des réponses. Une vue d'ensemble de ce que vous pouvez rencontrer dans l'atelier.

IMPORTANCE DE L'ECLAIRAGE

L'éclairage est non seulement utile la nuit, mais fait également la différence en cas de conditions climatiques difficiles comme le brouillard et la pluie. Ce sont justement les moments où les chauffeurs ressentent le plus de stress et où le plus d'accidents se produisent. Il est dès lors clair que l'éclairage constitue un élément de sécurité crucial de chaque voiture. Cela a incité dès les années 90 les constructeurs à plancher sur des solutions innovantes dans l'éclairage, pouvant contribuer à renforcer la sécurité. Ils se sont d'abord penchés sur la source lumineuse proprement dite, mais de nouvelles technologies permettant un niveau plus élevé d'automatisation de l'éclairage ont rapidement suivi.

Passage aux phares au xénon

La première étape majeure vers un éclairage par phares dynamique est le passage aux phares au xénon. Une étude révèle que si toutes les voitures présentes sur les routes allemandes étaient équipées de phares au xénon, le nombre d'accidents la nuit serait réduit de moitié et le nombre de victimes mortelles chuterait de 18%. Le fonctionnement des phares au xénon est basé sur le principe de la décharge dans un gaz. Le voltage élevé nécessaire pour enflammer le xénon (20.000 V) est généré par un ballast électronique. Dans un phare bi-xénon, un seul et même module de projection générera les feux de croisement comme les feux de route. La commutation entre les deux se fait mécaniquement à l'aide d'un petit volet. Mais comme le faisceau garde sa couleur et son intensité, l'œil humain n'observera pas de différences d'éclairage. Par rapport au faisceau halogène classique du feu de croisement, le xénon garantit un éclairage plus net et plus large de la route. La portée des feux de route est également bien plus grande, ce qui éclairera mieux les bords de la route.

Nivellement automatique

En utilisant des phares au xénon au lieu de phares halogènes, il était possible de toujours maintenir la hauteur des phares au bon endroit de manière automatique en fonction du chargement et du processus de freinage ou d'accélération. Les voitures pouvaient désormais être équipées de systèmes de nivellement automatique ou dynamique. Le chargement de la voiture est mesuré avec des capteurs inductifs ou magnéto-restrictifs sur les essieux. Sur la base des données de ces capteurs, les phares sont ensuite repositionnés à l'aide de servomoteurs. Pour ajuster encore leur réglage en fonction de la vitesse, ils reçoivent un signal du compteur de vitesse. Le freinage et l'accélération peuvent ainsi être compensés rapidement. Le système au xénon fait aussi en sorte que le cover lens du phare reste propre. La lumière reste ainsi toujours focalisée sur la route et les autres chauffeurs et véhicules ne sont pas éblouis.

Eclairage de virage dynamique

Dans les années 2000, une nouvelle fonction a été ajoutée à l'éclairage: l'éclairage de virage dynamique. Il devait offrir aux chauffeurs une plus grande et meilleure visibilité. Le module lumineux tourne ici en fonction de l'angle de braquage, permettant ainsi de doubler la visibilité dans un virage. Ce sont les feux de croisement qui s'adaptent (plus ou moins 15°) au rayon du virage (jusqu'à env. 200 m). Le phare de projection est installé dans un boîtier pouvant effectuer une rotation autour de l'axe vertical. A titre d'illustration: si on s'engage dans un virage d'un rayon de 190 m, un feu de croisement standard garantira une portée d'éclairage d'environ 30 m. L'éclairage de virage dynamique y ajoute encore 25 m. Cela aide le chauffeur à mieux estimer le virage et à adapter sa conduite. Plus la voiture roule vite, plus l'éclairage s'adaptera vite et vice versa. Cela assure la meilleure répartition possible de la lumière.

Eclairage de virage statique

Ce système peut encore être complété avec un éclairage de virage statique ou des lampes d'angle. Ces systèmes sont surtout utiles en cas de rayons de virage plus grands (autoroutes) ou plus petits (routes de campagne). Ces lampes sont alors activées automatiquement à chaque fois que le chauffeur met son clignotant ou quand il doit prendre des virages étroits. Une unité de contrôle se base sur trois paramètres spécifiques: la vitesse, l'angle de braquage et le signal du clignotant. Afin d'accroître le confort, l'activation ou la désactivation n'est pas abrupte, mais la lumière est plutôt plus ou moins régulée en fonction des paramètres.

PASSAGE AUX LAMPES LED

Grâce à l'introduction de l'éclairage LED dans les phares, les évolutions dans les systèmes d'éclairage adaptatifs se succèdent à un rythme effréné. Les atouts majeurs des LED sont leur faible consommation d'énergie et leur couleur de lumière proche de la lumière du jour, ce qui garantit un meilleur confort de conduite. L'éclairage LED fonctionne avec un cristal semi-conducteur émettant de la lumière stimulée électriquement. Comme pour les sources lumineuses conventionnelles, la répartition de la lumière est régulée au moyen de systèmes de réflexion ou de projection. Le défi consiste à réaliser une bonne gestion thermique: plus la température est froide, plus le rayonnement de la LED sera vif et prolongé. La puce LED doit être extrêmement efficace pour recueillir la puissance que les LED perdent, et la décharger dans le reste du système. Mais les lampes LED ne sont plus depuis longtemps le privilège des voitures de luxe. Elles ont aussi fait leur apparition dans les modèles medium. Les avantages sont légion: faible consommation d'énergie (donc moins de consommation de carburant et d'émissions de CO2), longue durée de vie, résistance aux impacts et vibrations, moins d'échauffement, pas de frais d'entretien, ni de nettoyage, couleur de lumière réglable, adaptable individuellement, coûts de production réduits, rendement lumineux accru par puce, dimensions compactes, pas de rayonnement UV, ni infrarouge, …

ADAPTIVE FRONTLIGHT SYSTEM

La technologie LED a permis d'asseoir la position de la technologie AFS (adaptive frontlight system) et de vraiment passer à l'éclairage adaptatif. La lumière est autrement dit toujours adaptée en fonction de la vitesse et de l'angle de braquage du véhicule, de la route et des conditions climatiques. Pour cela, un module de projection avec un cylindre rotatif est placé entre la source lumineuse et la lentille. Le cylindre est caractérisé par le fait que son contour peut varier et qu'il peut tourner complètement autour de son axe longitudinal. Un moteur pas à pas doit veiller à ce que le cylindre soit exactement dans la position souhaitée en quelques millisecondes. La distribution de lumière peut ainsi se faire de différentes manières à partir d'un seul et même module.

• A des vitesses jusqu'à 55 km/h, ce système génère une ligne de coupure horizontale minimisant l'éblouissement pour les autres usagers de la route. Un éclairage large est à la fois garanti à l'avant du véhicule afin de remarquer plus vite les piétons sur le côté de la route.
• A des vitesses entre 55 et 100 km/h, en revanche, on passe à un éclairage correspondant à la distribution de lumière conventionnelle de feux de croisement. Le module de projection génère alors une répartition de lumière asymétrique de manière à éviter les faisceaux des véhicules venant en sens inverse. La ligne de coupure est plus haute de façon à ce que l'angle gauche de la route puisse aussi être éclairé pour une plus grande portée.
• A des vitesses supérieures à 100 km/h, la portée de la répartition lumineuse est adaptée à des rayons de virage et vitesses élevés.
• Les feux de route de l'AFS fonctionnent comme un éclairage de route conventionnel. Le chauffeur ne doit toutefois rien faire pour éviter aux véhicules venant en sens inverse un trop gros éblouissement.
• Ce système dispose aussi d'un éclairage de virage dynamique.
• Par mauvais temps, le système veille, enfin, à une dispersion plus large de la lumière afin d'améliorer la visibilité en cas de pluie, de neige ou de brouillard.
  
  

LIGNE DE COUPURE ADAPTATIVE

Dans les versions plus récentes de la technologie AFS, la diffusion lumineuse statique est combinée avec une caméra et des fonctions de traitement d'images. Un premier pas dans cette direction a été franchi avec l'aCOL (ligne de coupure adaptative). Une caméra dans le pare-brise avant détectera les véhicules venant en sens inverse et les véhicules devant, et adaptera les phares de manière à ce que le cône de lumière s'arrête juste devant le véhicule. La portée des feux de croisement peut ainsi être accrue de 65%, passant de 65 à 200 m. S'il n'y a pas de circulation, le système passe aux feux de route, afin que le chauffeur bénéficie à tout moment d'une visibilité optimale. Les informations de l'angle vertical sont aussi utilisées pour déduire à quoi ressemble la topographie routière. Sur un terrain vallonné, l'éclairage peut alors être amélioré. La portée possible des phares est réglée sur la base d'une fonction mesurant le degré d'éblouissement des autres usagers de la route pour une distribution lumineuse optimale des feux de croisement.

LIGNE DE COUPURE VERTICALE

Le but des feux de route est d'offrir au chauffeur la meilleure visibilité possible, sans éblouir trop les véhicules venant en sens inverse. Surtout à grande vitesse sur des routes avec beaucoup de virages, cela s'avère souvent insuffisant. De nombreux chauffeurs préfèrent alors ne pas utiliser leurs feux de route afin de ne pas éblouir les autres chauffeurs. Un faisceau sans éblouissement pour les feux de route résout ce problème. Pour cela, il faut à nouveau utiliser une caméra à l'avant de la voiture, un logiciel et une technologie d'éclairage intelligente. Ils masqueront ensemble la distribution des feux de route dans les zones de la voie publique où ils peuvent déranger d'autres chauffeurs. Cette zone peut également suivre la route de manière dynamique. La zone devant la voiture reste constamment éclairée avec un mode de répartition lumineuse standard, comparable aux niveaux de feux de croisement modernes. La clarté de la zone variable au-dessus de la ligne de coupure peut être adaptée localement. Pour créer une lumière sans éblouissement, une gaine spéciale peut p.ex. venir autour du cylindre rotatif du module de projection. Sur la base du traitement d'images, les zones où il y a un risque potentiel d'éblouissement, peuvent alors être exclues de la répartition des feux de route. Les feux de route continuent d'éclairer les autres zones pour le confort du chauffeur.

FAISCEAU MATRICIEL LED

Le faisceau matriciel LED constitue une autre avancée. Les feux de route ne causent aucun éblouissement, sans que des adaptations mécaniques soient exigées. Les feux de route peuvent donc rester allumés constamment, sans éblouir les véhicules venant en sens inverse ou se trouvant devant. La base est une caméra détectant la circulation et indiquant quelles LED individuelles peuvent rester allumées, doivent être éteintes ou être réglées en intensité. Le chemin des véhicules est ainsi exclu de la portée des feux de route. L'atout majeur, c'est qu'on peut aussi éclairer l'espace entre les véhicules venant en sens inverse, tout comme l'espace à gauche et à droite des véhicules. Dès que les voitures sortent du champ de la caméra, on passe à nouveau aux feux de route sur toute la portée. Le cône de lumière de la matrice LED s'adapte, en outre, à la situation sur la route, p.ex. quand des virages exigent un éclairage dynamique. L'intensité du cône peut être réglée sur les côtés ou focalisée sur le milieu de la route afin d'accroître la visibilité et d'exclure tout risque d'éblouissement. Cela est techniquement possible en scindant les feux de route entre cinq réflecteurs, chacun avec une puce avec cinq LED. Chaque LED sur la puce peut être commandée individuellement. 25 LED par phare peuvent donc recevoir plus ou moins de puissance pour un résultat optimal.

VERS LA LUMIERE LASER

Les dernières innovations dans l'éclairage franchissent le pas vers la lumière laser intégrée dans le phare. Elles sont combinées avec les systèmes matriciels LED les plus récents (avec jusqu'à 32 LED sur un double module sur deux rangées par module LED). Quand la vitesse excède 70 km/h, les faisceaux laser dynamiques sont allumés automatiquement. Le module laser projettera un faisceau lumineux avec un foyer s'étendant sur des centaines de mètres. La lumière suivra de manière continue la progression des virages. Lors de la détection d'autres véhicules, l'intensité de la lumière laser sera automatiquement adaptée. Cela donnera au conducteur une vision encore meilleure de la route. Il y a, de plus, aussi des possibilités grâce à la combinaison avec la technologie digitale pour projeter également des lumières, p.ex. en fonction de travaux routiers ou pour contribuer à éclairer la route pour les piétons. Pensez p.ex. à la projection d'un passage piéton pour un piéton voulant traverser la route la nuit. Ce sont les systèmes qui feront leur apparition dans un avenir proche.