Exclusif | Fudan et Philips s'associent pour étudier les problèmes d'éblouissement des LED

　　Ces dernières années, avec le développement rapide des sources lumineuses LED dans les applications d'éclairage routier, le problème de l'éblouissement inconfortable causé par les lampadaires LED aux conducteurs et aux piétons a attiré une attention croissante. Dans de nombreuses régions, les conducteurs nocturnes souffrent à répétition d'une vision nocturne réduite causée par des changements soudains de luminosité des lampadaires, ce qui diminue les avantages de sécurité routière fournis par les lampadaires. L'installation à grande échelle des récents et populaires lampadaires LED à haute efficacité énergétique semble notamment aggraver la situation.

　　Un groupe de chercheurs de Chine et des Pays-Bas a mis au point une méthode pour évaluer l'impact de l'éblouissement inconfortable causé par les routes LED sur les personnes, créant un modèle qui peut évaluer le niveau d'inconfort des conducteurs sous diverses conditions d'éclairage. L'équipe de chercheurs provient de l'Université Fudan, de Philips Research Asia (Shanghai, Chine), du Groupe Interaction Homme-Technologie, de l'Université de technologie d'Eindhoven et des Laboratoires de recherche Philips (Eindhoven, Pays-Bas).

　　L'éblouissement inconfortable est notoirement difficile à caractériser. La recherche sur l'éblouissement menée par l'Université Fudan à Shanghai, en Chine, et l'Université de technologie d'Eindhoven se concentre sur la recherche des facteurs clés qui provoquent un éblouissement inconfortable, amenant les personnes à devoir détourner le regard d'une source lumineuse. L'équipe de recherche a mis en place un laboratoire simulant des scénarios de fonctionnement de lampadaires, permettant à des volontaires d'observer 72 conditions d'éclairage simulées différentes. Lin Yandan, professeure associée à l'Université Fudan, a déclaré : « Avec le développement de l'industrie LED, sans aucun doute, de plus en plus de lumières LED seront utilisées pour l'éclairage routier. Nous croyons qu'il existe un besoin urgent dans l'industrie de l'éclairage de mettre à jour la manière de caractériser l'éblouissement inconfortable causé par les lampadaires LED. »

Route expérimentale pour tester l'éblouissement des lampadaires LED (Source de l'image : Lin Yandan)

　　Les lampadaires LED sont plus petits et plus bleus que les lampadaires traditionnels

　　Lin Yandan a déclaré que les normes et méthodes traditionnelles d'évaluation de l'éblouissement inconfortable reposent encore sur les propriétés des sources lumineuses traditionnelles et peuvent ne pas convenir aux lampadaires LED. Par exemple, les LED de même luminosité sont plus petites que les lampadaires traditionnels, ce qui peut augmenter l'éblouissement inconfortable. De plus, les spectres typiques des LED blanches ont plus d'énergie dans la partie bleue, ce qui peut également provoquer davantage d'éblouissement, car, selon des recherches antérieures, à luminosité égale, l'œil humain perçoit la lumière bleue comme plus brillante.

　　Dans l'enquête, l'équipe a conçu une installation en laboratoire pour simuler les conditions d'éclairage routier dans différentes conditions. Les chercheurs ont peint le sol et les murs d'une pièce entièrement en noir et ont placé différentes sources lumineuses autour de la pièce pour simuler les conditions d'éclairage des lampadaires LED sur les routes sombres. Les chercheurs ont ajusté les sources lumineuses pour créer 72 conditions d'éclairage différentes, et des observateurs volontaires ont été invités à définir le niveau d'éblouissement inconfortable sur une échelle à 9 niveaux, allant de « imperceptible » à « insupportable ».

　　Le test dispose également de certains repères issus de recherches antérieures sur les tests d'éblouissement. Lin Yandan a déclaré : « Bien que les caractéristiques d'éblouissement inconfortable des sources lumineuses traditionnelles ne s'appliquent pas nécessairement aux lumières LED, les facteurs affectant l'éblouissement confortable peuvent rester inchangés. » Les chercheurs ont systématiquement modifié quatre paramètres d'éclairage expérimentaux : la luminosité de l'éclairage LED, la luminosité de l'arrière-plan, la taille apparente de la lumière LED du point de vue de l'observateur, et l'angle entre la LED et la ligne de vue de l'observateur.

Les résultats des travaux de laboratoire susmentionnés vérifient l'éclairage routier

Sur la base de ces résultats, le groupe de recherche a développé un modèle, qu'ils ont vérifié avec deux expériences supplémentaires—une menée en laboratoire et une sur une route réelle. Les chercheurs ont découvert que l'interaction entre la luminance des LED et l'angle solide est le facteur le plus significatif affectant l'éblouissement inconfortable. Pour minimiser les expériences visuelles inconfortables, ils ont recommandé de réduire la quantité de lumière frappant le globe oculaire et le contraste de luminance entre le lampadaire et l'arrière-plan. Cela peut être réalisé grâce à une bonne conception optique de l'unité d'éclairage LED et à un contraste de luminance soigneusement disposé entre les lampadaires.

Le projet se poursuivra avec des travaux de suivi, dans l'espoir de guider les normes de l'industrie. Les chercheurs espèrent que leur modèle pourra être utilisé par les concepteurs de lampadaires LED et les entreprises de construction. Pour l'avenir, l'équipe prévoit des recherches interdisciplinaires sur les changements physiologiques causés par l'éblouissement, telles que la recherche sur les mouvements oculaires et la taille de la pupille, qui peuvent approfondir l'échelle d'évaluation de l'éblouissement à 9 points.

Référence:

Lin Yandan et al., Optics Express (2014); http://dx.doi.org/10.1364/OE.22.018056