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L'avenir de l'éclairage automobile LED et OLED
Publié le 18/11/2016
L'éclairage automobile, tant extérieur qu'intérieur, a connu des changements radicaux au cours des cinq à dix dernières années avec l'introduction des technologies LED et OLED. La flexibilité de ces technologies a ouvert de nombreuses perspectives de conception, permettant des améliorations fonctionnelles et esthétiques de diverses natures.
Les nouvelles configurations de phares à LED matricielles, associées à des technologies de détection, ont permis l'introduction de systèmes gérant la direction du faisceau pour éviter d'éblouir les conducteurs venant en sens inverse. Parallèlement, la refonte de l'éclairage extérieur a permis aux ingénieurs de créer de nouveaux styles et formes, conférant ainsi à leurs véhicules une identité distinctive. À l'intérieur, la possibilité d'intégrer l'éclairage aux panneaux et aux tissus a entraîné un essor de l'éclairage d'ambiance et fonctionnel. Cela confère une identité propre à la marque aux véhicules, tout en contribuant à la sécurité en attirant l'attention du conducteur sur certaines zones.
Avec autant de nouvelles applications pour l'éclairage, ce secteur du marché automobile est en constante évolution. L'utilisation de LED se généralise en remplacement des lampes halogènes et xénon pour les phares et les feux de jour, mais la révolution OLED, annoncée par beaucoup ces dernières années, ne s'est pas concrétisée. L'utilisation conjointe de LED et d'OLED pose des défis aux constructeurs automobiles, et il reste à déterminer quelle technologie s'imposera, et si ces deux types d'éclairage ont un avenir dans la construction automobile.
Avantages et défis des LED et OLED
La principale différence entre les deux technologies réside dans le fait que les OLED sont des éclairages de surface, tandis que les LED sont des sources lumineuses ponctuelles. Bien que les LED aient constitué un concept innovant il y a seulement dix ans, elles se sont rapidement imposées dans l'industrie automobile, notamment en Europe, où les feux de jour sont obligatoires dans de nombreux pays.
Les constructeurs ont adopté avec succès la technologie LED pour les feux arrière, les feux stop, les clignotants et les feux de jour, grâce à la baisse des coûts et aux progrès technologiques offrant une plus grande flexibilité. En revanche, les phares se sont avérés plus complexes. Les principaux obstacles résidaient dans la gestion thermique et l'assemblage des LED au niveau du moteur optique, mais les récentes avancées ont permis la production de la dernière génération de phares à LED. Ils offrent de nombreux avantages par rapport aux lampes halogènes et xénon traditionnelles. Les LED blanches haute luminosité émettent une lumière à une température de couleur similaire à celle de la lumière du jour, améliorant ainsi la visibilité. Le faisceau lumineux peut être contrôlé pour éviter d'éblouir les autres conducteurs, et leur durée de vie est équivalente à celle d'un véhicule, sous réserve d'une gestion thermique adéquate. Les phares à LED peuvent être beaucoup plus compacts que les phares classiques, offrant ainsi une plus grande liberté de conception, notamment en sélectionnant les faisceaux lumineux en fonction des conditions de conduite. Ils permettent également de produire des unités tout-en-un intégrant clignotants, feux de jour et feux de route/croisement, facilitant ainsi l'assemblage et la réparation.
Les OLED sont des éclairages de surface composés de multiples couches semi-conductrices organiques qui s'allument lorsqu'elles sont excitées par un courant. Cela permet de produire une variété de formes courbes et irrégulières, utilisables pour diverses fonctions. Certains constructeurs automobiles ont déjà démontré l'utilisation des OLED sur des panneaux extérieurs pour avertir les autres usagers de la route et les piétons des intentions du conducteur, tandis que d'autres ont démontré leur utilisation pour des lumières « fluides » afin d'attirer l'attention du conducteur sur des zones spécifiques du véhicule. Elles offrent également de vastes possibilités d'éclairage d'ambiance à l'intérieur du véhicule, mettant en valeur la marque et la personnalité. Sources lumineuses pratiquement « plates », les OLED ne nécessitent ni réflecteurs, ni guides de lumière, ni autres optiques, et ne projettent pas d'ombre, ce qui les rend extrêmement efficaces et légères. Puisqu'elles peuvent être conçues dans n'importe quelle forme et fixées sur un support flexible, elles offrent une flexibilité encore plus grande que les LED. Le coût reste cependant un enjeu majeur.
Osram
Osram, l'un des plus grands fournisseurs de systèmes d'éclairage automobile, a participé au projet R2D2 soutenu par le ministère fédéral allemand de l'Éducation et de la Recherche pour produire une technologie d'éclairage innovante en collaboration avec Hella et Audi.
Dans le cadre du projet, des recherches ont été menées sur les OLED flexibles, aboutissant à un prototype de feu arrière présenté au CES 2016. Les partenaires du projet prévoient que cette technologie pourrait être disponible dans le secteur d'ici quelques années seulement. Les nouvelles OLED flexibles d'Osram ont été façonnées en modules tridimensionnels par Hella et intégrées aux feux arrière selon un design d'Audi. Les partenaires ont veillé à ce que la lumière émise par le module soit conforme aux normes ECE applicables en matière de luminosité et de couleur. L'unité 3D ne nécessite aucun réflecteur ni optique supplémentaire pour garantir une visibilité optimale sous tous les angles et offre aux constructeurs automobiles le potentiel d'une approche totalement nouvelle de la conception de l'éclairage. Ces OLED flexibles sont une innovation pour demain, mais des systèmes OLED rigides sont déjà en production.
Magneti Marelli
Magneti Marelli, un autre fournisseur clé de systèmes d'éclairage, a introduit au cours des derniers mois une variété de nouveaux systèmes LED et OLED pour l'éclairage extérieur.
Au CES 2016 de Las Vegas, la section éclairage automobile de l'entreprise a présenté son module Full-LED Matrix Beam, un faisceau LED complet doté d'un système adaptatif de guidage du faisceau lumineux grâce à l'activation sélective des LED. Étaient également exposés ses feux arrière OLED, composés de diodes rouges et oranges, offrant un aspect homogène quel que soit l'angle de vue. Même éteints, les éléments OLED ressemblent à un miroir argenté. Parmi les autres nouvelles technologies, citons les feux de signalisation avec alerte piétons lorsqu'ils tournent, et une application pour iPad permettant de régler les couleurs et l'intensité lumineuse des phares et des feux arrière.
HELLA
HELLA a remporté le prestigieux Red Dot Design Award en 2016 pour son phare LED MULTIBEAM dans la Mercedes-Benz Classe E, qui a fait ses débuts au Salon de l'auto de Détroit.
Le module d'éclairage à pixels à trois couches, développé avec Daimler, se compose de 84 LED contrôlables par phare. Celles-ci peuvent être contrôlées individuellement pour ajuster la distribution lumineuse en fonction de la circulation, de la météo et de l'état de la route. L'assistant de feux de route adaptatif Plus intégré assure également une utilisation plus fréquente des feux de route, pour plus de sécurité et de confort.
Le système LED MULTIBEAM assiste le conducteur en feux de route lorsque d'autres véhicules se trouvent dans le champ éclairé par les phares. La fonction feux de route adaptatifs masque sélectivement la zone occupée par l'autre véhicule de la distribution lumineuse en quelques fractions de seconde. Ce système fonctionne même si plusieurs véhicules se trouvent à proximité du véhicule, masquant ainsi les autres véhicules tout en éclairant les zones intermédiaires avec les feux de route. Ainsi, le conducteur a l'impression de rouler en pleins phares, sans éblouir les autres usagers de la route. Un nouvel éclairage par mauvais temps réduit les reflets sur la voie en cas de pluie en atténuant spécifiquement l'intensité lumineuse de certaines LED des feux de croisement. L'éblouissement dû aux panneaux de signalisation est également réduit grâce à la réduction de la luminosité de certaines LED.
Le module LED de précision comporte 84 LED disposées en trois lignes. La possibilité de contrôler chacune d'elles individuellement permet de créer un système capable de créer une distribution lumineuse extrêmement précise et très variable. Cette répartition est possible aussi bien en feux de croisement qu'en feux de route, sans actionneur. L'éclairage dynamique de virage est entièrement contrôlé électroniquement : la gradation variable de chaque pixel permet de focaliser la lumière afin de concentrer l'attention du conducteur sur le tracé du virage.
Audi
Les fabricants ont rapidement adopté la technologie LED et OLED, Audi et BMW fournissant tous deux des exemples de ce que nous pourrions voir dans les années à venir.
Audi expérimente les LED, OLED et laser pour améliorer l'éclairage et véhiculer un message esthétique ou devenir un moyen de communication. Un système d'éclairage laser innovant utilise une puce équipée de centaines de milliers de micro-miroirs contrôlés individuellement, qui divisent la lumière en minuscules pixels. Il est ainsi possible d'adapter le motif d'éclairage à toutes les situations de conduite et même de projeter des informations graphiques sur la route. Une innovation est un système permettant à un feu laser arrière de former un triangle de signalisation pour avertir les autres usagers de la route par temps de brouillard ou de pluie. Audi a également développé des systèmes OLED qui pourraient être installés sur les flancs des véhicules pour transmettre des informations aux autres usagers de la route. Un feu arrière OLED a déjà été développé, qui semble se propager rapidement vers l'avant pour compléter les feux stop.
Résumé
À l'heure actuelle, la LED est clairement la meilleure option pour les phares, tandis que les applications intérieures et fonctionnelles se prêtent parfaitement à la technologie OLED. La LED offre une grande flexibilité de conception et permet aux constructeurs automobiles d'intégrer des fonctions de sécurité et d'assistance à la conduite à commande électronique. La technologie OLED est progressivement introduite pour l'éclairage arrière, l'éclairage d'ambiance et l'éclairage fonctionnel de sécurité, mais son coût limite son utilisation aux modèles haut de gamme dans les prochaines années. Parallèlement, les progrès de l'éclairage laser offrent une nouvelle voie d'innovation, et la technologie laser offre de nouvelles opportunités pour l'éclairage fonctionnel et la représentation des marques.
Sources :
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