Introduction

L’éclairage routier est un élément essentiel de l’infrastructure urbaine. Il joue un rôle essentiel pour assurer la sécurité des piétons et des véhicules, et pour améliorer l’ambiance nocturne de la ville. Si vous avez un projet d’éclairage routier et que vous devez acheter des lampadaires (différentes séries de lampadaires ZGSM), vous devez être attentif à la puissance des lampes nécessaires pour répondre aux exigences du projet. Cependant, vous ne maîtrisez pas les exigences d’éclairage, telles que la luminance, l’éclairement, l’uniformité, etc. Cet article se concentre sur certaines normes d’éclairage routier à respecter pour l’éclairage des voies de circulation, notamment la luminance/éclairement lumineux, l’éclairage uniforme et l’éblouissement sur route sèche. Nous aborderons également les variations de luminance/éclairement lumineux, d’uniformité et d’éblouissement sur route mouillée. De plus, il existe un lien indirect entre éclairement lumineux et luminance. Il est à noter qu’il s’agit de la réflectivité de la route, par temps sec comme par temps humide. ZGSM espère que ces informations aideront les lecteurs à mieux comprendre les principes de base de l’éclairage routier, afin d’optimiser leur propre éclairage et la conception de leurs projets.

Normes d’éclairage routier

Il existe des indicateurs d’évaluation pour l’éclairage routier des voies réservées aux véhicules motorisés et aux piétons. Ces indicateurs comprennent la luminance moyenne de la surface de la route, l’uniformité de la luminosité de la surface, la limite d’éblouissement et le rapport ambiant. Ceux de l’éclairage des voies réservées aux piétons comprennent l’éclairement moyen de la surface de la route, l’éclairement minimal de la surface de la route et l’éclairement vertical. Les exigences d’éclairage spécifiques à deux voies courantes sont décrites ci-dessous, conformément à la norme EN13201 (En savoir plus sur la norme EN13201 pour la conception de l’éclairage routier). Il convient de noter qu’il existe certaines différences entre la norme EN13201:2004 et la dernière norme EN13201:2015. La première classe d’éclairage ME1, ME2, … ME6 et MEW1, MEW2, … MEW6, tandis que la seconde ne classe que M1, M2, … M6.

Nous constatons que l'éclairage des voies réservées aux véhicules motorisés est soumis à une exigence U0 pour les routes mouillées, tandis que la classe d'éclairage P n'exige pas d'uniformité pour les routes (y compris les routes mouillées). Si votre projet impose des exigences d'uniformité, la simulation d'éclairage doit respecter ces exigences, qui incluent également les exigences U0 pour les routes mouillées. De plus, le tableau indique que ces exigences comportent deux indicateurs : la « luminance moyenne » et l'« éclairement moyen ». Nombreux sont ceux qui ne les comprennent pas bien. Nous les détaillerons dans la section suivante. Les voies réservées aux véhicules motorisés sont également soumises à des exigences en matière d'éblouissement. Si cela vous intéresse, consultez notre article « Comment réduire l'éblouissement ? ».

En savoir plus sur la luminance et l'éclairement lumineux

La formule de calcul de l'éclairement lumineux est E=dΦ/dA, où E est l'éclairement lumineux (unité : lux), Φ le flux lumineux (unité : lumen·lm), qui représente le flux lumineux total de la source lumineuse, et A la surface éclairée (unité : mètre carré·m²). Cette formule indique que l'éclairement lumineux décrit le flux lumineux (puissance en watts vs flux lumineux) reçu par unité de surface, ce qui reflète uniquement la quantité de lumière atteignant la surface de la route.

La formule de calcul de la luminance est L=dΦ/dΩ/dA/cosθ, où L est la luminosité (unité : candela/mètre carré cd/m²), dΩ est l'angle solide (unité : stéradian sr), qui indique la portée du cône lumineux dans la direction d'observation, et dθ est l'angle entre la direction d'observation et la normale à la chaussée. Cette formule montre que la luminosité décrit le flux lumineux émis (ou réfléchi) par unité de surface de projection et par unité d'angle solide. L'œil humain observe la source lumineuse depuis une direction. Le rapport entre l'intensité lumineuse dans cette direction et la surface de la source lumineuse « vue » par l'œil humain est défini comme la luminance de la source lumineuse, c'est-à-dire l'intensité lumineuse par unité de surface de projection. La formule de calcul est relativement complexe (elle implique des calculs). Afin de faciliter sa compréhension, nous avons présenté la figure suivante. Nous supposons que le flux lumineux émis par unité de surface de projection reste inchangé ; l'intensité lumineuse dépend donc de l'angle solide de la lumière reçue. On constate que lorsque les yeux s'éloignent de la surface lumineuse, cet angle diminue, ce qui signifie que la lumière reçue diminue et que la surface de l'objet perçu s'assombrit.

Dans l'éclairage routier, les lampadaires projettent de la lumière sur la route, et l'éclairement ne peut refléter fidèlement la luminance observée par le personnel. L'éclairement n'a rien à voir avec les caractéristiques réfléchissantes de la surface de la route, tandis que la luminance dépend de l'éclairement et des caractéristiques réfléchissantes de la surface de la route. Pour une chaussée asphaltée sèche et une chaussée mouillée, à éclairement identique, la luminosité de la route observée par le conducteur sera également très différente en raison de leurs caractéristiques réfléchissantes différentes. La formule de calcul montre que, si l'on ne tient pas compte de la réflectivité de la route, la conversion entre luminance et éclairement est liée à l'angle et à la distance d'observation. En tenant compte de la réflexion, on obtient un facteur de luminosité (coefficient de luminance moyen pondéré) Q0, déterminé par le matériau de la route, sa rugosité et son humidité, conformément à la norme EN13201. P.-S. : Le principe est que la distance et l'angle de la route observés par le conducteur sont certains. Par exemple : si la route asphaltée E = 20 lx, si elle est sèche, Q0 est de 0,10 et la luminance L = 20 x 0,1 = 2 cd/m². Sous le même éclairage, la chaussée mouillée Q0 = 0,20, soit la luminance L = 20 x 0,2 = 4 cd/m². Le tableau R suivant présente les caractéristiques de réflectance de différents types de chaussées.

Pourquoi se soucier de l’éclairage uniforme sur les routes sèches et humides ?

Un film d'eau se forme à la surface d'une route mouillée, recouvrant la surface rugueuse de l'asphalte ou du béton. Ce film lisse la surface initialement irrégulière, transformant la réflexion diffuse en réflexion spéculaire. Lorsque la lumière (réverbère) éclaire une route mouillée, une réflexion directionnelle se forme (angle d'incidence ≈ angle de réflexion). De même, la lumière des phares est concentrée et réfléchie vers les yeux du conducteur, provoquant des zones de scintillement. Cependant, les routes sèches ne présentent pas la répartition lumineuse irrégulière (extrêmement claire et sombre) des routes mouillées en raison de la lumière diffusée par réflexion diffuse.

La figure suivante illustre l'effet d'éclairage des lampadaires sur des routes de différents matériaux. On constate que la distribution lumineuse (qu'est-ce que la distribution lumineuse ?) est relativement uniforme sur les routes de matériaux C1 et R3, tandis que la réflexion miroir est évidente sur la chaussée mouillée de W4. La luminance de la zone reliant le lampadaire au conducteur est nettement plus élevée, tandis que la luminosité de la voie éloignée du lampadaire est nettement plus faible, ce qui rend l'uniformité médiocre. On en conclut que sur les routes sèches (C1), la lumière est diffusée par la surface rugueuse et qu'une certaine luminosité est présente dans toutes les directions, sans éblouissement. Sur les routes mouillées, la surface lisse du film d'eau provoque une réflexion concentrée de la lumière, et l'intensité lumineuse réfléchie localement est bien supérieure à celle de la zone environnante.

Comment utiliser la conception d'éclairage pour obtenir une meilleure uniformité ?

Afin d'obtenir un éclairage uniforme, il est nécessaire d'expliquer comment U0 et UI sont calculés en éclairage routier. En éclairage routier, Uo (uniformité de luminance moyenne de la chaussée) est calculée par le rapport entre la luminance minimale et la luminance moyenne, soit Uo = Lmin/Lav. S'il y a deux voies, celles-ci doivent être calculées séparément, et la plus petite valeur des deux uniformités est utilisée pour évaluer si l'uniformité de luminosité globale de la chaussée U0 est conforme aux exigences. UI (uniformité longitudinale de la luminosité de la chaussée) est le rapport entre la luminance minimale et la luminance maximale le long de l'axe longitudinal de la route, UI = Lmin/Lmax. De même, s'il y a deux voies, UI prend la plus petite valeur comme résultat final. Les deux reflètent l'uniformité de l'éclairage routier sous différentes dimensions. La première reflète l'éclairage uniforme sur l'ensemble de la route, tandis que la seconde se concentre sur l'uniformité du sens de circulation du conducteur (continuité de l'éclairage).

Choisissez la bonne distribution lumineuse pour un éclairage uniforme

Nous avons comparé les valeurs U0, U0W et UI de différentes lentilles dans les mêmes conditions routières. La route est une autoroute de 7 mètres bordée de trottoirs de 2 mètres de chaque côté. La surface de la route est de classe CIE R3 et la surface de la route mouillée est de classe W3. Le tableau indique que Q0 = 0,07 et Q0W = 0,20. Le luminaire est un montage unilatéral, avec une distance entre le luminaire et l'autoroute de 0,5 mètre et une longueur de flèche de 1,5 mètre. La hauteur du mât est de 9 mètres, la distance entre les mâts est de 32 mètres et l'angle de flèche est de 0°. Avec cette configuration de luminaire (Plus de détails sur la configuration des luminaires), nous avons comparé trois distributions lumineuses et répertorié les résultats dans le tableau ci-dessous. Lorsque la série Rifle 60W est équipée du T3S55006, bien que U0wet réponde aux exigences, UI ne le fait pas. La répartition lumineuse verticale de cette lentille est déraisonnable, ce qui entraîne une faible luminance au milieu des deux luminaires, ce qui entraîne une très faible uniformité de l'interface utilisateur (UI). Équipé du T2M55008, l'U0wet ne répond pas aux exigences d'éclairage uniforme. Le lampadaire Rifle 60 W est équipé du T2S55004. Grâce à une répartition lumineuse raisonnable, les U0, UI et U0wet répondent aux exigences d'éclairage de la norme M3.

Définir une disposition raisonnable des luminaires pour un éclairage uniforme

Nous avons également testé les effets de différentes dispositions de luminaires sur U0, U0W et UI. Dans la section précédente, nous avons constaté que l'utilisation de la série ZGSM Rifle (consultez les lampadaires de la série ZGSM Rifle) avec T2M55008 en disposition latérale ne permet pas de satisfaire à l'exigence U0wet. Avec une disposition double face de 30 W, le résultat est évident : U0wet peut atteindre 0,42, ce qui est nettement supérieur à l'exigence de 0,15. Cependant, le coût étant également très élevé, il est recommandé d'améliorer U0wet en optimisant la lentille. Bien entendu, sur une route à deux voies à quatre voies, cette solution reste envisageable. Dans la figure ci-dessous, nous avons testé une route à quatre voies et les résultats montrent que U0Wet peut atteindre 0,27, ce qui répond parfaitement aux exigences d'uniformité des conducteurs par temps de pluie. Il est important de noter que nous déconseillons la disposition médiane (deux lampes sur un même poteau), bien que son coût soit relativement faible. Cependant, le résultat U0wet n'est pas idéal et ne permet pas d'obtenir un éclairage uniforme. De plus, la configuration de votre chaussée (hauteur des poteaux, porte-à-faux, inclinaison et longueur de la rampe, distance entre les poteaux) a également une incidence importante sur le résultat U0, que nous n'aborderons pas ici en raison de contraintes d'espace.

Lampadaires LED ZGSM

Entreprise spécialisée dans la production et la commercialisation de lampes LED depuis près de 20 ans, ZGSM analyse et réfléchit toujours du point de vue de ses clients, qu'il s'agisse de l'innovation esthétique des lampes, de la diversification des pilotes LED, de la marque des puces LED ou du choix de l'efficacité des lampes. Nous sommes également attentifs aux normes industrielles en vigueur, notamment aux exigences de la norme EN13201 pour l'éclairage uniforme routier (voir la solution pour améliorer l'uniformité des autres éclairages extérieurs). Grâce à leur conception structurelle judicieuse et à leurs différentes lentilles, les lampadaires LED ZGSM répondent aux exigences U0, U0wet et UI de différentes routes. Voici quelques lampadaires ZGSM. Si vous êtes intéressé, cliquez sur les images pour plus d'informations.

Résumé

L'éclairage routier est une garantie importante pour la sécurité routière urbaine et les fonctions nocturnes. Sa conception doit prendre en compte de manière exhaustive des indicateurs tels que la luminance, l'éclairement lumineux, l'uniformité et l'éblouissement. L'article explique que la norme EN13201 impose des exigences d'uniformité d'éclairage pour les routes sèches et mouillées. Dans la pratique, on accorde davantage d'attention à l'uniformité de l'éclairage sur routes sèches, mais on s'intéresse rarement à l'impact des routes mouillées sur cette uniformité. Les routes mouillées forment des zones de lumière et d'obscurité très irrégulières en raison de l'effet miroir, ce qui entraîne une forte baisse de l'uniformité. ZGSM explique pourquoi les mêmes lampes (avec une distribution lumineuse différente) et les mêmes agencements de lampes produisent des résultats U0 très différents sur routes sèches et mouillées en comparant la relation entre éclairement lumineux et luminance, ainsi que la différence de réflectivité entre routes sèches et mouillées. Cet article explique comment améliorer l'uniformité en optimisant la conception de l'éclairage (solutions d'éclairage ZGSM pour différentes applications) des lampes (par exemple, le choix du type de lentille) et la méthode d'éclairage (éclairage unilatéral ou bilatéral, réglage de la distance entre les mâts, etc.). Il propose notamment un plan d'amélioration pour U0wet sur routes mouillées. Pour en savoir plus ou pour toute question concernant les explications de cet article, n'hésitez pas à nous contacter.

Questions fréquemment posées

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