Introduction

Dans le domaine de l’éclairage extérieur, garantir que la lumière atteigne précisément la zone ciblée, tout en minimisant les nuisances liées à la lumière perdue, a toujours constitué un défi majeur en matière de conception. Bien que les systèmes de distribution lumineuse polarisée traditionnels permettent un éclairage directionnel à longue portée, ils ont tendance à générer un flux lumineux dirigé vers l’arrière (« backlight ») et une lumière parasite lors de la propagation. Dans certains cas, cette lumière est inutile ; non seulement elle réduit l’efficacité de l’éclairage (à ne pas confondre avec l’efficacité lumineuse — qu’est-ce que l’efficacité lumineuse ?), mais elle peut également engendrer une pollution lumineuse et nuire à l’environnement alentour. À mesure que l’éclairage urbain nocturne évolue vers davantage de précision, de sobriété carbone et de respect de l’environnement, la gestion du flux lumineux dirigé vers l’arrière est passée du stade de « considération facultative » à celui d’« exigence incontournable ». Cet article définit ce phénomène, analyse ses impacts négatifs et présente des stratégies concrètes pour réduire ce type de flux dans les projets d’éclairage routier. Il souligne également les avantages des dispositifs de masquage physique (écrans anti-éblouissement ou « pare-lumière ») : grâce à une maîtrise optique précise, ils permettent de concentrer la lumière plus efficacement, offrant ainsi un éclairage extérieur de meilleure qualité. Poursuivons avec le cœur du sujet pour en savoir plus.

Qu’est-ce que le dirigé vers l’arrière (« backlight ») ?

Dans l’éclairage extérieur, le terme « backlight » désigne la lumière qui, lors du fonctionnement, s’écarte de la zone cible prévue pour se propager vers l’arrière du luminaire — c’est-à-dire vers des zones qui ne sont pas destinées à être éclairées. Le flux dirigé vers l’arrière, le flux dirigé vers le haut (« uplight ») et l’éblouissement (« glare ») sont des phénomènes souvent associés, pris en compte dans l’éclairage extérieur via le système de classification « BUG » (Backlight, Uplight, Glare). La manifestation du « backlight » varie considérablement selon l’application : dans l’éclairage routier, il se traduit généralement par un halo inversé sur la chaussée ou le trottoir situé derrière le mât d’éclairage ; dans le cas de l’éclairage par projecteurs, il se manifeste par une « lumière parasite » (« spill light ») projetée sur les façades des bâtiments ou sur des zones situées derrière la cible visée. D’un point de vue optique — en examinant les courbes de distribution lumineuse — le « backlight » correspond à la répartition de l’intensité lumineuse dans la plage azimutale comprise entre 180° et 360° autour du luminaire. Sur les diagrammes isolux (qu’est-ce qu’un diagramme isolux ?), cela représente la lumière dirigée à l’opposé de la chaussée, vers le côté où se trouvent des bâtiments ou des propriétés. Il est important de noter que ce flux dirigé vers l’arrière n’est pas nécessairement « inutile » ; Sa valeur dépend de l’application spécifique et est étroitement liée aux indicateurs de performance d’éclairage pertinents. Par exemple, dans le cadre de l’éclairage public urbain classique, une certaine quantité de lumière projetée vers l’arrière (backlight) peut assurer un éclairage essentiel des trottoirs, s’avérant ainsi utile. À l’inverse, sur les voies rapides ou les autoroutes — dépourvues de trottoirs — cette lumière projetée vers l’arrière ne remplit aucune fonction utile pour l’éclairage de la chaussée ; elle est considérée comme une nuisance lumineuse superflue qui nécessite un contrôle rigoureux, lequel peut être assuré efficacement grâce à l’utilisation de dispositifs de masquage (écrans anti-éblouissement ou pare-lumière).

Pourquoi opter pour un rétroéclairage plus faible ?

Tout d’abord, la motivation principale pour réduire ce flux est d’améliorer l’efficacité de l’utilisation de la lumière. Prenons l’exemple d’une voie rapide : si un luminaire est installé sans porte-à-faux (déport), tout faisceau lumineux dirigé vers l’arrière ne sera pas projeté sur la chaussée, ce qui diminue directement le rendement d’utilisation du luminaire. Sur la courbe du coefficient d’utilisation (CU) des éclairages publics, on constate que plus le flux dirigé vers l’arrière est faible, plus la lumière est orientée vers la chaussée, ce qui se traduit par une valeur de CU plus élevée. Si vous devez atteindre le même niveau d’éclairement cible sur une route, les éclairages publics (Éclairages publics ZGSM) avec moins de rétroéclairage nécessitent généralement une consommation d’énergie moindre.

Ensuite, ce flux dirigé vers l’arrière constitue l’une des sources majeures de pollution lumineuse et de nuisances. Prenons le cas des routes secondaires en zone rurale : elles sont souvent bordées d’habitations. Un flux important dirigé vers l’arrière peut atteindre les fenêtres des riverains, suscitant ainsi des plaintes. De même, la lumière projetée vers des espaces verts, résultant également de ce flux vers l’arrière, constitue un éclairage superflu. Par ailleurs, une partie de la lumière peut être dirigée vers le ciel (flux vers le haut ou « uplight »), ce qui accentue la lueur nocturne (halo lumineux), perturbe les observations astronomiques et altère les rythmes biologiques des espèces nocturnes.

Des luminaires limitant le flux vers l’arrière témoignent d’une meilleure efficacité lumineuse. Par conséquent, pour un projet d’éclairage routier visant un niveau de luminance (luminosité) cible, une solution limitant ce flux vers l’arrière permet généralement de réduire la consommation énergétique. En matière d’émissions de carbone, maîtriser ce flux revient à réduire, à la source, une émission lumineuse inefficace ; une démarche qui s’inscrit dans les exigences réglementaires en matière d’économie d’énergie, conformément aux objectifs de neutralité carbone.

En résumé, dans des domaines tels que l’éclairage routier, l’éclairage paysager ou la mise en lumière architecturale, le flux dirigé vers l’arrière est non seulement inexploité, mais il nuit également à l’efficacité globale de l’installation, entraînant un gaspillage d’énergie. Dans certains cas, elle peut également provoquer une pollution lumineuse (Plus d’informations sur la pollution lumineuse due à l’éclairage routier), affectant ainsi l’effet d’éclairage global des routes, des bâtiments et des paysages. À l’inverse, limiter ce flux vers l’arrière et contrôler précisément la répartition de l’énergie lumineuse au sein de la zone à éclairer est devenu une exigence fondamentale pour un éclairage extérieur de qualité.

Comment réduire le flux lumineux dirigé vers l’arrière (backlight) à l’aide d’un Pare-lumière ?

Optimisation des lentilles pour réduire le flux vers l’arrière

Parmi les différentes méthodes permettant de réduire l’émission de lumière vers l’arrière, l’utilisation de lentilles constitue la solution la plus fondamentale et la plus proactive, agissant directement à la « source ». Le principe repose sur l’emploi d’une surface asymétrique de forme libre (« freeform ») afin de redistribuer la lumière émise par une LED ou toute autre source lumineuse. Cela garantit qu’une proportion maximale de lumière est dirigée vers la zone cible (par exemple, la plage angulaire C0–180°), tout en minimisant la part de lumière projetée vers l’arrière (la plage C180–360°). Pour obtenir des précisions techniques, il est conseillé de consulter un fabricant spécialisé dans les lentilles optiques. Du point de vue de l’utilisateur final, nous recommandons d’évaluer le taux de flux vers l’arrière (« backlight ratio ») et de vérifier si la répartition lumineuse d’un luminaire donné est adaptée à votre projet — en examinant les fichiers IES, les rapports d’essais photométriques ou toute autre documentation pertinente. En prenant pour exemple les lentilles de la marque Ledil, il est possible d’évaluer ce taux à l’aide d’un tableau LCS (« Luminaire Classification System ») et du graphique associé. Dans une distribution lumineuse standard (qu’est-ce que la distribution lumineuse ?), le rapport de rétroéclairage est d’environ 35 %, tandis que dans une configuration « faible rétroéclairage », ce chiffre est réduit à seulement 21 %. Par ailleurs, la composante lumineuse dirigée vers l’arrière peut être analysée pour différents types de répartition lumineuse en utilisant une courbe de coefficient d’utilisation ainsi qu’un diagramme isolux.

Pare-lumière – Déflecteurs physiques pour réduire le flux vers l’arrière

Un écran physique — une sorte de « Pare-lumière » — constitue la solution passive la plus intuitive et la plus facile à mettre en œuvre pour contrôler la diffusion lumineuse. Elle est particulièrement adaptée à la modernisation de luminaires existants ou aux besoins temporaires de maîtrise de l’éclairage. Concrètement, il s’agit de fixer des ailettes métalliques ou des caches incurvés à l’arrière, sur les côtés ou à l’avant du corps du luminaire, afin de bloquer la lumière parasite qui s’échappe en dehors du faisceau principal. Dans l’éclairage public, par exemple, un écran peut être installé à l’arrière d’un lampadaire pour intercepter la lumière dirigée vers l’arrière, limitant ainsi l’impact sur les zones résidentielles situées derrière le luminaire (comme illustré sur l’image ci-dessous, à gauche). Cette solution implique toutefois un compromis : des écrans de petite taille offrent une efficacité limitée, tandis que des modèles plus imposants peuvent nuire à l’esthétique du luminaire. Ces dispositifs sont également très répandus dans l’éclairage industriel (luminaires pour grandes hauteurs) et les projecteurs ; ainsi, les caches incurvés que l’on retrouve souvent sur les luminaires industriels de type « UFO » (en forme de soucoupe) permettent de masquer partiellement la source lumineuse, contribuant ainsi à réduire l’éblouissement. De même, les projecteurs et les éclairages de terrains de sport (notamment les projecteurs LED ZGSM) intègrent fréquemment de tels déflecteurs, communément appelés « Pare-lumière de projecteur » (voir l’image ci-dessous à droite). Lorsque des luminaires haute puissance sont installés avec une inclinaison prononcée, l’intensité lumineuse dirigée vers les zones situées à l’avant (zones « FL » et « FLVH ») augmente considérablement ; il s’agit là d’une cause majeure d’« intrusion lumineuse », qui suscite souvent des plaintes de la part du voisinage. Dans les cas extrêmes, des projecteurs sportifs dépourvus de tels écrans peuvent même générer une émission lumineuse vers le ciel, contribuant ainsi à la pollution lumineuse (halo lumineux nocturne). Qu’il s’agisse d’un pare-lumière pour éclairages publics ou pare-lumière pour projecteur, ces dispositifs présentent l’avantage d’une conception simple et d’un coût réduit, sans nécessiter de modification des composants optiques internes du luminaire. Ils comportent néanmoins des limites évidentes : ils peuvent altérer l’esthétique de l’équipement et, s’ils sont mal conçus, entraîner une couverture lumineuse incomplète.

Pare-lumière – Matrices physiques pour réduire la lumière dirigée vers l’arrière

Une matrice physique est un composant de contrôle précis de la lumière — un type de « pare-lumière » situé entre une lentille optique et un déflecteur physique à grande échelle. Conçue spécifiquement pour les applications d’éclairage asymétrique extérieur, elle utilise une structure spécialisée pour contraindre précisément la lumière, garantissant que le faisceau est concentré dans la zone cible visée. Lorsqu’elle est associée à une lentille asymétrique (Qu’est-ce que la répartition lumineuse asymétrique ?), elle supprime efficacement la lumière parasite dirigée vers des zones non désirées, garantissant que l’éclairage reste strictement confiné à la zone cible. Cela améliore l’efficacité d’utilisation de la lumière tout en optimisant l’expérience visuelle de l’environnement nocturne.

Son principe de fonctionnement est similaire à celui d’un déflecteur physique standard ; cependant, alors que le déflecteur physique est généralement monté sur le boîtier du luminaire, le pare-lumière à matrice est intégré directement sur la lentille. Une fois installée, la lumière émise par la source LED — ayant déjà été réfractée ou réfléchie par la lentille — subit une réfraction secondaire ou une absorption lorsqu’elle frappe le pare-lumière à matrice.

Ces pare-lumières à matrice sont disponibles en versions noires ou blanches. La variante noire est très efficace pour supprimer le rétroéclairage, bien que son taux d’absorption élevé réduise considérablement l’efficacité globale de sortie de lumière du luminaire. La variante blanche supprime également le rétroéclairage ; cependant, si une partie de cette lumière est absorbée, une part substantielle est réfractée et redirigée vers la zone cible (telle que la chaussée).

Un autre avantage clé du pare-lumière à matrice réside dans sa facilité d’installation et de retrait. Si la suppression du rétroéclairage n’est pas requise pour une application spécifique, le luminaire peut être assemblé avec une configuration standard ; à l’inverse, si le besoin se présente ultérieurement, ce type de pare-lumière peut être facilement ajouté. De plus, il offre un profil esthétique supérieur à celui des déflecteurs physiques traditionnels.

Réduire le rétroéclairage sur les projets grâce au pare-lumière

Augmenter la luminance avec une consommation d’énergie réduite

La luminance moyenne de la chaussée (Lm) est un indicateur clé de la qualité visuelle pour les conducteurs. Elle est déterminée par les effets combinés de l’éclairement de la surface routière et des propriétés réfléchissantes de cette dernière. La technologie de « rétroéclairage réduit » minimise le flux de lumière vers les directions non ciblées, dirigeant ainsi un flux lumineux plus important vers la chaussée et augmentant par conséquent la luminance moyenne de la chaussée.

Comme le montre l’image ci-dessous, nous comparons deux types de répartition lumineuse : l’une utilisant la solution à faible rétroéclairage avec un pare-lumière, et l’autre utilisant une solution conventionnelle. Dans la simulation d’éclairage Dialux (Simulation d’éclairage Dialux ZGSM), on peut constater que la Lm de la première est de 1,62 cd/m², contre seulement 1,41 cd/m² pour la seconde, soit une réduction de près de 13 %. Ainsi, pour un réverbère ayant le même flux de sortie de 15 000 lm, où va la lumière restante ?

Si nous incluons le trottoir dans l’analyse, nous pouvons constater que l’éclairement sur le trottoir dans la première configuration n’est que de 11,58 lux, tandis que dans la seconde, il est proche de 20 lux — des niveaux d’éclairage qui répondent pleinement aux exigences de la Classe d’éclairage P1. Pour les autoroutes dépourvues de trottoirs, il s’agit clairement d’un gaspillage de lumière, car la seconde configuration nécessiterait une puissance plus élevée pour atteindre la Classe d’éclairage M2, tout en dirigeant davantage de lumière vers des zones non ciblées.

Veillez à prendre en compte Rei lors de l’adoption de la solution à faible rétroéclairage.

Bien entendu, l’approche consistant à réduire l’éclairage vers l’arrière (côté opposé à la chaussée) ne constitue pas une solution universelle. Comme mentionné précédemment, la lumière qui aurait dû être dirigée vers la chaussée est alors orientée vers le trottoir ; par conséquent, si un projet inclut des trottoirs, il convient de prendre en compte les effets négatifs d’un éclairage vers l’arrière insuffisant — en particulier sur les routes bordées d’arbres denses, qui nécessitent des bras de déport plus longs. Dans l’exemple ci-dessous, le profil de la rue comprend une chaussée de 7 mètres de large (à double sens, avec deux voies dans chaque direction), un terre-plein central de 1 mètre et des trottoirs de 2 mètres de large de chaque côté. La configuration d’éclairage repose sur des mâts de 9 mètres de hauteur, dotés d’un bras de déport de 1 mètre et espacés de 36 mètres. Après avoir intégré les modèles de distribution lumineuse — l’un avec un éclairage réduit vers l’arrière et l’autre avec une distribution standard — nous avons analysé leurs performances : les résultats montrent que l’éclairement des trottoirs est nettement plus élevé dans le second cas que dans le premier. Plus important encore, la première configuration ne satisfait pas à une exigence clé : la valeur « Rei ». Cette valeur (SR par rapport à Rei) est de 0,34 pour la première configuration, contre 0,72 pour la seconde. Cela s’explique principalement par le fait qu’une réduction de l’éclairage vers l’arrière entraîne une moindre continuité lumineuse dans les zones périphériques adjacentes à la chaussée. Plus cette valeur est faible, plus l’écart d’éclairement entre les voies de circulation automobile et les « voies virtuelles » situées de part et d’autre de la chaussée est important ; inversement, plus cette valeur est élevée, plus cet écart est réduit, ce qui permet aux conducteurs de mieux percevoir les objets et obstacles environnants, tels que les piétons ou d’autres dangers potentiels. Dans les scénarios évoqués, l’utilisation de pare-lumière visant à limiter l’éclairage vers l’arrière doit être strictement encadrée ; si ces dispositifs sont utilisés de manière excessive, ils peuvent entraîner un éclairement insuffisant des zones réservées aux usagers non motorisés et empêcher le respect des exigences relatives à la valeur Rei.

Solutions d’éclairage ZGSM

Résumé

Dans le domaine de l’éclairage extérieur, le rétroéclairage​ constitue l’un des principaux facteurs de pollution lumineuse, de gaspillage énergétique et de plaintes de la part des riverains. L’utilisation de pare-lumières​ pour réduire ce rétroéclairage permet non seulement d’améliorer la luminance moyenne de la chaussée et l’uniformité de l’éclairage (Qu’est-ce Que Uniformité Éclairage et Comment L’améliorer ?), mais aussi de minimiser efficacement les impacts négatifs sur les zones résidentielles avoisinantes et les zones écologiquement sensibles. Il existe trois principales approches techniques pour minimiser le rétroéclairage : la conception de lentilles optiques, qui ciblent la lumière sur la zone visée grâce à une répartition photométrique précise ; et deux méthodes utilisant des pare-lumières. Les déflecteurs physiques​ — qui utilisent des plaques métalliques ou des boîtiers courbes pour bloquer directement la lumière parasite — sont idéaux pour la rénovation de luminaires existants. De leur côté, les pare-lumières à matrice​ permettent un contrôle plus précis du faisceau lumineux grâce à un réseau d’unités d’occultation. Dans les projets réels, les solutions à faible rétroéclairage permettent souvent d’éclairer les voies de circulation avec une puissance inférieure. Toutefois, pour certains projets, il est impératif de procéder à une évaluation globale basée sur les conditions routières (présence de trottoirs, ombre des arbres, etc.). À défaut, cela pourrait entraîner une baisse de la valeur Rei — c’est-à-dire une continuité d’éclairage réduite dans les zones environnantes — nuisant ainsi à la capacité des conducteurs à identifier les obstacles en bordure de route. Les solutions d’éclairage de ZGSM proposent des combinaisons sur mesure de lentilles, de déflecteurs et de pare-lumières à matrice, adaptées à différents scénarios d’application. Tout en respectant les normes d’éclairage de classes M/P, ces solutions privilégient également l’efficacité énergétique, l’esthétique et le confort visuel. Veuillez nous contacter pour plus d’informations.

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