L'éclairage automobile - Pierre Albou.pdf

20/12/2013
Auteurs : Pierre Albou
Publication 3EI 3EI 2003- Journées
OAI : oai:www.see.asso.fr:1044:2003-:5526
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Article_Albou Page 1/22 L’éclairage automobile Pierre Albou Valeo Lighting Systems Article_Albou Page 2/22 Sommaire Sommaire ................................................................................................................................... 2 I- Introduction ............................................................................................................................ 3 II- Caractéristiques propres à l’éclairage automobile ................................................................ 4 II.1- Contraintes d’environnement.......................................................................................... 4 II.2- Contraintes réglementaires.............................................................................................. 5 II.3- Photométrie et colorimétrie............................................................................................. 5 II.4- Sources autorisées........................................................................................................... 9 II.5- Fonctions et structure.................................................................................................... 10 III- Systèmes présents dans les feux ........................................................................................ 10 IV- Alimentation et modulation des sources............................................................................ 12 IV.1- Lampes à incandescence ............................................................................................. 12 IV.2-Diodes électroluminescentes ........................................................................................ 15 IV.3- Lampes à décharge ...................................................................................................... 16 V- Actionneurs ......................................................................................................................... 20 V.1- Electroaimants .............................................................................................................. 20 V.2- Moteurs pas à pas.......................................................................................................... 21 V.3- Moteurs à courant continu ............................................................................................ 22 VI- Conclusion......................................................................................................................... 22 VII- Références ........................................................................................................................ 22 Article_Albou Page 3/22 I- Introduction L’éclairage automobile présente un certain nombre de traits qui le différencient de l’éclairage général 1 comme de l’éclairage utilisé dans le cadre d’autres moyens de transport (navires, trains, avions). L’éclairage automobile est traditionnellement divisé en deux grands domaines : l’éclairage intérieur et l’éclairage extérieur. Le premier ne concerne que des luminaires placés dans l’habitacle du véhicule, aux fonctions très diverses. Nous ne l’aborderons pas en détail dans cet article. Bien qu’il ait des caractéristiques particulières (dont certaines communes avec l’éclairage extérieur), il peut souvent être rapproché de l’éclairage domestique (par exemple : plafonnier, éclairage de boîte à gants ou de malle), avec un changement d’échelle et de niveau d’exigence (caractéristiques photométriques, résistance à l’environnement). L’éclairage extérieur peut être divisé en quatre domaines, suivant deux critères : la position du feu 2 (avant ou arrière du véhicule) et sa fonction principale vis à vis du conducteur (voir ou être vu). On obtient ainsi les catégories suivantes : Voir Etre vu Avant Feux de croisement, Feux de route, Feux anti-brouillard, Fonctions AFS 3 Feu de position Indicateur de direction DRL 4 Arrière Feu de recul Feu de position Feu de stop Indicateur de direction Feu de brouillard Feu de recul On notera que le feu de recul participe de deux fonctions (être vu, sa fonction réglementaire, voir, une fonction réclamée aujourd’hui par les constructeurs pour leurs véhicules haut de gamme). Les indicateurs de position latéraux et les feux des rétroviseurs extérieurs peuvent être joints aux feux arrière en raison de leurs caractéristiques techniques (ils sont développés chez Valeo dans une même division). 1 General Lighting dans la dénomination Anglo-Saxonne (éclairage public, industriel et domestique). 2 Dénomination légale des appareils couramment nommés « feux » et « phares » ou appelés, un peu plus correctement, « feux » (arrières) et « projecteurs ». 3 AFS : Advanced Frontlighting Systems, future réglementation européenne autorisant de nouvelles fonctions dans les projecteurs (à l’horizon 2005) et dont nous reparlerons par la suite. 4 DRL : Day-time Running Light ou feu de jour, une fonction actuellement autorisée, autrefois obligatoire dans certains pays (par exemple scandinaves), objet d’une réglementation européenne et d’un projet visant à la rendre obligatoire. Elle doit être allumée de jour lorsque le véhicule fonctionne. Article_Albou Page 4/22 II- Caractéristiques propres à l’éclairage automobile Les caractéristiques propres à l’éclairage automobile résultent de deux facteurs principaux : l’environnement des luminaires dû au véhicule et la réglementation. L’environnement est décrit 5 par les cahiers des charges des appareils, documents élaborés par les constructeurs ou compilés par les équipementiers (Valeo dispose par exemple d’un cahier des charges interne pour les projecteurs, enveloppe supérieure des exigences de plusieurs de ses clients). Etant liées à l’appareil considéré, ces contraintes diffèrent essentiellement entre feux avant et feux arrières. En revanche la réglementation diffère fondamentalement entre les fonctions de signalisation (être vu) et les fonctions d’éclairage (voir). On retrouve ainsi les quatre catégories évoquées en introduction. II.1- Contraintes d’environnement Principales contraintes dues à l’environnement dans lequel est placé le feu, du point de vue de l’électrotechnicien ou de l’électronicien : 1. Les caractéristiques du réseau électrique (voir plus loin). 2. Les perturbations électromagnétiques (très fortes dues à l’allumage par exemple). 3. La température (elle dépasse couramment 100 à 110°C dans un projecteur, dont tous les systèmes doivent fonctionner à –40°C, température réelle lors d’un démarrage en hiver dans les pays du Nord). 4. L’humidité (elle pénètre dans les feux en raison de l’existence de communications avec l’air extérieur, indispensables pour éviter une déformation des boîtiers) 6 . 5. Les vibrations (très importantes sur les poids lourds). Les quatre dernières contraintes sont partagées avec tous les systèmes d’éclairage embarqués ; seuls les niveaux de résistance exigés sont différents. Ils sont plutôt moins élevés dans l’automobile 7 que pour d’autres moyens de transport (ferroviaires ou aériens). Néanmoins, combinées avec l’obligation d’une production à des coûts très réduits ces contraintes influent sur le choix de certains principes et évidemment sur les conceptions détaillées (choix des composants, des circuits imprimés des procédés d’assemblage, des types de boîtiers, des actionneurs, etc.). Les caractéristiques de l’alimentation électrique du véhicule constituent la contrainte la plus spécifiques à l’automobile. Pour des raisons historiques (disponibilité de la machine – une génératrice – et possibilité de stockage de l’énergie – dans des batteries), l’alimentation des automobiles se fait en courant continu à faible tension (autrefois 6V, actuellement 12V (24V pour les poids lourds), bientôt 42V). Ni le remplacement de la génératrice par un alternateur, ni la disponibilité de convertisseurs statiques fiables et (relativement) peu coûteux, ni l’augmentation des 5 Ces descriptions sont en général proches du pire cas et assez éloignées des conditions usuelles. 6 Qui serait provoquée par la dilatation d’un air intérieur confiné, lors de son passage de –40 à +100°C. 7 Les poids lourds ou les véhicules militaires pouvant faire exception. Article_Albou Page 5/22 puissances électriques consommées (plusieurs kW aujourd’hui sur un véhicule haut de gamme) n’ont changé cet état de fait. La conséquence en est qu’au lieu d’un réseau de bord alternatif de tension raisonnable (comme dans les avions, par exemple), permettant de limiter les courants et la masse des conducteurs (et autorisant, à l’occasion, l’emploi de transformateurs pour changer de tension), on doit utiliser une tension « continue », comprise entre 5V (lorsque le démarreur tourne) et 16V (moteur à haut régime, batterie endommagée), potentiellement très parasitée (load dump 8 à 60V pendant des dizaines de ms par exemple), délivrée par une source de résistance interne assez élevée, les constructeurs minimisant les sections des câbles et le coût des contacts. Ces conditions d’alimentation, peu gênantes, voire favorables (faible tension), pour les projecteurs traditionnels (l’ensemble des produits commercialisés il y a seulement vingt ans), systèmes simples quand bien même leurs optiques sont complexes, sont en revanche fortement pénalisantes pour les feux et projecteurs modernes et imposent souvent le recours à des solutions électroniques élaborées, comme on le verra plus loin. II.2- Contraintes réglementaires En sus des règlements s’appliquant à tous les équipements embarqués (matières interdites, marquages obligatoires, rayons de courbures minimum pour les pièces apparentes, normes CEM, rigidité diélectrique, etc.), l’éclairage automobile est soumis à une réglementation spécifique qui contraint la conception des appareils sur trois plans : leur structure et les fonctions qu’ils assurent, les performances photométriques de ces fonctions et les sources lumineuses qui peuvent être utilisées pour les réaliser. II.3- Photométrie et colorimétrie Les règlements photométriques conditionnent la conception des optiques. Ils décrivent les faisceaux que doivent réaliser les feux et les valeurs minimales et maximales qu’ils doivent assurer en certains points ou dans certaines zones jugées critiques. Les projecteurs (fonction voir) sont caractérisés par des faisceaux à « coupure », c’est à dire présentant une ligne de contraste, de forme plus ou moins complexe séparant une zone supérieure où les niveaux doivent être faibles afin d’éviter d’éblouir les autres conducteurs et une zone inférieure où les niveaux doivent être élevés pour assurer une bonne visibilité. Suivant les régions (Europe, USA, Japon 9 ), la forme de cette ligne, les valeurs à assurer, les points et les zones critiques, les moyens de mesure normalisés et les unités employées diffèrent. Par exemple, les réglementations européennes donnent des valeurs d’éclairement (en lux) à atteindre ou à ne pas dépasser, mesurées sur un écran plan à 25m, alors que les règlements des Etats-Unis donnent des valeurs d’intensités (en Cd) 10 . 8 Pics de tension dus à l’interruption de courants circulant dans des inductances lors de déconnexions accidentelles. Les appareils embarqués doivent y résister. 9 Les pays des autres régions du monde se rattachent, lorsqu’ils ont une réglementation, à un de ces trois systèmes 10 Si on suppose que la distance de l’écran de mesure à l’appareil est très grande par rapport aux dimensions des surfaces éclairantes (en général 25m est très grand devant les dimensions d’un projecteur !), il est évidemment possible (et simple) de passer d'un système à l'autre. Article_Albou Page 6/22 Points de mesure du règlement 17-2 Low Beam (USA) Points de mesure du règlement R112 (Europe, feux de croisement à lampes halogènes) Les points « de portée » (directions dans lesquelles l’intensité doit être rendue la plus élevée possible), par exemple, sont nommés 1.5D-2R (USA) et 75R (Europe). Leurs positions sont respectivement : 1,5° sous l’horizontale et 2° à droite du plan vertical contenant l’axe optique (1,5D-2R) et 1% en dessous de l’horizontale et 2% à droite (75R). Les valeurs en pourcentages s’entendent sur un écran de mesure perpendiculaire à l’axe optique, relativement à la distance de cet écran à l’appareil testé. Les niveaux exigés sont : 1.5D-2R : 15000 Cd, 75R : 12lx (= 7500Cd, en négligeant le cos3 ). Les feux de signalisation sont caractérisés par des matrices de points où sont mesurées des intensités. Il n’y a pas de ligne de coupure obligatoire, bien que certaines grilles soient dissymétriques (feu de recul, feu stop surélevé 11 ). Les mesures sont effectuées à 10 m. 80°Ext 20° 10° 5° 0° 5° 10° 20° 45°In t 15°H 0,7 0,7 0,7 10° 50 50 5° 25 50 175 50 25 0° 0,7 87,5 225 250 225 87,5 0,7 5° 25 50 175 50 25 10° 50 50 15°B 0,7 0,7 0,7 Intensités minimales (Cd) pour un indicateur de direction avant catégorie 1a (règlement R6) 11 3ème feu de stop (central). Article_Albou Page 7/22 Tous les feux doivent par ailleurs engendrer un faisceau d’une couleur donnée caractérisée par une zone autorisée dans le plan (x,y) de l’espace colorimétrique du CIE. Exemple : définition du « blanc » en éclairage automobile Dans les documents officiels, cette zone est définie comme suit : limite vers le bleu: x >= 0,310 limite vers le vert: y <= 0,150 + 0,640x , y <= 0,440 limite vers le jaune: x <= 0,500 limite vers le rouge: y >= 0,382 limite vers le pourpre: y >= 0,050 + 0,750x Ces normes photométriques guident la conception des optiques qui, en l’absence d’équilibres radiatifs significatifs dans le domaine visible 12 , se rapproche dans son principe de celle des systèmes d’éclairage public ou de stade, avec la difficulté de la création d’une « coupure » dans des systèmes simples (pour minimiser le coût et garantir une bonne fiabilité) mais à haut rendement (les réflecteurs à Surface Complexe® de Valeo sont un exemple des surfaces optiques sophistiquées qu’on est amené à utiliser dans ce but). Nous ne développerons pas plus outre ce point (systèmes optiques spécifiques des projecteurs et des 12 C’est la prise compte de ces équilibres, chaque surface diffusant une partie de la lumière qu’elle reçoit vers toutes les autres (qui la renvoient à leur tour), qui rend complexe le calcul des grandeurs intéressantes (par exemple l’éclairement sur les plans de travail) dans l’éclairage de locaux (sans compter la difficile prise en compte de l’éclairage naturel). Article_Albou Page 8/22 feux) qui n’est pas le sujet principal de cet article, n’ayant que peu d’influence sur les circuits électroniques et les actionneurs utilisés 13 . -18.0% 9.0% -60.0% 60.0%25% 50%-25%-50% Niveaux LX 0.1 0.2 0.4 0.8 1.6 3.2 6.4 12.8 25.6 51.2 102.4 Exemple de faisceau code (Europe, trafic à droite) (mesure sur écran à 25m, niveaux conventionnels, formant une série géométrique de raison 2) Le faisceau ci-dessus a été obtenu avec un projecteur de type elliptique à lampe halogène. La mesure, conformément à la norme, a été faite avec un appareil unique, les projecteurs des côtés gauche et droit devant être homologués séparément14 (ici les modules droit et gauche sont identiques). Les normes photométriques et colorimétriques déterminent en revanche la liste des sources lumineuses utilisables, compte tenu de l’espace disponible (souvent réduit). En effet, l’intensité maximale pouvant être engendrée dans une direction donnée est proportionnelle à la surface apparente du luminaire dans la direction considérée et à la luminance de la source, qui en est une caractéristique intrinsèque. Par ailleurs, la largeur du faisceau est conditionnée par le flux disponible, seconde caractéristique fondamentale de la source. Le choix de l’émetteur a évidemment une influence décisive sur la nature et le dimensionnement des systèmes électroniques ou électromécaniques envisageables ou indispensables. diode Lumileds™ lampe D2 Densités spectrales de puissance rayonnée d’une diode blanche et d’une lampe à décharge. On voit clairement dans le premier cas le pic bleu dû à l’émission de la puce en nitrure de Gallium et le spectre continu (à partir du bleu-vert) dû à la conversion par les luminophores. Dans le cas de la lampe à décharge, on a un spectre de raies, qui correspondent aux différents éléments présents dans le milieu ionisé. Les points de couleur correspondants sont en (x=0,389, y=0,390) pour la lampe à décharge (point violet) et (x=0,374, y=0,365) pour la diode (point bleu) dans le diagramme du CIE. Une lampe à incandescence (corps gris à environ 3000K) serait située aux alentours du point orange (x=0,437, y=0,404). Sa densité spectrale de puissance rayonnée, essentiellement située dans l’infrarouge, a l’aspect ci- dessous (entre 0 et 1µm). 13 La masse de certains systèmes optiques (les projecteurs dits « elliptiques » par exemple sont en général nettement plus lourds que les systèmes à Surfaces Complexes® ) peut influencer le dimensionnement des moteurs. 14 Cela ne sera plus vrai dans les futurs règlements AFS. Article_Albou Page 9/22 lampe à décharge diode blanche lampe à incandescence II.4- Sources autorisées Les règlements imposent non seulement le résultat à obtenir (le faisceau, dont les performances déterminent la sécurité du véhicule et des autres usagers), mais également partie des moyens pour y parvenir. En effet, les lampes doivent être choisies dans une liste de lampes autorisées, liste établie et mise à jour par des comités comportant les représentants des états, des constructeurs automobiles, des équipementiers et des fabricants de lampes. De tels comités, où figurent des organisations aux buts divergents et des entreprises commerciales concurrentes, sont très lents pour homologuer une nouvelle source, et freinent ainsi considérablement les progrès techniques 15 . Cette démarche a en contrepartie pour avantage de limiter le choix des lampes à des sources caractérisées par des normes précises et interchangeables indépendamment de leur fournisseur (cela est nécessaire dans le cas où les lampes peuvent être remplacées par l’utilisateur final, ce qui était requis des feux traditionnels). 15 L’histoire de l’éclairage automobile montre des progrès importants à l’apparition de chaque nouvelle génération de sources, l’optique géométrique, technique ancienne, essentiellement mathématique, s’adaptant à chaque fois rapidement et progressant ensuite lentement et peu. Cela a été le cas, dans l’ordre (et sans remonter aux lampes à acétylène) lors du passage des lampes à vide aux lampes halogènes puis de celles-ci aux lampes à décharge. Article_Albou Page 10/22 Dans ce cadre on trouve de nombreuses lampes à incandescence (halogènes ou non) et seulement une lampe à décharge (avec différents types de culot). Le choix est donc très restreint. Dans le domaine des feux arrières, la notion de feu scellé (les sources ne doivent pas pouvoir être changées) est associée à l’autorisation d’utiliser des sources non homologuées. Dans ce cas les mesures de conformité aux normes photométriques se font en alimentant l’appareil à travers ses connecteurs et donc éventuellement à travers ses circuits électroniques (dans le cas d’un feu non scellé ou d’un projecteur 16 , le laboratoire d’homologation peut choisir d’alimenter les lampes directement sur leur connecteur, après les avoir éventuellement changées). Cette possibilité a été exploitée pour homologuer des feux à base de diodes électroluminescentes, sources dont la durée de vie est suffisante pour un système scellé (un tel feu doit être jeté entièrement si les sources sont hors service). De nouveaux règlements, en cours d’élaboration ou d’adoption (AFS), vont modifier partiellement ce tableau dans les années à venir en autorisant l’utilisation de sources non remplaçables (diodes blanches) et de plusieurs sources par fonction à l’avant (ce n’est autorisé actuellement que pour le feu de route, où il est possible d’utiliser deux lampes par côté). II.5- Fonctions et structure Un certain nombre de contraintes géométriques (positionnements relatifs, dimensions minimales) sont spécifiées par des règlements. Ceux-ci énumèrent à cette occasion les fonctions autorisées, dont on trouvera la liste traditionnelle (hors AFS) dans le tableau de l’introduction. Toute fonction qui n’est pas mentionnée par les règlements est interdite. Ces derniers imposent par ailleurs la présence et les performances minimales de différents systèmes de correction de portée et de nettoyage des projecteurs. La correction de portée correspond au positionnement de la ligne de coupure par rapport à l’horizon, indispensable pour éviter d’éblouir les véhicules adverses. Des systèmes mécaniques existent depuis fort longtemps qui permettent un réglage initial. Comme ils ne sont accessibles qu’en ouvrant le capot du véhicule ils ne sont pas utilisables pour compenser en utilisation réelle les variations d’assiette dues aux variations de charge (montée ou descente d’un passager, chargement ou déchargement de la malle, etc.). La réglementation impose aujourd’hui un réglage accessible au tableau de bord et, dans le cas des sources les plus puissantes (lampes à décharge), un système de réglage automatique. La future réglementation AFS offre quant à elle des possibilités nouvelles en définissant un grand nombre de faisceaux : code de base, code autoroute, code de ville, plusieurs faisceaux pluie (suivant l’état de la route, plus ou moins mouillée), bending lights (feux tournants ou modulés, éclairant latéralement dans les virages). III- Systèmes présents dans les feux On peut rassembler l’ensemble des différents types de systèmes (non purement mécaniques ou purement optiques 17 ) présents dans les projecteurs ou les feux arrière dans le tableau ci- dessous qui fait intervenir les sources lumineuses utilisées comme paramètre principal. Dans le tableau ci-dessus figure, pour être complet, la possibilité d’utiliser des tubes néons comme source de lumière. En effet, ceux-ci ont été mis en œuvre dans le cadre de feux scellés 16 Les lampes à décharge, qui nécessitent une alimentation spécifique complexe, faisant exception. 17 Comme les catadioptres. Article_Albou Page 11/22 pour réaliser des fonctions rouges (feux arrière), la couleur de la lumière visible émise par une décharge dans du gaz néon à faible pression se trouvant être un rouge réglementaire. Outre la difficulté de réaliser une optique efficace pour une source étendue volumique18 (très faible luminance), l’alimentation des tubes à cathode froide adaptés à cette application (plusieurs kV à quelques kHz) engendre, à cause de l’énorme antenne constituée par la décharge elle-même des parasites très importants qui imposent le blindage du feu complet (sortie de lumière incluse – avec une grille métallique), ce qui est très coûteux et conduit à un système inefficace (le blindage absorbe une part significative de la lumière). Cette solution est donc restée marginale, seules des considérations de style l’ayant parfois imposée 19 . Nous ne détaillerons pas plus les caractéristiques des systèmes à base de tubes néons. Deux systèmes couramment répandus ne figurent pas dans notre tableau : les lave- et les nettoie- projecteurs. Ces appareils, qui doivent être reliés au réservoir de liquide lave-glace du véhicule par une tuyauterie et sont constitués essentiellement d’une pompe électrique (lave- projecteurs qui exploitent un jet sous pression) ou de raclettes motorisées (nettoie- projecteurs, similaires aux balais d’essuie glace) ne sont obligatoires que dans le cas des projecteurs à lampes à décharges et, bien qu’étudiés et livrés par les équipementiers de l’éclairage, sont éloignés techniquement de leur cœur de métier. Nous ne discuterons pas plus ces systèmes 20 . 18 La décharge dans le néon est transparente à ses propres radiations. 19 En l’absence de gaz émettant naturellement une lumière de couleur ambre ou blanche réglementaire, la possibilité d’utiliser des tubes fluorescents (dont la couleur peut être ajustée facilement par le dosage des luminophores) a été étudiée. Malheureusement les tubes sans mercure sont très inefficaces et les tubes avec mercure ne fonctionnent pratiquement pas à -40°C (le mercure ne passe pas à l’état gazeux, le tube ne parvenant pas à la température adéquate et l’émission des ultra violets nécessaires à l’excitation des luminophores n’a pas lieu). 20 Les nettoie- projecteurs, très efficaces, sont très peu répandus car ils sont incompatibles avec les glaces plastiques, qu’il rayeraient. Les glaces verre, très lourdes, ne sont plus employées que par certains modèles haut de gamme. Source Alimentation directe par le réseau du véhicule Modulation en flux Correction de portée Commutation de fonction électromécanique Lampe à incandescence possible (pas en 42V) Autorisée dans les fonctions bending light, nécessaire pour un indicateur de direction. manuelle autorisée peu intéressante Lampe à décharge impossible impossible obligatoirement automatique intéressante Diodes impossible Autorisée dans les fonctions bending light ou pour les fonctions stop / lanterne combinées (arrière), nécessaire pour un indicateur de direction. à déterminer (futurs projecteurs à diodes) potentiellement peu intéressante (à vérifier) Tube néon impossible impossible NA NA Article_Albou Page 12/22 Enfin, la dernière colonne du tableau ci-dessus (commutation de fonction électromécanique) correspond à des appareils où plusieurs fonctions sont assurées grâce à une même lampe, le passage de l’une à l’autre s’effectuant par un mouvement d’une partie de l’optique. Actuellement, les seules fonctions concernées sont les feux de croisement et de route. Dans le futur (réglementation AFS), d’autres possibilités s’offriront (par exemple combinaison des feux de croisement, de route, d’autoroute et de ville). De tels dispositifs sont particulièrement intéressants dans le cas des lampes à décharge, car associer un feu de route halogène à un feu de croisement à décharge pose des problèmes de style (et de performances relatives), les couleurs des faisceaux étant sensiblement différentes (les lampes halogènes sont situées vers la zone jaune du blanc réglementaire, alors que les lampes à décharge automobiles (qui sont remplies, entre autres, de gaz xénon) sont fortement décalées vers le bleu)21 . Nous allons dans la suite de cet article examiner les différents moyens employés pour : 1) alimenter et moduler le flux des différents types de sources et 2) effectuer la correction de portée (et réaliser les futurs feux tournants autorisés par la réglementation AFS) ou pour changer de fonction par un mouvement. IV- Alimentation et modulation des sources IV.1- Lampes à incandescence Pour une tension d’alimentation nominale de 12V, il est possible d’alimenter directement les lampes à incandescence automobiles à partir du réseau d’énergie du véhicule. Pour des tensions plus élevées, la réalisation de filaments convenables devient difficile (24V) voire impossible (42V). En effet, la puissance nécessaire étant connue et figée 22 (60 à 70W pour une lampe halogène de projecteur), il faut, en passant de 12 à 42V, multiplier la résistance du filament par ( ) 25,12 12 42 2 = Comme cette résistance est de la forme S l⋅ρ , ρ résistivité du matériau 23 , l longueur et S section du fil de tungstène, et comme conserver la luminance à flux donné impose de maintenir constant Sl ⋅⋅⋅ π2 (surface du filament), il faut multiplier 2 3 2 S⋅π ρ par 12,25, soit : – diviser la section S par 3,525,12 3 2 ≈ – et multiplier la longueur l par 3,225,123 ≈ 21 L’utilisation de plusieurs lampes à décharge dans un même projecteur, outre un coût élevé, pose problème (croissance relativement lente du flux lumineux du route à l’allumage, par exemple). Il existe néanmoins un produit de ce type sur le marché. 22 Notamment pour des raisons thermiques. 23 Ne dépend que du matériau et de sa température, deux paramètres pour lesquels peu d’optimisations restent encore possibles aujourd’hui. Article_Albou Page 13/22 Un tel filament n’est pas adapté à l’application automobile en raison de sa fragilité à chaud (très faible section), incompatible avec les vibrations et les chocs subis par le véhicule. Il nécessiterait en outre une double hélice (comme dans les lampes 24V) pour accommoder sa longueur, plus que doublée, dans un espace similaire à celui des filaments actuels (sous peine de très grandes difficultés de conception des optiques, au moins dans un encombrement comparable à celui d’aujourd’hui). L’expérience des lampes de poids lourds montre que ce repliement donne des sources aux caractéristiques peu précises, difficilement utilisables dans des systèmes optiques sophistiqués 24 . Le passage à 42V, souhaitable pour toute l’architecture du véhicule, va donc imposer l’ajout d’une électronique (un abaisseur), en série avec les lampes à incandescence. Un convertisseur de ce type est également utile pour sous-alimenter les lampes dans le cadre d’applications nécessitant une modulation en flux. C’est par exemple le cas des FBL 25 , projecteurs éclairant latéralement et dont l’intensité peut être modulée en fonction des virages de la route (ils doivent être éteints sur route rectiligne). La sous-alimentation ne dégrade pas sensiblement la durée de vie des lampes car la diminution de température et donc de la vitesse d’évaporation du tungstène compense la diminution d’efficacité (voire, à faible tension 26 , l’interruption du cycle halogène). En outre le FBL a un profil de mission de courte durée dans la vie du véhicule. Pour des raisons de coût le principe de hacheur retenu est le plus simple possible et correspond au schéma ci-dessous : L’interrupteur statique T1 est placé de préférence du côté de l’alimentation, de façon à pouvoir mettre à la masse une des cosses du connecteur de la lampe (avec certaines lampes 27 , une cosse « de masse » peut être en contact avec le réflecteur qui, s’il est métallique, peut lui- même être relié électriquement à la masse du véhicule). On diminue ainsi les risques de court- circuit. La commande de T1 (un transistor, en général un MOSFET 28 ) est effectuée à basse fréquence afin de minimiser les perturbations électromagnétiques. Le flux lumineux émis est alors modulé, mais faiblement (c’est l’inertie thermique du filament qui intervient). Cette 24 Actuellement les mesures d’homologation des projecteurs des poids lourds sont effectuées avec les sources 12V équivalentes, les lampes 24V (livrées ensuite en série) étant jugées trop imprécises pour servir à valider l’optique… 25 Fixed Bending Light, une des nouvelles fonctions AFS, qui bénéficie d’une dérogation l’autorisant dès aujourd’hui (Valeo livre en série à Porsche un projecteur offrant cette fonctionnalité). 26 La limite basse de tension dans un tel système résulte de problèmes colorimétriques : à 7V les lampes automobiles 12V donnent une lumière rougeâtre, peu valorisante pour l’image du véhicule et éventuellement non réglementaire. 27 Lampe H1 par exemple. 28 On utilise en réalité des composants spécialisés incluant le transistor « de puissance », un système autorisant la commande par un niveau logique référencé à la masse et des protections (notamment contre les courts- circuits). T1 lampe Article_Albou Page 14/22 modulation est imperceptible au delà de 20Hz, en raison de la persistance rétinienne. En pratique, la fréquence de découpage est d’une à quelques centaines de Hz. Le rapport cyclique du signal de commande détermine la tension moyenne aux bornes de la source lumineuse. Dans le cas d’un système de modulation de flux, ce rapport cyclique est variable. Il peut être constant pour un système destiné uniquement à l’adaptation au 42V. Dans ce dernier cas, il convient de remarquer que ce circuit applique temporairement à la lampe une tension plus de trois fois supérieure à sa tension nominale. On mesure alors des pics de courants très supérieurs au courant nominal et même au courant continu maximum autorisé. Dans ces conditions d’alimentation très particulières, on constate les effets indésirables suivants : • Contraintes mécaniques cycliques de valeur élevée. 29 • Ionisations entre spires (tension triplée pour des spires très rapprochées et placées dans une ambiance gazeuse). Le premier phénomène est également présent avec les systèmes de modulation de flux alimentés en 12V, mais à une intensité plus faible. Ces deux effets ont pour conséquence pratique de fragiliser le filament qui casse lorsqu’on manipule la lampe (sur véhicule il casserait à cause des vibrations). L’examen au microscope montre un changement de structure du matériau. Une solution à ce grave problème a été trouvée qui consiste à étaler les fronts des pics de courant. La commutation de T1 est alors volontairement ralentie de manière à prendre au moins 10µs. Cela a pour conséquence négative d’augmenter les pertes par commutation dans T1 mais pour effet positif (en dehors de la récupération d’une durée de vie de filament acceptable) de diminuer les perturbations électromagnétiques conduites et rayonnées. Pour être complet nous pouvons mentionner ici le circuit d’entrée, placé entre l’alimentation et T1, rencontré (complètement ou en partie) dans la plupart des cartes électroniques embarquées automobiles : D1 : protection contre les inversions de tension ; si possible une diode Schottky, car la tension de déchet n’est pas négligeable devant la faible tension d’alimentation nominale (12V). R1 : VDR, résistance non linéaire, destinée à absorber l’énergie des load-dumps. L1,C1 : filtre de ligne pour minimiser les parasites conduits (des variantes plus complexes peuvent être employées –un filtre en π par exemple). 29 Le filament, de forme hélicoïdale, est un solénoïde à spires disjointes et est soumis à des forces magnétiques. D1 R1 L1 C1 Article_Albou Page 15/22 IV.2-Diodes électroluminescentes On utilise en éclairage extérieur automobile des diodes à base de deux types de semi- conducteurs (AlInGaP 30 et InGaN31 ), les puces étant montées dans des boîtiers très divers. Les diodes présentent quelques avantages : durée de vie compatible avec des systèmes scellés (d’où simplification des feux où il devient inutile de prévoir trappes d’accès et connecteurs internes), possibilité de réaliser des optiques compactes (notamment en profondeur), rendements (en lm/W) supérieurs à ceux des lampes halogènes 32 (en particulier dans le rouge et l’ambre pour lesquels il faut ajouter aux lampes à incandescence des filtres colorés), pas d’infrarouges dans le rayonnement 33 (ce qui permet d’utiliser des thermoplastiques peu coûteux pour la réalisation des pièces optiques). Elles ont en revanche plusieurs inconvénients : une faible luminance, une très grande sensibilité à la température ambiante (le flux émis par les diodes AlInGaP diminue 60% de 25°C à 110°C –températures de jonction), la nécessité d’ajouter un radiateur (les diodes de forte puissance dissipent 1W ou plus dans des boîtiers de quelques mm de côté). Le circuit d’alimentation des diodes est idéalement (d’après les fabricants) une source de courant en série avec chaque diode, la dispersion des tensions directes étant considérable (par exemple, pour certaines diodes InGaN, elles varient de 3 à 4V). Dans tous les cas, une protection est souhaitable, en raison notamment de la très faible tenue aux tensions inverses de ces composants (5V pour les diodes bleues). Le circuit le plus employé (car le moins coûteux) comporte des résistances montées en série avec les diodes, plus des protections (diode et VDR). Pour éviter des pertes considérables dans les résistors, il convient d’associer les diodes en série. Pour éviter l’extinction de plusieurs sources lumineuses en cas de défaillance d’une seule d’entre elles, il convient de monter les diodes en parallèle. On arrive alors à un circuit ayant la topologie suivante : 12V (+protections) 30 Pour les couleurs rouge et ambre. 31 Le semi-conducteur rayonne de la lumière bleue, qu’un phosphore convertit en blanc. 32 Mais moins bons que ceux des lampes à décharge à haute pression. 33 La chaleur dissipée l’est au niveau des boîtiers des diodes et de leurs radiateurs. ... ... ... Article_Albou Page 16/22 Malheureusement on ne peut utiliser que trois (voire deux) groupes de diodes en série, ce qui n’autorise pas un très bon rendement global (il reste 1 à 3V aux bornes de chaque résistor). Pour les diodes de forte puissance (1 à 5W) qui apparaissent actuellement sur le marché et qui permettent en outre de n’employer qu’une seule diode pour réaliser certaines fonctions de signalisation, le développement d’un circuit d’alimentation plus efficace et de topologie différente est nécessaire. On peut envisager d’utiliser le principe suivant 34 : Où le convertisseur continu/continu, à découpage, a potentiellement un très bon rendement et où les sources de courant ne voient plus qu’une tension réduite (de l’ordre de 0,5V en moyenne). La création pour chaque diode de vraies sources de courant, par découpage à partir de l’alimentation, nécessiteraient une inductance par diode et conduirait à un circuit coûteux et encombrant. La modulation du flux des diodes est possible sans dégradation de leur durée de vie. Le point de couleur pouvant changer en fonction de la puissance instantanée rayonnée (surtout pour les diodes blanches, en raison de phénomènes de saturation des luminophores), il est préférable de sous-alimenter les diodes en utilisant un courant haché, de rapport cyclique adapté, prenant deux valeurs, 0 et la valeur nominale en continu. IV.3- Lampes à décharge Les lampes à décharge automobiles (normalisées, bien qu’en principe non interchangeables par l’utilisateur 35 ) ont les caractéristiques physiques principales suivantes : 1. Arc court (4 mm) et confiné (cavité scellée, de quelques mm de rayon) 2. Deux électrodes identiques 3. Haute pression (5 bars à froid) 4. Remplissage de la cavité par du xénon avec (lampe éteinte et froide) une gouttelette de mercure (liquide) et un mélange de sels métalliques (solides) Les propriétés 1 et 2 ont pour conséquence une géométrie stable, reproductible et précise de l’arc (certaines de ses cotes sont d’ailleurs fixées par la norme). Ceci est indispensable pour pouvoir dimensionner les optiques des projecteurs. 36 34 Avantageusement réalisé autour d’un composant spécifique (en cours d’étude). 35 Elles le sont en revanche par les professionnels de la réparation automobile. 36 Dans les systèmes « elliptiques », dont la position et la forme de la coupure ne dépendent pas des caractéristiques de la source, cette propriété reste indispensable pour maîtriser l’homogénéité du faisceau et garantir la conformité aux réglementations photométriques. = = 12 V 4 V ... Article_Albou Page 17/22 Les points 3 et 4 assurent un bon rendement lumineux (90 lm/W 37 ), la conformité colorimétrique 38 et un bon rendu des couleurs. Du point de vue électrique on a : • Une alimentation en courant alternatif 39 (conséquence de la propriété physique n°2, car un courant ayant une composante continue significative conduirait à une cataphorèse et à l'affaiblissement d’une des électrodes par transfert de matière, d’où diminution de la durée de vie et évolution de la position de l’arc dans le temps), • Une tension nominale en fonctionnement stabilisé relativement basse40 (environ 80V ; conséquence du point 1), • Des tensions d’amorçage très élevées (conséquence de la caractéristique n°3), de 15 à 25kV, suivant l’état de la lampe (température des électrodes, pression du gaz et des vapeurs dans l’enveloppe) • Une variation importante et assez lente (des dizaines de secondes) de l’impédance après un démarrage à froid (conséquence du point 4, car, pendant une phase dite de « chauffe », une grande partie de l’énergie consommée sert à vaporiser le mercure et les sels 41 , d’où une évolution progressive de la composition du milieu ionisé et de la pression dans la cavité et donc, parallèlement, de la nature et de l’intensité du rayonnement). On passe, grossièrement, de 20 à 200Ω. Ce dernier point est dimensionnant pour une grande partie des composants de l’alimentation électronique. En effet, on souhaite assurer la transition la plus rapide possible de la décharge dans le xénon pur (juste après un démarrage à froid) à l’arc stabilisé (mercure et sel évaporés), car, non seulement la couleur est initialement inadéquate (bleue), mais le flux est très faible (moins du tiers de sa valeur nominale). Il faut donc alimenter la lampe à forte puissance (plus de 75W 42 ) au démarrage afin de limiter la durée de cette phase. Ce pic de puissance (la puissance nominale est de 35W) a lieu lorsque l’impédance de la charge est la plus faible, il en résulte des courants en sortie du convertisseur cinq fois plus élevés que le courant nominal. Ces niveaux de courant étant maintenus plusieurs secondes, ils déterminent le dimensionnement. 43 Une dernière caractéristique des lampes influe sur la conception de l’alimentation (de sa commande) : la durée de vie44 (au moins 2500h, contre quelques centaines pour les lampes 37 Environ 20 lm/W pour les lampes halogènes. 38 De justesse car ces lampes sont très proches des limites dans la direction du bleu-vert (rayonnement du mercure et du xénon). 39 Une lampe à courant continu a été étudiée aux Etats-Unis afin de réduire (considérablement !) le coût du convertisseur statique d’alimentation. Une des électrodes y était renforcée. Malheureusement, l’arc résultant n’est pas totalement stable (le pied d’arc de déplace sur l’extrémité étendue de l’électrode) et sa forme dissymétrique est un handicap très sérieux à une exploitation optique efficace dans un projecteur. Cette lampe a été abandonnée. 40 Mais néanmoins potentiellement dangereuse, ce qui impose des précautions (accès, arrêt en cas d’absence de lampe, etc.). 41 Partiellement. Il en reste au fond du ballon, ce qui pose des problèmes pour l’optique. 42 Une puissance plus élevée endommagerait rapidement les électrodes. 43 En matière de tension de sortie c’est la phase stabilisée qui est dimensionnante. 44 La fin de vie étant définie par un flux lumineux inférieur à 70% du flux initial. Article_Albou Page 18/22 halogènes) n’est garantie que moyennant une régulation de la puissance délivrée à la charge à +/-3W près. Les alimentations doivent donc être commandées de manière à atteindre cette précision et doivent mesurer ou évaluer finement la puissance de sortie. Cette exigence (régulation entre 32 et 38W) interdit une modulation significative du flux. Principes des circuits utilisés L’alimentation des lampes à décharge pose deux problèmes assez distincts : l’amorçage de l’arc (claquage du diélectrique gazeux) et l’alimentation en courant alternatif de la décharge (la gestion de la transition est néanmoins un problème délicat). En effet, vu l’écart des tensions nécessaires (25kV pendant moins de 1µs pour amorcer, 80V pour maintenir l’arc), il semble peu raisonnable de dimensionner un étage de convertisseur unique créant les deux. 45 La structure générale du système est donc la suivante : Où ’amorceur est un dispositif susceptible d’engendrer des impulsions de 25kV entre ses bornes a et b et de tolérer la circulation des courants des phases de chauffe et de maintien entre ces mêmes bornes, sans en détourner une partie significative. On notera que les impulsions d’amorçage se retrouvent presque intégralement aux bornes de la lampe, celle-ci ayant une impédance pratiquement infinie lorsqu’elle est éteinte, à condition de s’assurer que la sortie du convertisseur n’est pas en haute impédance pendant la phase d’amorçage (cela est de toute façon indispensable pour assurer immédiatement 45 Cela a néanmoins été fait initialement, à l’aide d’un circuit du type ci dessous, mais aucun produit livré sur véhicule n’emploie ou n’a employé ce principe (à cause du poids, du volume et du coût des composants passifs de très haute qualité requis pour le circuit résonnant, dont le facteur de surtension doit être très élevé –les bobines étaient réalisées avec du fil de Litz ; en outre la décharge directe du condensateur –très haute tension– dans la lampe endommageait assez rapidement les électrodes). = ~ pont en H ou demi-pont + transformateur La lampe étant éteinte (et d’impédance pratiquement infinie), on excite le circuit LC à sa fréquence de résonance. La tension crête aux bornes du condensateur croit alors à chaque période (seules les résistances parasites du système la limitent) et l’arc s’amorce au bout d’un certain nombre de cycles. On baisse ensuite la fréquence de sorte que la lampe soit alimentée par le convertisseur à travers l’inductance et que l’impédance du condensateur soit élevée et négligeable devant celle de l’arc. Pendant l’amorçage, le courant appelé sur la source à travers les transistors du pont est très élevé (infini aux résistances parasites près, en pratique des dizaines d’ampères). = ~ a b amorceur convertisseur Article_Albou Page 19/22 l’alimentation de la décharge après le claquage –phase de transition). La configuration où l’amorceur serait placé en parallèle avec la lampe imposerait une tenue en tension à 25kV de l’étage de sortie du convertisseur. Cette configuration a été évitée. Les considérations précédentes conduisent naturellement à un dispositif générateur d’impulsions comportant un transformateur en sortie. Deux principes sont employés : la rupture d’un courant dans une inductance et la décharge d’un condensateur dans l’enroulement primaire d’un transformateur de rapport élevé : Lorsque T1 est fermé, le courant dans le primaire du transformateur croît linéairement en fonction du temps. A l’ouverture de T1, une tension proportionnelle à la dérivée du courant apparaît au primaire et, au rapport de transformation près, entre a et b. Compte tenu de la rapidité de commutation des transistors, la dérivée est très élevée. Le rapport de transformation est choisi en fonction de la tenue en tension de T1 (400V par exemple pour un transistor à effet de champ « abordable »). T2 étant ouvert, un convertisseur auxiliaire (ou le convertisseur principal du système) charge le condensateur, de sorte que V1 atteigne une valeur limite V1m. T2 est alors fermé et, à cet instant, la tension au primaire du transformateur est égale à V1m. Cette tension se retrouve entre a et b, au rapport de transformation près. Dans le second système, T2 n’est pas nécessairement un interrupteur commandé. On peut utiliser un éclateur dont l’impédance sera pratiquement infinie jusqu’à ce que V1 atteigne V1m, tension d’amorçage de ce composant. Ensuite, l’impédance de celui-ci devient très faible (il est équivalent à une source de tension de quelques dizaines de volts), jusqu’à ce que le courant le traversant s’interrompe. Des éclateurs permettant un nombre de commutations suffisant (plusieurs millions) existent, pour des tensions de déclenchement de quelques centaines de volts. Cette configuration est avantageuse si on peut charger le condensateur à l’aide du convertisseur principal, ce qui est faisable si celui-ci peut atteindre une tension de sortie supérieure ou égale à V1m 46 . Plusieurs années après la mise sur le marché des premières lampes à décharge, une nouvelle lampe (D1) a été définie et homologuée qui comporte un système d’amorçage dans 46 Les courants délivrés dans ce mode peuvent être très faibles. a b T1 a b T2V1 Article_Albou Page 20/22 son culot (le circuit, du second type ci-dessus, est réalisé et encapsulé par les fabricants de lampes). Cette configuration a pour principal avantage de supprimer la connexion haute tension entre le convertisseur et la lampe et, par conséquent, les câbles haute tension plus ou moins longs (blindés pour éviter les rayonnements parasites) utilisés avec les autres lampes réglementaires (D2). L’onduleur principal peut être réalisé de différentes manières. Malheureusement, en raison de problèmes de résonances dans la cavité de la lampe (qui provoquent des déformations, voire l’extinction de l’arc et diminuent la durée de vie), la tension de sortie doit avoir une fréquence faible, inférieure à 20kHz (bien sûr, une tension en créneaux, qui comporte des harmoniques élevées doit avoir une fréquence fondamentale nettement plus basse ; les bons compromis semblent situés entre 200 et 400Hz). Cette contrainte rend peu attractifs les principes de convertisseurs résonnants ou quasi-résonnants47 , car on ne peut profiter d’une fréquence de découpage élevée pour minimiser le volume et le poids des composants passifs. Il est alors plus intéressant de multiplier les transistors pour supprimer condensateurs, inductances et transformateurs. La structure générale ci-dessous (au moins 5 transistors !) répond bien aux diverses contraintes liées à l’alimentation des lampes à décharge dans l’automobile. Le convertisseur amont peut différer suivant l’équipementier ou la génération de circuit considérés. Un convertisseur de type forward semble être une bonne solution. La régulation et la gestion des différentes phases de fonctionnement est avantageusement assurée en ne jouant que sur la commande de l’élévateur, le pont étant quasiment autonome (il faut toutefois s’assurer qu’il transmette, sans commuter, la tension de sortie de l’élévateur vers sa propre sortie pendant toute la phase d’amorçage). V- Actionneurs Les projecteurs mettent en œuvre aujourd’hui trois types d’actionneurs : – des moteurs à courant continu – des moteurs pas à pas – des électroaimants V.1- Electroaimants Les électroaimants ne sont utilisés que dans les systèmes de commutation code/route installés dans des projecteurs de type elliptiques (ils servent à déplacer ou faire basculer le cache, pièce opaque dont l’image du bord par une lentille crée la coupure du faisceau code). 47 Ils délivrent des tensions pseudo sinusoïdales. = = élévateur (découpage haute fréquence) = ~ pont en H à MOSFETs 200 à 400Hz vers l’amorceur Article_Albou Page 21/22 On ne les emploie que pour éviter tout circuit électronique (ils sont calculés pour être directement alimentés par la commande route 12V du véhicule). Devant fonctionner à une vitesse suffisante dès 9V 48 , leur dimensionnement est délicat (à 13,5V, tension usuelle sur véhicule et à 16V, tension maximale, ils consomment beaucoup d’énergie en pure perte et s’échauffent considérablement). La disparition progressive des faisceaux de commande directe des projecteurs (au profit d’une commande à travers le bus de données du véhicule) devrait entraîner celle des électroaimants. En effet, du moment où la commande de commutation code/route est gérée par une carte électronique, il devient facile d’utiliser un moteur à courant continu, maintenu en couple bloqué sur des butées mécaniques définissant les positions extrêmes du mouvement (il est en effet nécessaire de limiter électroniquement le courant lorsque le moteur est bloqué) Le système obtenu alors 49 est à la fois plus compact et moins coûteux que l’électroaimant qu’il remplace. V.2- Moteurs pas à pas Les moteurs pas à pas, coûteux en eux-mêmes, nécessitent en outre des circuits de commande sophistiqués. Ils sont utilisés dans les systèmes de correction de portée automatiques et pour les DBL 50 , où le grand nombre de manœuvres potentielles en justifie l’emploi. Dans ces deux applications un calculateur élabore la position à donner à une des optiques par rapport à un axe de référence (inclinaison dans un plan vertical pour la correction de portée, angle dans un plan horizontal pour le DBL). La structure logique du système électromécanique est donc une boucle d’asservissement de position avec un capteur de recopie (sur le système optique ou, pour plus de compacité, sur la sortie mécanique de l’actionneur). Toutefois, pour compenser en partie le coût élevé des moteurs pas à pas, ceux-ci sont utilisés en boucle ouverte, ce qui permet d’économiser le capteur. En effet, si la commande peut, à un instant donné, connaître la position du système et compte ensuite les pas effectués par le moteur, la position est alors connue en permanence. Un tel mode de fonctionnement suppose que le moteur ne « rate » jamais de pas (absence de mouvement en présence d’une commande). Pour s’en assurer, tout en conservant une vitesse élevée, il faut engendrer des signaux de commande complexes, à fréquence variable (rampes de fréquence bien maîtrisées, au démarrage notamment). La recherche d’un point de référence en l’absence de capteur peut se faire simplement, grâce à une procédure d’initialisation consistant à envoyer le système en butée (position connue) au démarrage. 51 48 Leur résistance série ne peut donc pas être très élevée. 49 Il a été mis au point complètement par Valeo dans un de ses projets de développement avancé (les produits correspondants ne sont pas encore sur le marché). 50 DBL : Dynamic Bending Light, feu de croisement rotatif permettant de mieux éclairer les virages (les feux tournants des Citroën DS était des feux de route, avec une command purement mécanique). Fonction autorisée par la réglementation AFS et bénéficiant d’une dérogation dès 2003. 51 Ce procédé, économique et efficace, a été critiqué par certains constructeurs qui jugent le mouvement initial (à la mise sous tension) potentiellement perturbant pour le conducteur. Article_Albou Page 22/22 V.3- Moteurs à courant continu Ils sont utilisés dans une boucle d’asservissement comportant un potentiomètre de recopie (voir ci-dessus) et une alimentation linéaire (amplificateurs opérationnels à fort courant de sortie, en configuration push-pull 52 ). Des systèmes plus simples, avec un nombre limité de positions prédéfinies (5) sont parfois utilisés dans les projecteurs bas de gamme. Le potentiomètre de recopie y est remplacé par des pistes ad hoc à la surface du circuit imprimé, sur lesquelles se déplace un curseur solidaire de la sortie mécanique de l’actionneur. Les pistes, segmentées, portent le curseur à différentes tensions prédéfinies. La différence entre cette tension et la tension de commande détermine si un mouvement est nécessaire et dans quelle direction. Cette solution pose le problème de sa faible fiabilité par rapport à celle d’un potentiomètre convenablement choisi et de son écart de coût à la solution précédente, qui n’est pas de manière évidente très significatif. VI- Conclusion La gestion des sources lumineuses et des systèmes électromécaniques des projecteurs nécessite et nécessitera de plus en plus de circuits électroniques de commande et de conversion d’énergie. Quand bien même ces dispositifs resteraient individuellement aussi simples qu’aujourd’hui, la complexité du système augmentera considérablement avec la généralisation des fonctions AFS et du multiplexage. Une approche globale est actuellement réalisée chez Valeo, qui débouchera à court terme sur une architecture électrique rationnelle est modulable des projecteurs et des feux. VII- Références On trouvera des références générales sur les recherches et développements en matière d’éclairage automobile dans les articles publiés par la SAE ou le PAL, dont les congrès annuels comportent toujours une session réservée à ce domaine. Les brevets des différents équipementiers compétents (Valeo, Hella, Koito, Automotive Lighting) fournissent également des détails sur les circuits récents mis en œuvre. 52 Ce qui permet de disposer des deux sens d’action avec une alimentation uniquement positive.