l’éblouissement d’inconfort
2.4 Bilan de l’état de l’art
2.4.1 Facteurs identifiés
Nous avons identifié quatre principaux facteurs de la scène visuelle qui sont largement reconnus pour impacter l’éblouissement d’inconfort en éclairage extérieur : LS, ωS, θS et Lb (cf. Section 2.1.2). Toutefois, nous avons vu que le facteur photométrique de la source pouvait varier en fonction de sa taille apparente : pour les petites sources il suffirait de considérer ES,eye(i.e.
α= β) et pour les autres il faudrait considérer LS et ωS (i.e. α 6= β). Nous avons également identifié d’autres facteurs associés à la scène visuelle qui peuvent jouer un rôle sur la gêne en condition d’éclairage extérieur, mais qui ne sont pas nécessairement (voire pas du tout) considérés dans les modèles.
Tout d’abord, nous avons mis en évidence l’impact du nombre de sources et de leur disposition spatiale les unes par rapport aux autres (cf. Sec-tion 2.1.3.1). Nous avons vu que cette disposiSec-tion spatiale des sources était rarement étudiée dans les études traitant de l’éblouissement d’inconfort en vision mésopique. Il serait donc intéressant d’analyser l’impact de la dis-tance entre deux sources sur l’éblouissement d’inconfort, avec des gammes de valeurs représentatives d’une situation d’éclairage extérieur.
Nous avons ensuite identifié dans la Section 2.1.3.2 un facteur spécifique à une situation d’éclairage extérieur : le mouvement des sources par rap-port à l’observateur. Concernant ce dernier, seul l’impact de la vitesse de
déplacement sur l’éblouissement d’inconfort a été étudié et aucun consensus n’existe sur cette question à l’heure actuelle (cf. Section 2.1.3.2). De plus, lorsqu’une source se déplace à une certaine vitesse relative par rapport à un observateur, les trois facteurs caractéristiques de cette source (i.e. LS, θS
et ωS) varient simultanément au cours du temps. Il serait donc intéressant d’isoler les variations temporelles de chaque facteur pour isoler leur potentiel effet sur l’éblouissement d’inconfort.
En outre, dans les études analysant ce facteur du mouvement, nous avons vu dans la Section 2.1.3.2 qu’il existait deux types de signaux qui carac-térisent le déplacement des sources : un signal transitoire (i.e. quand les sources ne sont vues qu’une seule fois) ou un signal permanent périodique (i.e. quand les sources suivent un défilement cyclique). Afin de délimiter le cadre d’étude de ce doctorat, nous nous concentrerons uniquement sur le cas d’un mouvement des sources périodiques, qui génère un éblouissement cyclique (cf. Section 2.1.3.2).
Un dernier facteur associé à la scène visuelle est le spectre lumineux. Ce dernier a uniquement été pris en compte dans le modèle du GCM (cf. Tableau 2.2) par l’intermédiaire d’un facteur log(FS). Bien que le spectre soit reconnu pour impacter l’éblouissement d’inconfort (notamment pour les courtes longueurs d’onde), nous n’allons pas considérer ce facteur dans notre étude. Au cours d’une expérimentation donnée, nous travaillerons à spectre constant afin que les résultats obtenus soient indépendants de l’effet du spectre.
Les facteurs individuels, comme l’âge des participants par exemple, ne seront pas non plus pris en compte dans cette étude. Bien qu’il n’y ait pas de consensus sur l’effet de l’âge sur la gêne (cf. Section 2.1.1), notre modèle sera construit à partir de données obtenues grâce un ensemble de panels de participants qui présentent une gamme d’âge étendue comme celle des automobilistes (i.e. supérieure à 18 ans).
2.4.2 Forme générale des modèles
L’Eq. 2.6 donne la forme générale des modèles de prédiction de l’éblouis-sement d’inconfort, que nous rappelons en détail ci-dessous :
N ote= x1 log 1 Lγb NS X i=1 LαSωβS θSδ + x2 = x1 log 1 Lγb NS X i=1 GSi + x2 (2.10)
Plus précisément, il s’agit de la forme généralisée des modèles à une source (cf. Eq. 2.4 et 2.5) qui font l’hypothèse d’additivité des contributions indi-viduelles GSi de NS sources Si à la gêne (cf. Section 2.2.1.3). Ainsi, s’il existe un effet de l’inter-distance des sources sur l’éblouissement d’incon-fort, il sera nécessaire de l’intégrer dans notre modèle. De plus, la totalité des modèles présentant cette forme générale ont été développés en conditions statiques. Par conséquent, bien qu’étant conçus pour des situations d’éclai-rage extérieur, aucun des modèles de la littérature présentant la forme de l’Eq. 2.10, ne considèrent le potentiel impact sur l’éblouissement d’inconfort de la vitesse d’une source, ni des variations temporelles de ses caractéris-tiques photométriques et géométriques. Nous chercherons donc à quantifier et à intégrer ces impacts dans notre modèle.
Les modèles existants sont construits à partir de données expérimentales fondées sur des panels de participants et prédisent une "Note" qui quantifie un niveau moyen d’éblouissement d’inconfort sur une échelle de jugement (e.g. l’échelle de de Boer, cf. Tableau 2.6). Or, nous savons qu’il existe une grande variabilité inter-individuelle de la perception de la gêne (cf. Sec-tion 2.3.2.3). Ainsi, en prédisant un niveau moyen, ces modèles ne tiennent pas compte de cette variabilité.
Dans cet état de l’art, nous avons vu qu’il existait un modèle d’éclairage intérieur qui ne prédit pas une "Note" moyenne mais un pourcentage de chance de trouver l’éblouissement d’une scène visuelle acceptable. Il s’agit du modèle du V CP (cf. Eq. 2.8). Il pourrait être intéressant de s’inspirer de ce type de modèle pour construire un modèle de prédiction de l’éblouissement d’inconfort en situation d’éclairage extérieur, qui calculerait une probabilité d’un niveau de gêne. Cela permettrait notamment de tenir compte de la variabilité inter-individuelle.
Le concept de sources équivalentes développé par Luckiesh & Guth (1949) nous paraît également intéressant car il permet de simplifier une scène vi-suelle complexe (e.g. éclairage public ou automobile) en une seule source lumineuse qui génère le même niveau d’éblouissement d’inconfort. Une fois que nous connaîtrons les effets des différents facteurs présentés dans la Sec-tion 2.1, nous chercherons à développer ce concept pour faciliter la quanti-fication de l’éblouissement d’inconfort provenant d’une situation d’éclairage extérieur.
2.4.3 Méthodologie
Les principales méthodes utilisées pour estimer l’éblouissement d’inconfort ont été présentées dans la Section 2.3.2. Chacune présente des avantages et
des inconvénients et ces méthodes ne sont pas nécessairement adaptées aux mêmes situations.
Pour étudier indépendamment l’impact des facteurs sur l’éblouissement d’inconfort, nous estimons judicieux de nous placer à un niveau de gêne constant. Pour cette raison, le protocole d’ajustement au niveau du BCD (i.e. à la frontière entre le confort et l’inconfort) nous semble le plus adapté (cf. Section 2.3.2.2). Cet ajustement au BCD pourra d’une part être réalisé avec des approches classiques (i.e. soit la détermination d’un niveau absolu, soit une comparaison avec un stimulus de référence) qui consistent généra-lement à faire varier la luminance LS d’une source. D’autre part, il nous paraît également intéressant de considérer une autre méthode d’ajustement qui n’a jamais été utilisée pour estimer l’éblouissement d’inconfort : le pro-tocole d’escalier psychophysique (cf. Section 2.3.2.2). Tous ces propro-tocoles d’ajustement seront utiles pour établir des sources équivalentes (en termes de gêne) à des stimuli multi-sources et dynamiques.
Lorsqu’il s’agira d’établir notre modèle sur différents niveaux d’éblouis-sement d’inconfort, une échelle de jugement nous semble nécessaire. Néan-moins, nous éviterons de considérer une échelle numérique (comme l’échelle de de Boer) qui attribue un nombre à une expression verbale définissant un niveau de gêne. En effet, nous avons vu que ce type d’échelle pouvait être am-bigu et générer des difficultés de compréhension (cf. Section 2.3.2.1). Ainsi, nous proposerons une échelle ordinale, avec des paliers qui correspondent uniquement à des intitulés verbaux et qui présentent le moins d’ambiguïté possible.
Il sera également nécessaire de contrôler les biais théoriques identifiés dans la littérature pour chacun de ces protocoles (cf. Section 2.3.2). En particulier, nous ferons en sorte d’assurer un maintien du regard des participants le plus stable possible en utilisant des cibles qui présentent un fort contraste pour être facilement identifiable. De plus, nous utiliserons un oculomètre quand cela sera possible.
Enfin, nous choisirons des durées d’allumage assez courtes pour la présen-tation des stimuli, i.e inférieures à 5 secondes. Ce choix découle des résultats de la littérature présentés dans la Section 2.3.3.
2.5 Précisions sur la démarche
Pour répondre à la problématique générale de la thèse (cf. Section 1.4), nous avons établi une démarche qui se décompose en quatre étapes (cf. Section 1.5). A partir du bilan de l’état de l’art, présenté dans la Section 2.4,
nous avons réalisé des choix qui seront appliqués à chacune de ces étapes. Pour illustrer cette démarche, nous proposons un schéma sur la Figure 2.12, qui correspond à une version enrichie de celui de la Figure 1.1.
Figure 2.12 – Schéma détaillé de la démarche générale qui vient compléter la Figure 1.1 avec les choix retenus suite au bilan de l’état de l’art (cf. Section 2.4).
Dans la première étape, présentée au Chapitre 3, nous réaliserons des si-mulations informatiques qui décrivent le déplacement d’un observateur dans une situation d’éclairage extérieur complexe (cf. Section 1.5). Ces simula-tions considèreront un observateur en mouvement relatif par rapport à NS
sources Si, chacune se déplaçant avec une vitesse relative constante VS (cf. Figure 2.12). A partir de scénarios représentatifs d’une scène de conduite nocturne réelle, les simulations permettront d’identifier le mouvement pério-dique des sources dans le champ visuel de l’observateur. Grâce aux résultats de ces simulations, nous déterminerons les gammes de valeurs des principales caractéristiques d’une source, ainsi que leurs variations périodiques au cours du déplacement.
Suite à cette étape, nous réaliserons une série d’expérimentations relatives à deux aspects de l’éblouissement d’inconfort en éclairage extérieur (définis dans la Section 1.5) : l’aspect dynamique et l’aspect sources multiples.
Concernant l’aspect dynamique (cf. Chapitre 4), il s’agira de prendre en compte le facteur vitesse VS d’une source lumineuse dynamique Sdyn qui se déplace en suivant un mouvement périodique, et d’analyser son effet sur la gêne ressentie par l’observateur, indépendamment des autres caractéris-tiques de la source. De plus, l’impact sur l’éblouissement d’inconfort des variations périodiques des trois principaux facteurs de la source (i.e. LS, ωS
et θS) sera également analysé, en isolant à chaque fois le facteur considéré (i.e. quand un des trois facteurs varie au cours du temps, les deux autres sont constants). Pour étudier l’impact de ces facteurs dynamiques sur l’éblouisse-ment d’inconfort, nous fixerons la luminance de fond Lb et nous utiliserons un protocole d’escalier psychophysique de manière à travailler à un niveau de gêne constant : le BCD. L’objectif de ce chapitre sera d’assimiler cette source en mouvement à une source statique équivalente Seq qui génère le même niveau de gêne (cf. Figure 2.12).
Concernant l’aspect sources multiples (cf. Chapitre 5), plusieurs sources
Siseront disposées dans le champ visuel de l’observateur. Dans une première expérimentation, nous évaluerons l’effet sur l’éblouissement d’inconfort de la disposition des sources les unes par rapport aux autres. Pour cela, la distance entre les sources sera considérée comme un facteur. Au cours d’une autre expérimentation présentant des sources pouvant être considérées comme pe-tites (cf. Section 2.1.2.4), nous chercherons à savoir lequel des deux facteurs photométriques de la source (i.e. ES,eye ou LS) devra être considéré dans notre modèle. Pour réaliser ces expérimentations, nous nous placerons à nou-veau au ninou-veau du BCD en utilisant cette fois-ci un protocole d’ajustement par égalisation des sensations (cf. Section 2.3.2.2). Tout en maintenant la valeur de Lbconstante, le but sera de trouver une source statique équivalente
Seqqui génère le même niveau de gêne que celui généré par une ou plusieurs sources statiques présentes dans le champ visuel (cf. Figure 2.12).
Notre objectif principal est de construire un modèle capable de prédire l’éblouissement d’inconfort généré par une scène visuelle représentative d’une situation d’éclairage extérieur. Pour obtenir un tel modèle, nous allons d’abord réaliser une expérimentation (cf. Chapitre 6) présentant des stimuli sous dif-férentes luminances de fond Lb et pouvant générer différents niveaux de gêne (cf. Figure 2.12). Pour collecter les données, nous utiliserons une échelle de jugement ordinale fondée uniquement sur des expressions verbales (cf. Sec-tion 2.4).
Enfin, nous utiliserons les résultats obtenus suite à l’ensemble des expé-rimentations pour établir un modèle qui prédit la probabilité qu’une scène visuelle génère chacun des niveaux de gêne considérés par notre échelle de jugement.