Sommaire 3.1 Objectif et démarche . . . . 91 3.1.1 Objectif . . . 91 3.1.2 Scénarios retenus . . . 91 3.1.3 Choix expérimentaux . . . 93
3.2 Gammes de valeurs et évolution temporelle . . 93
3.2.1 Simulation d’une situation d’éclairage public . . . 94 3.2.1.1 Description de la situation . . . 94 3.2.1.2 Excentricité des luminaires . . . 95 3.2.1.3 Angle solide des luminaires . . . 98 3.2.1.4 Luminance des luminaires . . . 100 3.2.1.5 Éclairement vertical au niveau des yeux
de l’observateur . . . 104 3.2.1.6 Fréquence de défilement des luminaires . 106 3.2.1.7 Espacement apparent de deux luminaires
consécutifs . . . 107 3.2.2 Simulation d’une situation d’éclairage automobile . 108 3.2.2.1 Description de la situation . . . 108 3.2.2.2 Excentricité des phares des véhicules à
l’approche . . . 112 3.2.2.3 Angle solide des phares des véhicules à
l’approche . . . 112 3.2.2.4 Photométrie des phares . . . 114 3.2.2.5 Fréquence de défilement des phares . . . 116 3.2.2.6 Variations périodiques des principales
ca-ractéristiques des phares gauche et droit . 118
3.2.2.7 Inter-distance apparente entre les phares gauche et droit . . . 120
3.3 Bilan des simulations informatiques . . . . 123
3.3.1 Gammes de valeurs et contrastes temporels des principaux facteurs de l’éblouissement d’inconfort . 123 3.3.2 Gamme de valeurs de la fréquence temporelle . . . 126 3.3.3 Gamme de valeurs de l’inter-distance apparente
3.1 Objectif et démarche des simulations
informa-tiques
3.1.1 Objectif
L’objectif de ce Chapitre est d’établir les gammes de valeurs et l’évolution temporelle des facteurs d’une scène visuelle qui impactent l’éblouissement d’inconfort (cf. Section 2.1), qui sont représentatives des conditions réelles de conduite nocturne. Cela permettra de construire les stimuli qui seront présentés au cours des différentes expérimentations psycho-visuelles menées lors de cette thèse.
Nous nous sommes placés dans un contexte d’éclairage extérieur. Deux scénarios particuliers ont été choisis : une situation d’éclairage public et une situation d’éclairage automobile. A partir de simulations informatiques expérimentales, les gammes de valeurs des trois principales caractéristiques associées à une source lumineuse (sa luminance LS, son angle solide ωS et son excentricité θS), identifiées pour avoir un impact sur l’éblouissement d’inconfort (cf. Section 2.1.2), seront établies pour ces deux scénarios. De plus, nous avons cherché à identifier les spécificités relatives aux deux aspects décrits dans la Section 2.5 :
• pour l’aspect dynamique, nous avons déterminé la gamme de valeurs de la vitesse d’une source en mouvement, ainsi que l’évolution temporelle des principaux facteurs. Nous avons choisi des scénarios caractérisés par une évolution cyclique des caractéristiques de la source, ce qui se traduira par un signal périodique ;
• pour l’aspect source multiples, nous avons déterminé la gamme de valeurs des distances qui séparent les sources entre elles à différents instants du déplacement. Elle dépend de la disposition des sources intervenant dans chacun des deux scénarios considérés.
Les scénarios, ainsi que les choix expérimentaux retenus pour les simula-tions informatiques, sont respectivement présentés dans les Secsimula-tions 3.1.2 et 3.1.3.
3.1.2 Scénarios retenus
A partir de simulations informatiques, nous avons modélisé des scénarios de conduite nocturne d’un observateur en mouvement rectiligne relativement par rapport à un défilement de sources lumineuses. Deux scénarios ont été retenus :
• un scénario d’éclairage public dans lequel un observateur conduit sur une chaussée rectiligne composée de deux voies de sens opposé, sous un défilement de luminaires répartis le long de la voie de l’observateur (i.e. implantation unilatérale des luminaires) ;
• un scénario d’éclairage automobile dans lequel un observateur conduit sur une chaussée rectiligne composée de deux voies de sens opposé, face au défilement des phares des véhicules à l’approche de l’observateur, qui roulent sur la voie opposée.
Dans ces deux scénarios, nous allons supposer que toutes les sources pré-sentes dans le champ visuel de l’observateur sont identiques (i.e. mêmes propriétés géométriques et photométriques).
Concernant l’aspect dynamique, nous allons mettre en évidence dans chaque scénario le fait que le défilement des sources lumineuses est caractérisé par un mouvement qui présente un caractère cyclique (cf. Section 3.2). Le signal périodique propre à chaque facteur des sources sera alors caractérisé à partir de deux descripteurs :
• sa période T (en s) ou sa fréquence f (en Hz), qui caractérise la vitesse de défilement des sources lumineuses présentes dans le champ visuel de l’observateur ;
• son contraste temporel c (contraste de Michelson), qui caractérise l’am-pleur des variations des facteurs. En notant qS le facteur étudié, tel que qS >0 et qS ∈[qmin; qmax], c est défini par :
c= qmax− qmin
qmax+ qmin (3.1)
Par définition, c est compris entre 0 et 1.
Concernant l’aspect sources multiples, nous nous placerons à différents instants pendant lesquels nous analyserons la distance séparant deux sources consécutives (cf. Sections 3.2.1.7 et 3.2.2.7). Il s’agira de quantifier les dis-tances angulaires entre chaque "couple de sources" présents dans le champ visuel de l’observateur. Dans la situation d’éclairage public, cette distance correspondra à l’espacement apparent entre deux luminaires consécutifs. Concernant la situation d’éclairage automobile, il s’agira de quantifier la distance angulaire séparant les phares gauches et droits des véhicules à l’ap-proche.
3.1.3 Choix expérimentaux
Afin de simplifier les simulations informatiques, plusieurs choix ont été faits.
Tout d’abord, quelle que soit la situation abordée, aussi bien le véhicule de l’observateur que les véhicules à l’approche sont supposés rouler à vitesse constante sur leur voie respective. De même, la luminance de fond Lb de la scène visuelle (i.e. la luminance de la surface de la route) est fixée à 1 cd/m2, valeur recommandée par la norme EN NF 13201 (CEN, 2003).
Ensuite, toutes les sources lumineuses présentes dans le champ visuel de l’observateur (luminaires ou phares de voiture) sont supposées être iden-tiques et séparées par une même distance. Dans le cas de la situation d’éclai-rage public, cette hypothèse est logique car les luminaires sont traditionnel-lement séparés par un espacement constant (qui dépend du type d’éclairage, de la hauteur du mât, . . . ). Dans le cas de la situation d’éclairage auto-mobile, cette hypothèse paraît plus discutable car en situation réelle, les véhicules sont rarement séparés par le même espacement. Toutefois, le Code de la route exige une distance de sécurité entre deux véhicules consécutifs, qui correspond à la distance parcourue pendant deux secondes. Cette dis-tance de sécurité dépend donc de la vitesse des véhicules. Comme dans cette simulation, la vitesse de déplacement des véhicules à l’approche est suppo-sée constante, nous allons donc considérer que deux véhicules à l’approche consécutifs sont toujours séparés par une même inter-distance, correspon-dant à la distance de sécurité.
Enfin, le calcul des grandeurs photométriques (luminance/éclairement) ne prendra en compte que les caractéristiques directes de la source considérée. Aucune hypothèse sur les propriétés des matériaux entourant l’observateur (route, bâtiments, etc) ne sera considérée dans ces simulations informatiques. Les scénarios et les choix retenus étant maintenant définis, ils vont servir à délimiter le cadre des simulations informatiques qui permettront de calculer les gammes de valeurs des caractéristiques d’une source lumineuse, ainsi que leur évolution temporelle.