Qu'est-ce que l'éclairage intérieur automobile ?

Les véhicules sont équipés de nombreux types de systèmes d'éclairage intérieur et extérieur qui remplissent diverses fonctions : certains sont destinés à la sécurité, d'autres au style. L'éclairage intérieur d'un véhicule, appelé éclairage automobile intérieur, inclut tous les types d'éclairages qui affectent les conducteurs et les passagers, mais n'ont aucune incidence sur les personnes se trouvant à l'extérieur du véhicule.

L'éclairage intérieur d'un véhicule peut afficher des informations importantes, telles que la vitesse et le niveau de carburant, ou les différents témoins qui s'allument en cas de problème (par exemple, un niveau d'huile bas ou une température élevée du moteur). Il s'agit d'éclairages de sécurité essentiels et fonctionnels. Il existe également des éclairages esthétiques qui améliorent le confort des passagers, confèrent de la personnalité au véhicule et servent un but fonctionnel, comme l'éclairage du panneau de porte. 

Compte tenu de la grande diversité des systèmes d'éclairage intérieur dans chaque véhicule, de nombreux défis d'ingénierie doivent être résolus avant qu'un système d'éclairage soit prêt pour un usage commercial.

Les systèmes d'éclairage intérieur peuvent être divisés en trois catégories principales, qui contiennent de nombreux types différents d'éclairage intérieur individuel :

• Éclairage de l'affichage
• Éclairage principal
• Éclairage d'ambiance (éclairage de mise en valeur)

Éclairage de l'affichage

L'éclairage de l'affichage transmet des informations au conducteur et aux passagers, telles que la vitesse, la navigation et les informations de sécurité relatives au moteur. Les systèmes d'affichage, tels que les écrans tactiles, se trouvent également dans les véhicules modernes, au centre du tableau de bord. Ils sont utilisés pour naviguer dans les réglages de la radio et du Bluetooth, contrôler les applications, coordonner la climatisation et gérer d'autres fonctions atmosphériques du véhicule. 

Parmi les principaux exemples d'éclairage d'affichage, on trouve :

• Éclairage du tableau de bord
• Affichages multimédias
• Panneaux de commande
• Navigation par satellite

Parmi les technologies d'affichage les plus récentes figurent les affichages tête haute qui sont projetés sur le pare-brise et connectés au groupe de composants d'éclairage de sécurité affichés juste au-dessus du volant. Placer ces voyants d'avertissement dans le champ de vision du conducteur permet à ce dernier de ne pas détourner les yeux de la route pour suivre la navigation ou voir quels voyants se sont allumés.

Éclairage principal

L'éclairage principal est un éclairage fonctionnel à l'intérieur du véhicule qui aide les occupants à voir et à trouver des objets à l'intérieur du véhicule. Les éclairages principaux courants utilisés à l'intérieur des véhicules comprennent :

• Plafonnier
• Éclairage de rétroviseur
• Éclairage de rangement
• Éclairage du coffre
• Lampes de lecture et de cartes
• Éclairage de la boîte à gants
• Éclairage d'accueil

Éclairage d'ambiance

L'éclairage d'ambiance, aussi connu sous le nom d'éclairage d'accentuation intérieur, sert à donner des indications stylistiques, à créer une ambiance à l'intérieur du véhicule et à éclairer différentes commandes dans le véhicule. Cet éclairage n'est pas essentiel au fonctionnement du véhicule et présente une intensité lumineuse plus faible, car il n'a pas pour but d'éclairer d'autres objets dans le véhicule.

L'éclairage d'ambiance est souvent situé sous la ligne de la ceinture de sécurité du véhicule et vise à offrir une meilleure expérience utilisateur plutôt qu'une sécurité ou des performances fonctionnelles. 

Voici quelques exemples d'applications d'éclairage d'ambiance :

• Éclairage des commandes de vitres
• Éclairage autour des boutons de la radio et autres boutons de commande
• Éclairage de l'espace pour les pieds
• Éclairage des panneaux de portes
• Éclairage des porte-gobelets
• Éclairage des ports de charge

Avec autant de types différents d'éclairage intérieur de véhicule, les ingénieurs doivent prendre en compte un nombre important de considérations de conception du point de vue de la performance et de la sécurité. Les ingénieurs doivent également tenir compte du consommateur qui conduira le véhicule, car le style est souvent plus recherché que la fonctionnalité. Dans de nombreux cas, il est nécessaire de trouver un équilibre entre la fonctionnalité, le style et l'harmonisation des thèmes pour que toutes les parties soient satisfaites du produit final.

Les petits composants, comme les aiguilles du compteur de vitesse, semblent très simples à concevoir, mais derrière leur apparence simpliste se cachent des couches de complexité. 

Ces aiguilles passent par des processus de gravure, de revêtement et de peinture pour obtenir la transparence optique souhaitée afin que la lumière puisse les traverser. Certaines d'entre elles comportent aussi des prismes à l'arrière. Ces revêtements et peintures sont des couches minces, de sorte qu'un haut degré de précision est nécessaire pour les concevoir et les fabriquer. 

Les autres petits éléments graphiques sur le tableau de bord exigent également que le plastique soit gravé à la transparence souhaitée, permettant ainsi à différentes couleurs de lumière de passer à travers et d'être dirigées vers le conducteur.

Choisir les bonnes couleurs

Les ingénieurs ont aujourd'hui différentes options de LED et de combinaisons de couleurs à leur disposition, offrant ainsi plus de choix au consommateur. Cependant, un équilibre doit être trouvé entre le coût et la fonctionnalité du design, car les systèmes de couleurs plus élaborés sont plus coûteux que les kits d'éclairage LED classiques.

Les éléments graphiques présents sur le tableau de bord ou le panneau de commande sont des voyants de sécurité essentiels pour garantir la résolution immédiate de tout problème. Aujourd'hui, les ingénieurs ont accès à divers kits d'éclairage, offrant ainsi une plus grande personnalisation des systèmes d'éclairage intérieur. Voici quelques exemples d'options d'éclairage disponibles pour les ingénieurs :

• Bandes LED 
• Modules LED
• Fibre optique LED
• Micro-LED
• LED blanches
• LED multicolores/RVB
• Ampoules à LED
• Ampoules classiques/à incandescence

En raison de la variété des couleurs utilisées, par exemple, le rouge signale une situation urgente nécessitant une réaction immédiate, tandis que l'orange indique une urgence moins pressante ; il est essentiel que ces couleurs soient uniformes et précises, quel que soit le kit d'éclairage choisi.

En cas d'imprécision des couleurs, le conducteur risque de ne pas détecter des problèmes critiques qui compromettent la sécurité du véhicule et des personnes à bord. Un voyant vert « Vérifier moteur » ne communique pas tout à fait la même urgence qu'un voyant rouge.

Conception de l'espace destiné aux plafonniers

L'optimisation de l'espace des plafonniers est un autre élément essentiel à prendre en compte en matière de conception de l'éclairage intérieur. L'espace dédié aux plafonniers constitue la priorité, car il doit répondre aux critères esthétiques du conducteur. Cependant, il est crucial de respecter les critères relatifs à la puissance lumineuse afin de garantir que les passagers puissent voir l'intérieur du véhicule lorsque l'éclairage est allumé. 

Les plafonniers constituent un défi de conception majeur, nécessitant un équilibre entre style et fonctionnalité. Le processus de conception exige de nombreux échanges entre l'ingénierie et le style pour parvenir à un résultat qui soit à la fois techniquement et esthétiquement satisfaisant.

Par la suite, il convient d'examiner les différents composants internes du plafonnier. Par exemple, la lentille pourrait comporter un grain ou des prismes permettant de diffuser et de diriger la lumière. Elle peut également nécessiter un certain niveau de transparence qui doit être conçu avec précision.

La décision doit également être prise quant au nombre de LED (ou ampoules) qui seront utilisées dans la conception, car cela affectera les exigences fonctionnelles de la lentille et des autres composants optiques du plafonnier.

Considérations de conception : choix entre une LED ou plusieurs

Le passage d'une à deux LED entraîne une augmentation substantielle des coûts et constitue une décision de conception qui doit être prise très tôt pour tenir compte des différentes considérations de conception. L'un des exemples est l'éclairage des panneaux de porte. En raison de la courbure et de la longueur du tube, plusieurs LED peuvent être nécessaires pour obtenir un éclairage homogène.

De plus, le choix du type de LED doit être fait en fonction du coût et des fonctionnalités, certaines LED offrant des effets lumineux multicolores. Les LED RVB offrent plus de flexibilité et de liberté pour personnaliser la couleur du système d'éclairage, mais sont beaucoup plus chères que les LED traditionnelles. Dans certains cas, les LED intérieures classiques doivent être sélectionnées selon le volume du véhicule à produire.

L'optimisation du processus de conception avec un logiciel de simulation comme Ansys Speos permet de gagner du temps et de l'argent tout en rationalisant le travail. Le logiciel Speos est un outil de modélisation basé sur la physique qui prédit l'éclairage et les performances des systèmes optiques, permettant ainsi aux concepteurs et ingénieurs de visualiser les performances des systèmes optiques sans avoir à réaliser de prototypes. Le logiciel Speos peut être utilisé dès la première étape de faisabilité du concept jusqu'aux étapes de validation.

Le logiciel Speos prend en compte les couleurs, les matériaux et les emplacements potentiels d'un système d'éclairage dès les premières étapes de conception pour visualiser l'aspect de la lumière et l'aspect du véhicule dans ces conditions d'éclairage, bien avant la phase de production. Cela permet aux concepteurs et ingénieurs de visualiser le système dans le véhicule avant de prendre des décisions importantes. Une fois la décision prise concernant l'emplacement d'un éclairage ou d'un système optique, le logiciel Speos peut être utilisé pour optimiser la conception elle-même, en tenant compte de l'espace limité, et pour faciliter des conceptions CAO plus précises basées sur différentes configurations de composants, du point de vue optomécanique.

Le logiciel Speos peut ensuite être utilisé au cours des cycles de développement ultérieurs pour valider le comportement, l'apparence et l'harmonisation du système d'éclairage avec d'autres systèmes d'éclairage intérieur. 

À ce stade, les développements incluent généralement un système d'éclairage mature, qui satisfait à toutes les exigences électriques, mécaniques et optiques, et est évalué avec l'intérieur du véhicule entièrement modélisé, ainsi que les conditions d'éclairage ambiant (jour, crépuscule, nuit) ; et tous ces scénarios peuvent être intégrés dans des modèles du logiciel Speos afin de créer un environnement de validation immersif.

Des tendances à court et à long terme émergent, donnant un aperçu de l'avenir de l'éclairage intérieur des véhicules.

Éclairage de sécurité pour véhicules autonomes

L'éclairage d'ambiance destiné à transmettre des informations de sécurité aux conducteurs devient de plus en plus courant, en particulier avec l'essor des véhicules autonomes et semi-autonomes.

L'intérêt croissant pour les véhicules autonomes entraîne également le développement de dispositifs d'affichage avancés pour signaler les problèmes de sécurité via des impulsions lumineuses coordonnées, telles que des lumières clignotantes ou pulsées en une couleur spécifique (rouge, par exemple) pour inciter le conducteur à reprendre le volant en cas de risque de collision avec un cycliste ou de somnolence.

Verre intelligent

On observe également une montée en puissance du verre intelligent et des affichages en réalité augmentée, utilisant des composants photoniques à l'échelle nano-micro qui émettent sur ou à l'intérieur d'un pare-brise ou d'autres composants en verre. Ces technologies se retrouvent dans les affichages tête haute, ou dans d'autres zones de l'intérieur du véhicule où les informations ne sont pas d'ordinaire visibles, telles que les panneaux de porte ou la vitre du toit ouvrant.

De nombreux véhicules conceptuels affichent des informations dans des lieux non traditionnels grâce au verre intelligent, et certains véhicules de production haut de gamme les utilisent déjà.

Matériaux durables

À terme, les systèmes d'éclairage seront plus efficaces et durables grâce à l'intégration de matériaux neufs ou recyclés, qui respectent mieux l'environnement, tout en garantissant un fonctionnement optimal du système d'éclairage.

L'éclairage intérieur d'un véhicule est moins réglementé que l'éclairage extérieur, offrant ainsi aux concepteurs davantage d'options de matériaux pour personnaliser les systèmes en fonction de chaque véhicule. 

Cependant, cette plus grande liberté de choix entraîne une plus grande complexité dans la conception, car il existe un plus grand nombre de combinaisons possibles d'options d'éclairage qui pourraient théoriquement être utilisées. 

Le processus de conception et de validation s'appuie sur un logiciel de simulation tel que Ansys Speos pour déterminer les meilleurs matériaux et kits d'éclairage intérieur à utiliser tout au long du processus de conception. Le logiciel Speos aide également à équilibrer style et fonctionnalité sans recourir à des prototypes coûteux.

Pour en savoir plus sur la façon dont le logiciel Speos peut être utilisé pour résoudre vos défis en matière de conception de l'éclairage intérieur automobile, contactez notre équipe technique dès aujourd'hui.

Ressources connexes