Les phares pilotes de Volkswagen : une route lumineuse vers l'avenir

Le secret règne dans le centre de recherche et de développement de Volkswagen à Wolfsburg : les caméras des téléphones et des ordinateurs portables sont enregistrées, le moindre écart par rapport à l’itinéraire spécifié n’est pas le bienvenu. Nous sommes sur le point de découvrir les derniers développements dans le domaine de l’éclairage – des phares prometteurs, des lampes, etc. Le premier à prendre la parole est l’un des principaux concepteurs. Le second est également un concepteur, mais d’un rang inférieur. Ils disent combien il est important pour eux de jouer avec la plastique des appareils d’éclairage, leur remplissage, d’avoir une liberté de forme. Pas moins de 15 artistes de l’entreprise s’occupent de cette seule question. Mais les ingénieurs sont-ils une tierce partie ?

Historiquement, il semble que non. En général, l’introduction de la lampe halogène à double filament H4 en 1971 a constitué une percée dans le domaine des phares. Son faisceau de croisement nominal de 1 000 lumens était inatteignable, et le H4 est utilisé dans de nombreuses voitures bon marché jusqu’à aujourd’hui, y compris les premières versions de la berline Volkswagen Polo. C’est la quantité de lumière provenant de la source qui détermine principalement la qualité de l’éclairage de la route par le phare. La surface du réflecteur, sa forme et la qualité de sa surface, ainsi que les propriétés optiques du diffuseur sont autant de nuances.

Jusqu’au début des années 90, le monde entier (à l’exception des États-Unis qui ont leurs propres normes) se contentait de la lampe H4 et de quelques autres lampes halogènes. À cette époque, les concepteurs avaient appris à mieux utiliser le flux lumineux grâce à la forme du réflecteur ou à l’installation de modules de projection. De nouvelles lampes sont ensuite apparues, dont la plus populaire, la H7 à simple filament (1 500 lumens), qui équipe les feux de croisement et de route des Polos standard produites à Kaluga. Cependant, les Kia Rio/Hyundai Solaris utilisent des lampes HB3 (jusqu’à 1 860 lumens), et le record de performance parmi les lampes halogènes est détenu par les feux de route H9 générant 2 100 lumens.

En 1991, toujours grâce aux ingénieurs, est apparue la technologie révolutionnaire des lampes au xénon d’une valeur nominale de 3 200 lumens, plus de trois fois supérieure à celle du H4. La source lumineuse est un arc électrique et non un filament chauffé. Ne différant en rien par leur apparence, les phares au xénon ont posé de nombreux défis techniques : les exigences en matière de précision de l’optique se sont accrues, la présence d’unités d’allumage a compliqué l’agencement des composants. Un peu plus tard, un correcteur automatique et un système de nettoyage des phares sont devenus obligatoires pour les phares au xénon. Tout cela est très coûteux, mais efficace, surtout en combinaison avec des systèmes de retournement de faisceau (depuis les années 2000).

Il y a environ 15-20 ans, les designers sont sortis de l’ombre. Ils ont d’abord expérimenté le « remplissage » des phares. Vous souvenez-vous de la différence entre les phares des 3e et 4e Golf, qui avaient une forme similaire ? Le plastique transparent sans ailettes et les élégants « ronds » à l’intérieur n’avaient-ils pas l’air frais ? Ensuite, les phares ont été allongés, aplatis, rétrécis au profit d’un regard prédateur… Et quels horizons le « light design » a ouvert, lorsque la forme même des éléments lumineux change ! Aujourd’hui, il n’y a tout simplement pas de place pour une lampe dans le phare pour répondre à tous les souhaits des esthètes. La voie est donc tracée pour les diodes électroluminescentes, et pas seulement pour Volkswagen.

Curieusement, la technologie du xénon est en train de disparaître, mais elle n’est pas encore morte. Un nouveau standard de lampes d’une puissance de 25 W a été inventé à la place du xénon classique de 35 watts. Cela nous permet d’adapter le flux lumineux aux 2 000 lumens réglementaires qui ne nécessitent pas de dispositif d’autocorrection et de lave-glace coûteux. Hélas, la lumière de ces projecteurs est parfois assez décevante. L’avantage des lampes halogènes relativement bonnes est que leur lumière froide est plus agréable à l’œil. La rumeur veut que le gâchis des lampes au xénon de 25 watts ait été fait par les fabricants de lampes pour charger les capacités inutilisées.

Mais les ingénieurs apprécient également la transition globale vers la technologie LED, car elle réduit la consommation d’énergie et augmente la durée de vie. Le prix n’est plus effrayant. Un phare ordinaire doté d’un petit nombre de diodes (comme sur les Polo haut de gamme) ne coûte qu’un peu plus cher qu’un phare halogène moyen. Mais une lampe au xénon de 25 watts sans correcteur est presque deux fois plus chère. Jusqu’à présent, ce sont les prix des phares matriciels qui sont élevés : ils comportent des dizaines de diodes qui permettent de modifier de manière flexible la répartition de la lumière en alternant les connexions. Vous pouvez, par exemple, faire de l’ombre à une voiture venant en sens inverse lorsque les feux de route sont allumés. Mais leur prix est également sur le point de baisser.

Le module matriciel du phare IQ.Light du dernier Touareg, de la taille d’un demi-bloc de cigarettes, contient une carte, un radiateur avec un ventilateur, 48 diodes de feux de croisement et 27 de feux de route. Cet ensemble fonctionne bien avec des éléments latéraux supplémentaires, comme s’il étendait des tentacules de lumière à toutes les sections non éclairées de la route, laissant les voitures venant en sens inverse dans l’ombre. Les modes de distribution de la lumière dépendent de nombreux facteurs : conditions météorologiques, vitesse, trajectoire… La portée est supérieure de 100 mètres à celle d’un xénon de 35 watts.

La même efficacité est déjà assurée par une LED micropixel compacte d’une taille de 4×4 mm. En la tenant dans les mains, on peut apprécier le travail du phare qui en est équipé, sans remarquer de différence significative dans l’intensité de la lumière. La précision du contrôle du faisceau est impressionnante : le progrès par rapport aux phares du Touareg est le même qu’entre eux et les phares de la Passat à obturateur mécanique, qui sont devenus obsolètes en seulement quatre ans. Les concepteurs et les ingénieurs sont satisfaits : avec trois diodes « pixel » dans le phare, donnant 1 024 mini-faisceaux individuels, il est possible d’utiliser une matrice de 3 072 cellules au lieu des 75-80 actuelles.

L’évolution de la lumière prendra peut-être une autre direction. Les sources lumineuses ne se multiplieront pas, tandis que la distribution de la lumière sera gérée par des filtres matriciels intermédiaires avec une résolution allant jusqu’à 30 000 pixels. Cela suffira non seulement pour modifier habilement le faisceau, mais aussi pour projeter des inscriptions, des symboles et des indications sur la route… Par exemple, pour montrer dans un virage le couloir dans lequel la voiture va s’engager au moment où l’on tourne le volant, ou pour reproduire les clignotants sur l’asphalte. Mais certains pensent qu’il s’agit là d’une utopie. Les routes sont déjà pleines de déchets visuels, il n’est pas réaliste de réaliser une telle idée à travers le labyrinthe de l’homologation, et un peu de saleté brouillera toute la belle « image ».

Les simples diodes électroluminescentes sont également améliorées. Dans un hangar noir spécialement équipé pour tester les systèmes d’éclairage, on nous a montré un prototype avec des diodes à haute puissance qui consomment 3-4 A contre environ 1 A pour les diodes actuelles. Il y a en fait plus de lumière, ce qui signifie qu’elle peut également être contrôlée de manière plus flexible. Si l’on rétrécit le faisceau de route de ces phares, il percera 550 mètres d’obscurité, ce qui n’est possible qu’avec les phares laser, où la lumière est « éjectée » de la plaque de phosphore fluorescent par des faisceaux laser.

Cette technologie est sur le marché depuis environ cinq ans – outre BMW, c’est précisément Audi, le collègue de Volkswagen, qui l’utilise. Cependant, il est peu probable qu’elle apparaisse sur les « voitures du peuple ». Ces phares sont excessivement chers en raison des matériaux et des technologies spécifiques (dans le cas de la berline Audi A8, ils sont 215 000 roubles plus chers que les phares matriciels déjà onéreux), et il n’y a pas de perspectives de réduction des coûts. En outre, la source laser-luminescente produit un faisceau très puissant, mais étroit, dont l’utilisation est limitée aux feux de route.

Quel type de motif lumineux le consommateur préfère-t-il généralement ? C’est le faisceau élevé qui suscite généralement les appréciations les plus contradictoires. En Scandinavie, ils préfèrent un faisceau à longue portée, et dans le reste de l’Europe, un faisceau large, créant l’illusion d’une grande puissance. Volkswagen espère pouvoir offrir au conducteur le choix entre plusieurs faisceaux. Le faisceau de croisement est régulé de manière significative, bien que certains préfèrent une frontière claire entre la lumière et l’ombre (typique des phares à projecteur), et d’autres préfèrent un faisceau lisse. Objectivement, ils sont aussi efficaces l’un que l’autre, et c’est purement une question de goût. Les Allemands essaient de rendre la transition « légèrement adoucie » pour satisfaire tout le monde.

Quant aux feux antibrouillard séparés, ils sont une espèce en voie de disparition. Pouvez-vous deviner avec qui ils ont interféré dans la lutte pour la pureté des lignes de la carrosserie ? Pour compenser pleinement la perte des antibrouillards, vous ne pouvez utiliser que l’éclairage adaptatif coûteux des phares principaux, qui peut élargir le faisceau par mauvais temps et dans les virages. Dans le cas des voitures bon marché, nous sommes tout simplement privés d’une source de lumière supplémentaire. Et les Russes devraient être particulièrement offensés : contrairement à l’Europe, l’utilisation des feux antibrouillard est légale dans ce pays à tout moment de la journée, et la lumière supplémentaire est très utile sur les routes cahoteuses.

Aucun progrès n’est attendu dans le domaine du nettoyage des phares. Volkswagen est satisfait des systèmes de pulvérisation actuels, car ils répondent aux exigences d’homologation, selon lesquelles les phares se salissent avec une composition goudronnée. Il est clair pour tout le monde que les laveurs sont inefficaces dans le brouillard chimique des réactifs russes, mais personne ne développera une nouvelle technologie spécialement pour nous. Un autre point important est la température du verre du phare. Les LED sont froides et ne font pas fondre la neige comme le font les lampes au xénon et surtout les lampes halogènes. Par conséquent, si la voiture utilise des éléments LED puissants qui nécessitent un ventilateur de refroidissement, ils essaient de diriger le flux provenant de ce dernier le long de la vitre.

Un autre écueil concerne la fiabilité et la durabilité des LED. En théorie, c’est leur point fort. Mais tous les phares et lampes à diodes sont « soudés » et n’impliquent pas le remplacement des éléments lumineux. Ce n’est que récemment que l’on a appris que Toyota introduisait des modules LED remplaçables dans les phares de la nouvelle Corolla. La durée de vie estimée des diodes, bien que plus longue que celle des lampes, est également limitée. Volkswagen prévoit 8 000 heures de fonctionnement, soit environ 11 ans si vous utilisez les phares deux heures par jour. Ou moins d’un an si vous les gardez allumés 24 heures sur 24, par exemple dans un taxi. La décoloration est alors inévitable.

Et il n’est toujours pas possible de revenir en arrière. Dans cinq ans, il ne restera plus que des diodes sur les voitures Volkswagen. Les concepteurs sont en extase, les ingénieurs cherchent de nouveaux champs d’application pour les technologies. Par exemple, pour la communication entre les voitures sans conducteur. À l’heure actuelle, nous aimerions savoir ce que pense l’autre conducteur, et les lumières pourraient nous aider. La projection de lignes de stationnement actives sur l’asphalte est prête. Bientôt, il sera possible d’envoyer des textes, des messages visuels sur des écrans ou dans le champ LED des feux arrière aux voisins le long du cours d’eau…

La principale conclusion que le consommateur peut tirer de tout ce qui précède est qu’il ne faut pas adhérer à des dogmes. C’est une erreur de penser que les lampes halogènes sont les phares les plus défectueux par définition, et que les LED sont meilleures que le xénon. Il y a des leaders et des outsiders dans chacun des types. Les modules LED de base peuvent facilement briller moins bien que les lampes halogènes les plus performantes. N’oubliez pas que si le phare n’est pas équipé d’un lave-glace, le flux lumineux des feux de croisement est garanti inférieur à 2 000 lumens. L’expression « phare à LED » peut désigner aussi bien un produit de haute technologie qu’une contrefaçon bon marché. Une chose est sûre : les phares sont de plus en plus beaux.

Il s’agit d’une traduction. Vous pouvez lire l’original ici : https://www.drive.ru/technic/volkswagen/5be9abb9ec05c4fe3d0000db.html