En innovant constamment, Audi est devenu le leader mondial en matière d’éclairage automobile et ses nouvelles solutions technologiques telles que les phares Audi Matrix laser continuent de faire avancer le progrès. Au-delà de sa fonction première, l’éclairage d’une Audi est un élément stylistique d’importance capitale. Dans une large mesure, il incarne les valeurs fondatrices de la marque : avant-gardisme, sportivité et sophistication.
Lighting Assistance Center (LAC), le nouveau centre d’essais dédié à l’éclairage
Si Audi est aujourd’hui chef de file de l’éclairage automobile, c’est notamment grâce au tunnel de lumière actuel, construit sur le site du centre technique d’Ingolstadt. Installé en sous-sol du centre d’Électricité/Électronique, il mesure 40 mètres de long, 10 mètres de large et 4 mètres de haut. C’est un outil de travail pour tous les développements en rapport avec les feux de croisement, depuis les feux de signalisation jusqu’à l’éclairage des routes de campagne.
Le nouveau centre d’essais Lighting Assistance Center, dans lequel Audi a investi 4,5 millions d’euros et qui entrera en service en mars 2015, constitue une réelle évolution par rapport au tunnel existant, tant par ses dimensions que par sa technicité. Il se situe au troisième sous-sol d’un bâtiment adjacent de onze étages érigé depuis peu, sous-sol dont la construction sans piliers (gênants pour le tunnel) a représenté pour les ingénieurs structure un énorme défi.
Ce nouveau tunnel mesure 120 mètres de long, 12 mètres de large et cinq mètres de haut – des chiffres portés à 18 mètres de large et 9 mètres de haut sur les 25 derniers mètres du tracé. Doté d’un revêtement de sol comparable à celui d’une route, le tunnel dispose d’un plateau tournant et d’une bascule pour les voitures, d’un laboratoire laser, d’un atelier, d’une salle de presse et de salles dédiées au développement des technologies d’éclairage intérieur.
Les ingénieurs du LAC étudient particulièrement des solutions innovantes pour les feux de route et les futurs systèmes d’assistance à l’éclairage basés sur une caméra. Ces équipements ont permis de se dispenser de nombreux essais routiers de nuit, et de transposer encore plus vite les nouveautés aux modèles de série. Ils seront également d’un appui précieux pour la mise au point des signatures lumineuses.
Matériaux innovants
Qui dit technologies d’éclairage innovantes dit nécessairement matériaux innovants. Parmi ceux-ci, les composants moulés à circuits imprimés MID (moulded interconnected devices) permettent de créer des lampes de forme quelconque – un pas de géant comparativement aux circuits bidimensionnels d’aujourd’hui. Premier résultat expérimental obtenu par Audi pour illustrer la liberté de conception apportée par cette technologie : une boule lumineuse de 15 centimètres de diamètre. Composée de deux demi-globes aux nombreuses découpes, elle totalise 52 diodes.
La technologie MID repose sur un polymère novateur contenant un complexe organo-métallique. Dans un premier temps, un moulage par injection réalise la forme désirée. Dans un second temps, un laser grave le circuit imprimé sur le composant. La couche supérieure de polymère s’évapore, en mettant à nu l’âme métallisée sur laquelle les métaux peuvent adhérer. La troisième étape est la galvanisation, au cours de laquelle sont créés les circuits imprimés destinés à l’alimentation électrique des diodes.
Le silicone souple et les polymères expansés offrent une autre voie prometteuse. En autorisant un rayon extrêmement petit, les lentilles en silicone offrent des angles de réfraction comparables à ceux des lentilles en verre, mais sont plus légères et capables de supporter des températures très élevées. Les polymères expansés apportent également des avantages en termes de poids, de liberté de conception et d’état de surface; ils pourraient servir à entourer les feux diurnes.
Autre voie d’avenir, les fibres optiques peuvent être fabriquées en polymère ou en verre de silice. Selon leur structure, elles émettent la lumière par l’extrémité ou sur toute la longueur, auquel cas il est possible de les tisser pour créer des textiles lumineux.
Virtual Engineering Terminal (poste de représentation virtuelle de certaines fonctions d’éclairage)
Chez Audi, les technologies d’éclairage deviennent une expérience sensorielle proposée au public lors des salons, grâce à un outil tout droit sorti des laboratoires de développement. Sur le Virtual Engineering Terminal, le visiteur peut déplacer manuellement différents modèles de véhicule. Les motifs lumineux, qui changent en fonction de la situation, sont visibles du dessus et sur un grand écran. Ce poste de représentation virtuelle peut simuler très précisément et de façon compréhensible différentes fonctions: l’éclairage en zone de travaux, l’éclairage adaptatif, les guides lumineux, les clignotants dynamiques, les phares Matrix LED et Matrix laser. Les bureaux d’études l’utilisent surtout pour comparer visuellement différentes versions de logiciels.
Gestion thermique des phares à LED
Par rapport à d’autres systèmes d’éclairage, les diodes électroluminescentes chauffent peu : rouges, elles peuvent supporter jusqu’à 120 °C environ; blanches,jusqu’à 150 °C. Cette chaleur provient en grande partie de la dissipation de puissance dans la puce et dans l’électronique. Dès lors, le fond du phare s’échauffe fortement tandis que le verre de façade reste relativement froid.
Les ingénieurs ont donc veillé à ce que les LED transmettent leur chaleur de façon ciblée aux verres pour les préserver du givre et de la condensation en hiver. Pour des questions d’encombrement, il était inenvisageable d’employer de gros dissipateurs de chaleur; c’est pourquoi Audi a préféré recourir à de minuscules ventilateurs, similaires dans leur principe à ceux des ordinateurs mais d’une robustesse et d’une résistance thermique nettement supérieures. Un programme de simulation dérivé du développement moteur permet de comprendre exactement le brassage de l’air, qu’il affiche en trois dimensions. Ainsi, avec des lunettes 3D, l’ingénieur peut l’observer sur un écran spécialement adapté.
