Eclairage urbain : L’innovation au service de la transition énergétique et écologique

Les évolutions technologiques de ces dernières années, notamment autour des sources LED, ont vu émerger de nombreuses innovations utilisant la lumière et destinées à mieux répondre aux enjeux liés notamment aux mobilités en période nocturne dans un contexte de sobriété énergétique et lumineuse.

Le Cerema accompagne soit des "tests" (à droit constant) soit des "expérimentations encadrées" (dérogatoires à la réglementation en vigueur). Pour cela, un arrêté est pris par la DGITM et/ou la DSR permettant d'autoriser légalement la dérogation (couverture juridique en cas de contentieux) avec en contrepartie l'obligation d'évaluer afin de pouvoir capitaliser et faire évoluer ou non la réglementation. Certains exemples présentés ci après (Guid'N Grip et Luminokrom) sont actuellement en cours d'expérimentation et donc ne peuvent être déployés sur les routes et les rues en France.

Le Cerema accompagne les entreprises dans l’évaluation de différents dispositifs innovants basés sur l’utilisation de la lumière, en particulier la technologie LED, sur une diversité de territoires. Parmi ces tests et expérimentations, la majorité vise à renforcer la sécurité des déplacements en période nocturne dans un fort contexte de sobriété énergétique et lumineuse.

Le Cerema participe ainsi à l’évaluation de divers dispositifs innovants, soit sur sollicitation directe des entreprises conceptrices, soit dans le cadre de l’appel à projets du Comité Innovation Routes et Rues (CIRR) qui missionne le Cerema pour porter les évaluations techniques des systèmes lauréats.

Ces dispositifs ont des objectifs divers en utilisant le matériau "lumière", dont l’un sera centré sur l’amélioration des conditions de déplacements des modes actifs, un autre sur le renforcement du guidage des véhicules routiers, ou encore pour une meilleure adaptabilité de l’éclairage à l’évolution des besoins des usagers…

L’expertise recherchée par les partenaires développant ces dispositifs innovants se situe à la fois au niveau des moyens métrologiques dont dispose le Cerema (Cyclope, LMK…) mais aussi au niveau des compétences et capacités d’accompagnement méthodologiques reconnues à la fois au stade de la rédaction des protocoles d’évaluation et mais aussi des phases concrètes de mise au point et de suivi des performances. 

Flowell

En 2019, Colas a confié au Cerema deux missions :

• D’une part, un appui scientifique et technique aux expérimentations ;
• D’autre part, l’évaluation de la visibilité : une plateforme expérimentale a été mise en place sur le site du Cerema d’Angers .

Depuis 2020, le Cerema assure également une mission d’accompagnement de Colas dans la démarche du marquage CE pour produits innovants. Enfin, depuis 2021 le Cerema a travaillé sur un avis technique, en sous-traitance pour l’Ascquer (Association pour la certification et la qualification des équipements de la route).

Au niveau local, les directions territoriales du Cerema sont amenées à assurer les évaluations pour certaines expérimentations.

L’appui scientifique et technique du Cerema comprend pour chaque expérimentation :

• L'expertise sur la définition du protocole d’évaluation
• L’analyse de la mise en œuvre du protocole d’évaluation
• L’expertise scientifique sur le rapport d’évaluation

Intérêt de Flowell : sécurité routière, régulation de trafic

Cette solution répond à un besoin de marquage lumineux actif (qui était non prévu dans la réglementation), avec deux avantages :

• le renforcement d’un marquage déjà en place, avec un message à l’usager qui reste le même ;
• le marquage dynamique (allumé ou éteint), avec un message qui peut varier au cours du temps : partage de l’espace public dans l’espace, mais aussi dans le temps.

Réglementation - Homologation

• Arrêté modificatif de l’instruction interministérielle sur la signalisation routière (11 avril 2023), qui intègre la signalisation horizontale dynamique pour certains cas d’usage :
  • lignes d’effet des feux de circulation
  • lignes d’effet des passages pour piétons
  • passages piétons
• Homologation (décision ministérielle du 12 juillet 2023) : passages pour piétons non contrôlés par des feux. Pour une durée de trois ans.

D'autres évaluations à venir ?

Le Cerema espère accompagner Colas sur des cas d’usage de modulation dans le temps de l’usage ou de la réservation de voies de circulation d’une chaussée : voie réversible sur un pont par exemple, voie bus dynamique, etc. Ces solutions de "partage temporel" de la voirie sont particulièrement intéressantes, dans un contexte foncier contraint, pour redistribuer de l’espace en faveur de mobilités moins carbonées (modes actifs, transports en commun, mobilités partagées…).

Guid'n GRIP

GUID’n GRIP, développé par Eiffage s’appuie sur 3 dispositifs destinés à alerter l’usager automobiliste en cas de vitesse excessive (détection par radar) en amont d’une courbe identifiée accidentogène. La détection engendre l’allumage d’alignements de plots lumineux encastrés dans la chaussée. Le système est complété par un revêtement haute adhérence. Le site expérimental se situe sur la RN88 et l’expérimentation portée par la DIR Massif Central.

Au-delà des phases initiales (protocole, mise au point du projet et mise en œuvre), le Cerema participe à l’évaluation du dispositif et de son impact potentiel sur les usagers sur les 3 volets évoqués : le comportement des usagers et l’effet éventuel sur l’accidentologie du site, la performance lumineuse des plots et le suivi des performances d’adhérence du revêtement.

Actuellement sont menées des campagnes de mesures et d’enregistrements video en vue d’analyses à venir des évolutions des trajectoires des usagers, des évolutions des vitesses pratiquées en amont et au droit du dispositif…

A l’issue de ces différentes campagnes devant également prendre en compte plusieurs modes de fonctionnement des plots lumineux (allumage fixe, défilant ou clignotant), un rapport final d’évaluation sera produit au CIRR ainsi qu’une publication d’articles dans des revues spécialisées.

Luminokrom

Le Cerema intervient à plusieurs titres dans l’évaluation des performances de la peinture photo-luminescente “LUMINOKROM” développée par la société OLIKROM. 

D’une part, le Cerema Méditerranée, à la demande du Conseil Départemental des Alpes Maritimes, effectue sur la commune de Valbonne, une évaluation des performances lumineuses de produit pour le guidage des modes actifs sur une piste cyclable.

D’autre part, le Cerema Ouest et l’équipe recherche “Eclairage et Lumière” du CIRR procèdent à l’évaluation du procédé comme alternative à l’éclairage public dans le cadre d’une politique d’extinction sur la commune de Beaupréau-en-Mauges. En partenariat avec le Conseil Départemental de Loire-Atlantique, ils étudient aussi le renforcement de visibilité que pourrait apporter cette peinture dans un virage sur la RD771.

Descriptif de la peinture Luminokrom :

Ce procédé de peinture photo-luminescente contient des pigments qui se chargent sous l’effet de la lumière naturelle et artificielle, stockent cette lumière captée et la restituent tout au long de la journée et durant la nuit. Les enjeux des évaluations sont d'une part de mieux préciser les performances lumineuses (en luminance notamment) du marquage photo-luminescent en début de nuit et sa décroissance au fil des heures, d'autre part de caractériser la perception visuelle de l'usager vis-à-vis du procédé en fonction des conditions environnementales.

Les interventions du Cerema

Les mesures réalisées par les équipes du Cerema s’appuient sur des équipements métrologiques tels que :

• un système d’imagerie HDR à 4 caméras pour la mesure de la luminance et de la couleur (“Cyclope”)
• un capteur CCD (appareil photo numérique) doublé d’un logiciel de calcul de cartes de luminance
• un luxmètre destiné à mesurer les éclairements naturels
• un spectro-radiomètre pour mesurer le spectre de la lumière émise par la peinture

Les évaluations réalisées par le Cerema sur site viennent compléter les premières conclusions des mesures faites en laboratoire par l’Université Gustave Eiffel et rapportées dans un article paru dans la revue RGRA n° 983 de juillet-août 2021.

Ces projets innovants d’une durée de 3 ans visent à accompagner le mieux possible les maîtres d’ouvrages en ciblant les cas d’usage potentiels promouvant l’innovation comme solution d’aménagement.

Luciole

LUCIOLE® est une solution technologique innovante qui repose sur l’optimisation du couple composé d’un revêtement de chaussée photométriquement performant et de luminaires LED intelligents. Le Cerema suit cette expérimentation dans le cadre du Comité Innovation Routes et Rues (CIRR), dont l'objectif est de favoriser le développement de nouvelles solutions techniques dans le domaine routier.
Le procédé

Trois briques technologiques constituent les fondements de LUCIOLE® :

• un revêtement de chaussée clair intégrant des gravillons de type quartz traité en surface par hydro-décapage, capable de réfléchir la lumière;
• des luminaires à technologie LED;
• des capteurs de mouvement intelligents et connectés permettant la détection et l’ajustement de l’éclairage selon la présence et le type d’usager.

Les principaux objectifs de LUCIOLE® :

• Économies énergétiques
• Économies de fonctionnement
• Réduction et limitation des nuisances lumineuses
• Optimisation du niveau de service rendu aux usagers

L’expérimentation LUCIOLE® a démarré en mars 2022, date de la première évaluation en conditions d'utilisation. Elle s'étend sur une durée de 3 ans pendant laquelle des points d’évaluations (photométriques, énergétiques, environnementaux…) ont lieu tous les 6 mois mobilisant plusieurs implantations du Cerema :

• Cerema Méditerranée (pilotage, coordination)
• Cerema Ouest (métrologie, évaluation des performances lumineuses)
• Cerema Est (suivi des performances lumineuses des revêtements)
• Cerema Centre Est (évaluation des performances du revêtement)