Les phares d’aujourd’hui offrent une meilleure visibilité, mais au détriment des conducteurs venant en sens inverse

Que l’on apprécie ou non la puissance et la clarté des phares à DEL modernes dépend surtout du côté du faisceau où l’on se trouve.

Au cours des 30 dernières années, l’éclairage des véhicules est passé de simples phares à faisceau scellé à incandescence normalisés à une variété de technologies avancées, comme les DEL et les lampes à décharge à haute intensité (HID). Ces nouveaux phares produisent une lumière blanche ou blanc bleuté qui paraît plus brillante que celle des phares traditionnels.

Fait intéressant, ces phares ne sont pas nécessairement plus lumineux en termes de luminance, mais la couleur plus «blanche» de leur éclairage donne cette impression. De plus, la lumière qu’ils projettent provoque un éblouissement chez les conducteurs des véhicules circulant en sens inverse.

Une étude publiée ce printemps par l’American Automobile Association (AAA) a révélé que six conducteurs sur dix estiment que l’éblouissement constitue un problème la nuit. Près des trois quarts des personnes touchées croient que la situation s’est aggravée au cours de la dernière décennie.

D’autres études menées par le RAC, une entreprise britannique de services automobiles, et par l’Insurance Institute for Highway Safety (IIHS) sont arrivées à des conclusions similaires. Entre 75 et 89 % des répondants ont indiqué que l’éblouissement causé par les phares des véhicules venant en sens inverse était, au minimum, agaçant et, dans plusieurs cas, «probablement dangereux».

Bien que les conducteurs affirment que la lumière plus blanche (de type DEL) est plus difficile à regarder, ces mêmes conducteurs disent préférer ce type d’éclairage sur leur propre véhicule en raison de la meilleure visibilité qu’il procure. Beaucoup se plaignent d’ailleurs régulièrement que leurs propres phares ne sont pas assez puissants.

Les phares à DEL sont-ils réellement plus lumineux? Leur focalisation ou leur réglage a-t-il changé? Pourquoi sont-ils si désagréables à regarder? Ont-ils démontré qu’ils sont plus sécuritaires que les phares à incandescence traditionnels? Examinons la question de plus près.

Une visibilité améliorée : à quel prix?

Il n’est pas nécessaire de chercher bien loin pour trouver quelqu’un ayant vécu une quasi-collision attribuable à l’éblouissement causé par les phares d’un véhicule venant en sens inverse.

Les témoignages anecdotiques laissent croire que l’intensité des phares à DEL des véhicules venant en sens inverse nuit à la visibilité dans des conditions de faible luminosité. Dans l’obscurité, les pupilles se dilatent afin de laisser entrer davantage de lumière dans l’œil.

Lorsqu’elles sont exposées à une lumière intense, les pupilles se contractent rapidement afin de limiter la quantité de lumière qui pénètre dans l’œil, ce qui a pour effet de rendre la scène devant le conducteur plus sombre en apparence.

De nombreux conducteurs se plaignent d’une forme de «cécité temporaire» après le passage rapproché d’un véhicule équipé de puissants phares à DEL blancs. Toutefois, les données sur les collisions ne confirment pas l’hypothèse selon laquelle ces phares, malgré leur caractère dérangeant, constitueraient un facteur contributif aux accidents survenant la nuit.

Selon l’IIHS, l’éblouissement n’a été identifié comme facteur contributif que dans 0,1 à 0,2 % des collisions survenues la nuit. Ces accidents liés à l’éblouissement concernaient de façon disproportionnée des conducteurs plus âgés, des véhicules plus anciens et des routes à faible vitesse non séparées par un terre-plein. Les sorties de voie représentaient la conséquence la plus fréquente de l’éblouissement, comptant pour plus de la moitié de ces collisions.

En revanche, la présence de marquages de voie déficients, combinée à des problèmes d’éblouissement signalés par les conducteurs, semble faire augmenter légèrement la fréquence des collisions.

Par ailleurs, l’IIHS indique que des recherches antérieures ont démontré qu’une meilleure visibilité offerte par les phares à DEL réduit le risque de collisions nocturnes impliquant un seul véhicule.

Luminosité et éblouissement : deux notions différentes

Dès 2003, la National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) des États-Unis a commencé à étudier les effets de l’éblouissement causé par les phares à DEL et à HID, alors en émergence sur le marché.

L’étude intitulée An Investigation of Headlamp Glare: Intensity, Spectrum and Size a déterminé que les conducteurs étaient confrontés à deux types d’éblouissement :.

• L’éblouissement incapacitant survient lorsque les phares réduisent réellement la capacité du conducteur à distinguer les objets, les dangers, les piétons ou les marquages de voie en raison de la diffusion de la lumière à l’intérieur de l’œil. Ce phénomène a également un effet marqué sur la vision périphérique.
• L’éblouissement d’inconfort survient lorsque les phares semblent irritants, éblouissants ou douloureusement brillants, mais sans compromettre de façon significative la capacité du conducteur à voir adéquatement.

La luminosité entre certes en jeu, mais il s’agit principalement d’une question de perception des couleurs plutôt que d’une véritable augmentation de l’intensité lumineuse.

Les fabricants peuvent ajuster la couleur des phares à DEL afin d’obtenir la teinte souhaitée, parfois perçue comme légèrement bleutée ou rosée. Le spectre lumineux peut également être déterminé par les composés chimiques utilisés dans la fabrication de DEL.

Ces teintes varient d’un blanc chaud tirant vers le rouge à un blanc bleuté plus froid. On retrouve d’ailleurs cette distinction dans les ampoules à DEL domestiques, qui sont souvent étiquetées comme blanc chaud, blanc froid ou lumière du jour.

Vous trouverez également sur l’emballage une température de couleur, exprimée en kelvins (K). Ces valeurs se situent généralement entre 2 700 et 3 000 K pour le blanc chaud, 4 000 à 5 000 K pour le blanc froid, et 5 000 à 6 500 K pour la lumière du jour.

Bien que l’apparente «luminosité» des phares à DEL à lumière blanche riche en bleu soit appréciée par les conducteurs qui les utilisent, une forte proportion de lumière bleue génère davantage d’éblouissement incapacitante pour les autres usagers de la route.

Comme la lumière bleue possède une longueur d’onde plus courte que la lumière rouge, elle a davantage tendance à se diffuser lorsqu’elle traverse la cornée et le cristallin de l’œil, puis de nouveau lorsqu’elle passe à travers les fluides et les minuscules particules présentes dans le globe oculaire avant d’atteindre la rétine.

Cette diffusion crée une sorte de voile lumineux ou de brume visuelle sur l’image finalement perçue par l’œil. Les personnes atteintes de cataractes peuvent également voir des halos autour des sources lumineuses intenses, comme les phares à DEL.

Qu’est-ce qui a changé dans les phares?

Bien que les phares aient considérablement évolué, ils demeurent fortement réglementés. Aux États-Unis, la norme Federal Motor Vehicle Safety Standard 108 (FMVSS 108) et, au Canada, le Document de normes techniques no 108 (DNT 108) établissent des exigences concernant la luminance, les faisceaux lumineux ainsi que les seuils minimaux et maximaux de luminosité dans les différentes zones du faisceau projeté.

Ces normes ont peu évolué au fil des ans, mais les fabricants de phares disposent aujourd’hui de nouveaux outils et de technologies plus avancées pour s’y conformer.

Les phares sont-ils réellement plus puissants aujourd’hui? Selon les experts consultés, la réponse est oui. «Si l’on mesurait le flux lumineux total, c’est-à-dire la quantité totale de lumière projetée sur la route, je pense qu’on constaterait qu’elle est plus élevée aujourd’hui qu’à l’époque des ampoules à filament», m’a confié un expert de l’industrie de l’éclairage automobile.

Le faisceau lumineux des phares est réglementé par la norme 108. Les fabricants doivent diriger une quantité précise de lumière vers certaines zones du faisceau. La répartition de cette lumière est également encadrée : hauteur, largeur, intensité vers l’avant et diminution graduelle sur les côtés sont toutes soumises à des exigences réglementaires.

Autrefois, cette répartition de la lumière était obtenue grâce à des lentilles moulées intégrées aux phares à faisceau scellé. Par la suite, les fabricants ont commencé à utiliser des ampoules distinctes et des réflecteurs complexes afin de diriger la lumière vers différents points du faisceau lumineux.

Il existe différentes techniques de conception et diverses façons de produire ce faisceau lumineux, mais tous les fabricants doivent respecter les mêmes exigences fondamentales établies par la réglementation.

Jusqu’à présent, nous avons utilisé le terme «luminosité» pour décrire la lumière produite par les phares. En réalité, la notion est un peu plus scientifique. Le terme lumens sert à mesurer la quantité totale de lumière émise par une source lumineuse, comme une DEL. On peut comparer les lumens à de l’eau qui s’écoule d’un robinet.

Les fabricants de systèmes d’éclairage peuvent répartir cette quantité de lumière comme ils le souhaitent. Ils peuvent la concentrer dans un faisceau très étroit ou, au contraire, la diffuser largement dans toutes les directions. Dans les deux cas, le nombre total de lumens demeure le même au départ.

Les candelas, ou l’intensité lumineuse, mesurent la puissance de la lumière dans une direction précise, à un point donné. Si la lumière est concentrée dans un faisceau étroit, la mesure en candelas à cet endroit sera très élevée. En revanche, si la même quantité de lumière est diffusée dans toutes les directions, l’intensité mesurée au même point sera beaucoup plus faible, même si le nombre total de lumens demeure identique.

Un faisceau lumineux réglementé

La répartition du faisceau lumineux des phares est encadrée par la réglementation. Une trentaine de points de mesure répartis dans le faisceau doivent respecter des niveaux précis d’intensité lumineuse, exprimés en candelas, lors d’essais effectués sur banc de test.

Les fabricants doivent respecter ces mesures pour homologuer leurs phares. Toutefois, certaines zones du faisceau ne sont pas spécifiquement réglementées, ce qui leur laisse une certaine marge de manœuvre dans la conception de leurs systèmes d’éclairage.

Lorsqu’un fabricant réussit à diriger efficacement la lumière vers les zones réellement utiles à la conduite, cela profite à l’ensemble des usagers de la route. À l’inverse, une mauvaise répartition de l’éclairage peut avoir des effets négatifs sur la sécurité et le confort des autres conducteurs.

Existe-t-il une solution au problème de l’éblouissement causé par les phares?

Il s’avère qu’il s’agit d’un problème extrêmement complexe. Des volumes entiers ont été consacrés à ce sujet, et plusieurs organismes de recherche ainsi que des autorités réglementaires poursuivent activement leurs travaux dans ce domaine. Les organismes de réglementation doivent composer avec des priorités parfois contradictoires : d’un côté, améliorer la visibilité lors de la conduite de nuit; de l’autre, limiter les effets des phares plus puissants sur les autres usagers de la route.

Les défis sont accentués par plusieurs facteurs physiques bien réels : des phares mal réglés, des véhicules plus hauts, comme les camionnettes et les véhicules commerciaux, dont les phares sont installés à une plus grande hauteur, ainsi que des voitures transportant une charge importante dans le coffre, ce qui abaisse l’arrière du véhicule et relève l’orientation des phares.

À cela s’ajoutent les produits d’éclairage vendus sur le marché secondaire qui promettent des performances supérieures à celles des phares d’origine, mais qui ne respectent pas nécessairement les exigences de la norme 108.

À l’horizon se profilent toutefois les phares à faisceau adaptatif (Adaptive Driving Beam – ADB). Contrairement aux systèmes traditionnels qui alternent simplement entre les feux de route et les feux de croisement, les ADB ajustent en continu la forme du faisceau lumineux. Ils maintiennent ainsi un éclairage de type feux de route dans les zones dégagées tout en atténuant automatiquement les portions du faisceau qui risqueraient d’éblouir les autres conducteurs.

Le Canada a autorisé cette technologie en 2018, mais son adoption a été ralentie parce que les États-Unis n’ont donné leur feu vert qu’en 2022. Les phares à faisceau adaptatif sont maintenant offerts au Canada, mais on les retrouve principalement sur des véhicules de tourisme haut de gamme, notamment chez Audi, BMW et Mercedes-Benz.

L’Union européenne rendra obligatoire la technologie des ADB sur toutes les voitures particulières et les véhicules utilitaires légers à compter de juillet.

Il existe déjà plusieurs technologies destinées aux camions lourds sur le marché portant des acronymes semblables, mais leur fonctionnement diffère de celui des ADB.

Certains fabricants proposent déjà des feux de route automatiques (Automatic High Beams – AHB), qui activent et désactivent automatiquement les feux de route lorsqu’un autre véhicule approche.

Vient ensuite le système d’éclairage avant adaptatif (Adaptive Front-lighting System – AFS). Contrairement aux phares à faisceau adaptatif, l’AFS n’a rien à voir avec le contrôle de l’éblouissement. Son rôle consiste plutôt à modifier l’orientation des phares. Le bloc optique pivote de droite à gauche et de haut en bas afin de diriger l’éclairage dans les courbes, par exemple.

Des rétroviseurs à atténuation automatique et des pare-soleil, peut-être?

Plus loin à l’horizon, le verre photosensible pourrait offrir une solution supplémentaire contre l’éblouissement. Depuis des décennies, une entreprise appelée Gentex fabrique des rétroviseurs intérieurs et extérieurs à atténuation automatique pour les véhicules de tourisme grâce à la technologie électrochrome, qui consiste à assombrir un matériau à l’aide d’un courant électrique.

Ces systèmes demeurent relativement coûteux et se retrouvent généralement sur les véhicules haut de gamme.

Jusqu’à présent, ce type de rétroviseur ne s’est pas encore généralisé dans le secteur des camions lourds. Toutefois, le pare-soleil à atténuation variable, capable de réduire automatiquement l’intensité de la lumière, pourrait s’avérer particulièrement utile pour les camionneurs.

Il se rabat comme un pare-soleil traditionnel, mais intègre des panneaux transparents à opacité variable qui peuvent s’assombrir selon les besoins, réduisant ainsi l’éblouissement causé par le soleil lorsqu’il est bas à l’horizon.

Craig Piersma, vice-président du marketing et des communications corporatives chez Gentex, a indiqué que l’entreprise a étudié différentes possibilités pour les camions lourds, mais que l’installation de rétroviseurs à atténuation automatique s’est révélée complexe et coûteuse.

«Les camionneurs utilisent depuis des années des produits du marché secondaire pour contrer l’éblouissement», explique Craig Piersma. «Ils ont également adopté très rapidement les systèmes de caméras. Les rétroviseurs à atténuation automatique ne sont pas hors de portée. Il s’agit simplement de trouver un constructeur qui souhaite développer une solution unique.»

«Les camionneurs utilisent depuis des années des produits du marché secondaire pour contrer l’éblouissement», a indiqué Craig Piersma. «Ils ont également adopté très rapidement les systèmes de caméras. Les rétroviseurs à atténuation automatique ne sont pas hors de portée. Il s’agit simplement de trouver un constructeur qui souhaite développer une solution unique.»