Thèse CIFRE SPIE BATIGNOLLES MALET

Simulation, évaluation et optimisation de la lisibilité nocturne des aménagements urbains : prise en compte des propriétés de réflexion de la lumière par les revêtements pour un éclairage adapté aux différents usagers de l'espace public.
Doctorant : Melle Laure LEBOUC
Directeur de thèse : Paul RICHARD
Co-encadrant : Florian GREFFIER (Cerema Ouest)
Co-encadrant : Vincent BOUCHER (Cerema Ouest)
Encadrement industriel : Aurélia NICOLAÏ  (Spie Batignolles Malet de Toulouse)

Début de thèse : 01/09/2020

Équipe : Information, Signal, Image et Sciences du Vivant

Contact : paul.richard @ univ-angers.fr (paul.richard @ univ-angers.fr)

Contexte

L’aménagement de l’espace public urbain s’inscrit aujourd’hui dans une logique de développement durable où les enjeux économiques, environnementaux, sociétaux sont prégnants et interconnectés. Dans ce cadre, le revêtement est un élément déterminant de la qualité des espaces publics, pour lequel les choix techniques et financiers influent sur la qualité d’usage, la sécurité, l’esthétique, l’environnement, la pérennité.

Dans un souci d’innovation et d’amélioration continue des caractéristiques des revêtements, un des leviers d’investigation réside dans la possibilité d’optimiser leurs capacités à réfléchir la lumière. Par exemple, le choix de coloris plus clairs va permettre de réduire la dépense énergétique liée à l’éclairage ou de traiter la problématique des îlots de chaleur urbain. Ces nouveaux types de matériau peuvent également participer à une meilleure lisibilité de l’espace urbain en matérialisant au sol les enjeux de partage de voirie, de mutualisation ou de juxtaposition des usages.

Les nouveaux types d’aménagement urbain basés sur des matériaux différents participent à une meilleure lisibilité de l’espace public en condition diurne. Cependant, dès la nuit tombée, lorsque l’éclairage public s’allume, cette lisibilité peut être foncièrement réinterrogée. Les différences de spectre lumineux, par rapport au soleil ou selon les technologies de lampes, ne vont pas générer les mêmes contrastes de luminance et de couleur. Une différence de revêtements explicite visuellement de jour peut se retrouver gommée en condition nocturne. A contrario, le caractère directif et ponctuel de l’éclairage public peut mettre en exergue des phénomènes de brillance, de scintillement, de spécularité susceptibles de renforcer la visibilité et la lisibilité de l’espace urbain de nuit. Notons aussi que tous ces effets peuvent être amplifiés selon les conditions météorologiques, notamment lorsque les revêtements sont humides.

Simuler, évaluer, optimiser ces phénomènes impliquent aujourd’hui de réinterroger un certain nombre de fondamentaux notamment dans le domaine de l’éclairage public.      

Problématique et objectif

Ce projet de recherche propose de changer de paradigme sur la façon de concevoir un aménagement urbain nocturne en mettant les propriétés de réflexion de la lumière par les revêtements au cœur du dimensionnement d’installations d’éclairage urbain. Il s’agit également de mieux considérer les différents usages de l’espace public en tenant compte des différences de perception entre les usagers. Il s’agit aussi d’envisager les notions de visibilité et de lisibilité nocturne dans différentes situations météorologiques, particulièrement lorsque les revêtements sont humides et que les propriétés photométriques évoluent. Enfin, outre les aspects de visibilité, de lisibilité et de dépense énergétique, ce projet de recherche propose de venir investiguer d’autres enjeux comme la limitation des nuisances lumineuses et la réduction des îlots de chaleur urbain.

L’objectif du projet est de développer des outils de simulation numérique innovants ainsi que des méthodes de mesure (en laboratoire et in situ) permettant de rendre compte de l’optimisation des propriétés de réflexion des revêtements urbains.