Demandes et contraintes du client

Lorsqu’à la fin 2020, EASii-IC fait appel à PISÉO, le fabricant de produits électroniques développe un ASIC permettant la communication optique dans l’air entre deux mobiles. Ils ont besoin de valider la puissance maximale de la source lumineuse afin de respecter la réglementation sur les risques optiques.

L’ASIC doit assurer la communication entre les deux équipements, le partage d’informations et de données. Il va piloter la source lumineuse émettrice et la photodiode réceptrice du signal. Pour obtenir les meilleures conditions d’utilisation, il faut garantir une bande-passante de 200 MHz, pour un débit de données de 1 Gbps.

EASii-IC souhaitait comparer différentes solutions de sources lumineuses de type LED ou laser.

Il s’agit donc bien ici de trouver un compromis entre performances techniques et risques optiques. Le produit final doit avoir une portée la plus grande possible entre les deux appareils tout en respectant les normes en vigueur et la santé des utilisateurs. En effet, les LED peuvent avoir de fortes émissions de rayonnements à des longueurs d’ondes courtes (la lumière bleue) qui ont des effets physiologiques sur l’organisme. Tandis que les laser provoquent, notamment, des lésions oculaires graves. Le choix de l’une ou l’autre des technologies implique donc le respect des normes et réglementations françaises et européennes qui protègent les utilisateurs. 

Etudes préalables et recommandations sur les risques optiques

PISÉO s’est engagé auprès de son client pour :

• réaliser un inventaire du marché des émetteurs et récepteurs adaptés au signal (longueur d’onde, sensibilité, fréquence…)
• comparer les différentes technologies disponibles afin de déterminer la meilleure solution

Les experts PISÉO ont donc, dans un premier temps, analysé les sources lumineuses LED et laser (VCSEL) qui répondaient aux contraintes techniques minimales demandées. Ils ont fait preuve d’innovation pour s’adapter aux besoins particuliers de leur client en créant leur propre modèle numérique de calcul. Couplée à des simulations optiques réalisées au moyen du logiciel Zemax, cette opération leur a permis d’identifier les risques optiques oculaires des deux solutions LED et laser, les avantages et inconvénients de chaque technologie. EASii-IC a ainsi pu choisir la combinaison technologique la plus performante tout en se conformant aux normes de sécurité optique applicables : EN62471 pour les LED ou EN60825 pour les laser.

Enfin, la très bonne connaissance du marché des sources lumineuses artificielles et des photodétecteurs a également permis à PISÉO d’être force de proposition. Son action auprès de son client va de l’analyse à la recommandation des composants photoniques et à leur mise en œuvre dans des produits.

Après 7 semaines d’études, les experts de PISÉO ont fourni à EASii-IC leur recommandation de solution optimisée qui permet de garantir une excellente bande-passante tout en prévenant les risques optiques pour les utilisateurs.

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Les vins blancs, en particulier, se dégradent dans le temps lorsqu’ils sont exposés à la lumière. Ce phénomène dû à la réaction de la riboflavine sensible aux UV et à la lumière bleue se caractérise par l’apparition d’une odeur de « chien mouillé » appelée « Goût de lumière ».
De plus, la plupart des éclairages de caves sont réalisés avec des lampes à sodium. Les lampes à sodium émettent à une longueur d’onde à laquelle les molécules responsables du goût de lumière ne sont pas sensibles. L’utilisation de LED blanches contenant de la lumière bleue présente donc un risque important pour l’éclairage des caves à vins.

Protocole de qualification de luminaires ambres

-Définition et réalisation d’un protocole et de moyens d’expérimentation.
– Études des interactions physiques entre les caractéristiques optiques(distribution spectrale, puissance, durée d’utilisation) des LED et l’apparition du gout de lumière.
– Appui pour la définition d’un cahier des charges dédié à l’éclairage des caves (CIVC)
– Essais et qualification de produits en laboratoire.

Vérifier les performances de son éclairage de cave à vin

Sur site

Le laboratoire de PISÉO possède les équipements permettant de réaliser un diagnostic de l’installation d’éclairage d’une cave.

Nos experts effectuent des relevés sur site des éclairements et des distributions spectrales au moyen d’un spectrophotomètre portatif Gigahertz Optik étalonné.

A partir des résultats obtenus, PISÉO est en mesure de vous proposer des recommandations d’amélioration si nécessaire.

En laboratoire

L’objectif est de pouvoir vérifier les caractéristiques spectrales d’un luminaire par rapport aux exigences du Protocole de qualification des luminaires ambres, pour le stockage des bouteilles du Comité Interprofessionnel des Vins de Champagne (CIVC).

PISÉO mesure ainsi :

• la longueur d’onde dominante dans le rayonnement visible
• la radiométrie dans l’UV et l’IR

Les résultats de mesure sont ensuite comparés aux limites du protocole du CIVC.

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Ici, PISEO a réalisé une analyse critique comparative indépendante de 17 feux de tracteurs de marques différentes.

L’innovation commence toujours par une bonne compréhension de l’Etat de l’art que ce soit technologique, applicatif ou des acteurs du secteur économique visé.

Le programme de comparaison de PISEO permet de comparer ce qui est comparable et facilite l’évaluation des données de performance fournies par les fabricants vs les données mesurées dans le laboratoire de PISEO.

Programme de benchmark sur un luminaire LED :

Mesures de performances au moyen du goniophotomètre LMT du laboratoire de PISEO : flux, distribution lumineuse, puissance consommée.

Démontage et analyse critique de la conception et de la fabrication des produits : composants LED utilisés, optique, design électronique, mécanique, étanchéités…

Synthèse et corrélations entre les performances et la conception au regard de l’application visée.

Rapport et présentation des résultats au Client.

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À la différence des composants électroniques de puissance, il n’existe pas, à l’heure actuelle, de modèles numériques de LED permettant de réaliser des simulations de fonctionnement des systèmes les intégrant. L’utilisation de tels modèles permettrait de réduire ostensiblement les temps de développement des produits et de les optimiser d’un point de vue coût et performance.

Augmenter la compétitivité européenne

Développer des modèles physiques de performances optiques et thermiques de LED dans le but d’améliorer la fiabilité des systèmes et réduire les temps de développement des produits dans le cadre d’un projet collaboratif européen.

Conception digitale de luminaires LED

• Caractérisation en laboratoire d’une centaine de packages LED : haute puissance, mi-puissance, CoB…
• Intercomparaisons des résultats entre 5 laboratoires d’essais européens.
• Conception et réalisation de démonstrateurs en utilisant un modèle physique de LED Cree XPG3.
• Dissémination des résultats des travaux de R&D.

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