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Une solution très flexible pour l’éclairage des meubles

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Une équipe de recherche interdisciplinaire de deux départements de la BFH – Architecture, bois et génie civil (AHB) et Technique et informatique (TI) – a mis au moins un concept novateur d’éclairage pour l’ameublement. La conduite de courant électrique sans câbles à l’intérieur des panneaux permet de positionner les lampes selon la volonté de l’utilisateur et crée des possibilités d’aménagement entièrement nouvelles.

La situation est typique: l’éclairage de la pièce est allumé, mais on ne distingue que vaguement les objets dans l’armoire, en particulier au fond et dans les coins. Et même dans les meubles qui disposent de lampes intégrées, il n’y en a généralement pas là où on en aurait besoin. Poser des câbles ultérieurement est compliqué et n’en vaut guère la peine. Par ailleurs, intégrer des éclairages dans des meubles neufs demande des efforts importants surtout si les fils électriques doivent être cachés dans les panneaux.

Aucune solution similaire pour l’instant

On ne dispose effectivement pas encore de solutions permettant de positionner des lampes de manière totalement libre durant l’utilisation d’un meuble – pour un prix réduit et en respectant certaines exigences en matière de design. Les meubles standards actuels présentent toutefois une caractéristique importante pour tout éclairage électrique: en effet, un panneau aggloméré non revêtu – soit l’élément de départ le plus utilisé pour la fabrication de meubles de rangement en Europe – est constitué de trois couches. En leur donnant les propriétés requises, les couches extérieures pourraient servir de conducteurs électriques et la couche intermédiaire d’isolant.

Des panneaux qui conduisent l’électricité

Fig. 1: Représentation schématique d’un panneau triple couche dérivé du bois avec une douille électrique filetée. Les couches externes hachurées conduisent le courant, alors que la couche intermédiaire sert d’isolant.
Fig. 2: Exemple d’application du concept d’éclairage avec des lampes pouvant être positionnées librement (à gauche et au milieu) ou avec une série de trous percés au préalable (à droite).

Cette structure de base des panneaux agglomérés, à laquelle on a jusqu’ici porté peu d’attention, a servi de point de départ à une équipe scientifique de la BFH pour mettre au point un concept tout à fait inédit d’éclairage multipositionnable. De nos jours, ces panneaux sont produits de manière industrielle, par pressage d’un matelas de copeaux de bois mélangés à un adhésif. En ajoutant une quantité relativement faible de fibres de carbone aux copeaux des deux couches externes, on obtient des panneaux fonctionnels conduisant bien l’électricité. Par ailleurs, contrairement à ce qui est le cas lors de la fabrication de matériaux composites, les fibres de carbones utilisées ici n’ont pas besoin d’avoir des propriétés mécaniques très élevées. Les panneaux conducteurs peuvent donc être fabriqués à partir de matières premières relativement bon marché. Afin d’assurer la conduction du courant basse tension dans l’ensemble du meuble, des liaisons appropriées sont prévues entre le fond et les parois de celui-ci. Nous présentons plus bas une stratégie envisageable pour la production d’électricité.

Douille filetée pour LED
Une douille filetée développée pour des lampes à LED (voir fig. 4) constitue le deuxième élément de cette invention désormais en attente de brevet. La douille est faite principalement d’une matière plastique isolante. Elle a un diamètre de quelques millimètres et une longueur légèrement inférieure à l’épaisseur du panneau en question. Il suffit de visser cet élément dans un trou préalablement percé sur un seul côté du panneau pour établir le contact entre les deux extrémités métalliques de la douille et les couches conductrices des panneaux agglomérés: le circuit électrique se referme et la LED s’allume. Une simple perceuse permet donc de placer une telle diode, la position de celle-ci peut être choisie librement. Mais on peut aussi imaginer des trous déjà percés qui pourraient être mis en valeur comme éléments décoratifs (fig. 2).

Autonomie énergétique

Fig. 3: Armoire autonome en énergie dans laquelle on peut placer des lampes n’importe où sans tirer de câbles électriques.
Fig. 4: Panneau aggloméré triple couche dont les deux couches externes conduisent l’électricité, avec une LED dans une douille filetée.

La mise au point du nouveau concept d’éclairage particulièrement flexible fait partie d’un projet de recherche interdisciplinaire de deux départements de l’école (BFH-AHB et BFH-TI). Le but final de ce projet commun est de concevoir de l’ameublement autonome en énergie dans lequel des lampes peuvent être placées n’importe où, sans avoir à tirer des fils électriques. L’électricité nécessaire doit être générée par leur utilisation quotidienne combinée à une réserve d’énergie toute simple. Parallèlement aux développements décrits ci-dessus, on a pu démontrer que le courant photovoltaïque produit par une surface extérieure restreinte du meuble suffisait à éclairer sporadiquement l’intérieur de celui-ci (fig. 3). En revanche, les réflexions visant à obtenir l’électricité requise en la récupérant directement dans les ferrures n’ont pas pu être mises en œuvre.

Nombreuses applications
L’équipe de recherche de la BFH ne se trouve qu’au début de la phase de développement: l’un ou l’autre obstacle devra certainement encore être franchi. Dans le cadre du projet présenté ici, on a toutefois pu démontrer la faisabilité technique et économique des panneaux conduisant l’électricité sans câble, puis, sur cette base, mettre au point un concept novateur d’éclairage multipositionnable pour meubles – et peut-être même autonome en énergie. Les champs d’application potentiels sont variés: ils concernent aussi bien des effets lumineux ciblés, dans des designs de meubles en série limitée, que des systèmes d’éclairage très attrayants sur le plan économique et destinés aux marchés de masse.