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Le Musée
de la Signalisation routière
et de l'éclairage public
Eclairages
publics
Définition:
L'éclairage public se définit comme étant l'ensemble des moyens d'éclairage utilisés dans les espaces publics (rues, places, autoroutes, ...).
Historiquement:
L'idée d'éclairer les villes n'est pas neuve. Du temps des Romains déjà, certaines villes (les plus importantes) étaient éclairées.
Au moyen-âge, ce sont essentiellement des points précis qui sont éclairés (portes de villes, ...). Il n'y a pas d'éclairage public organisé, ce qui fait que nos villes étaient très souvent plongées dans le noir. Il était néanmoins demandé aux habitants, non pas d'éclairer la rue, mais de la baliser avec des lanternes ou des chandelles.
A Londres, en 1414, les habitants de la ville ont été obligés d'éclairer la rue à partir de leurs habitations (ce qui rendait l'éclairage discontinu). Les premières lanternes fixes apparaissent à Paris en 1667, dont la gestion est alors confiée à tour de rôle à des habitants désignés par l'autorité. C'est en 1675 que Bruxelles, par exemple, déploie un éclairage public dans ses rues.
Les moyens techniques utilisés pour l'éclairage public, comme cela est décrit plus loin, vont aussi évoluer au fil des années et de la nécessité qualitative de l'éclairement.
Au travers des âges, l'éclairage public a garder sa fonction d'origine: assurer la sécurité dans les rues par la lumière. A titre d'exemple, en juillet 2021 lors des inondations catastrophiques vécues par la Wallonie (B), un problème important de sécurité est apparu suite à la destruction de nombreux lampadaires et de leurs candélabres. Certaines communes, plongées dans le noir total, ont été confrontées à des actes de pillages, entre autres. A certains endroits du territoire, un couvre feu a été instauré, comme à Trooz entre autres.
Techniques:
Les techniques déployées pour éclairer les espaces publics vont évoluer dans le temps, du fait des découvertes technologiques d'une part, mais aussi en fonction des nécessités en éclairage (la densité du trafic automobile, par exemple, ...).
Retenons quelques dates importantes:
-Jusqu'au Moyen-Age: usage de la chandelle.
-Vers 1744 (Paris): abandon de la chandelle au profit de la lampe à huile. La lanterne à réverbère est née (principe de renvoi de la lumière vers le sol par mise en place d'une plaque métallique au-dessus du point lumineux)! Ces lanternes étaient équipées de une à quatre mèches en fonction de l'intensité d'éclairement nécessaire.
-Londres, 1820: le gaz fait son apparition pour l'éclairage public. De gros travaux de modernisation sont entamés à Londres et Paris, villes transformées vers 1840.
-C'est en 1878 que les premiers éclairages à l'électricité apparaissent, ils sont en concurrence encore avec le gaz. Quelques années sont nécessaires avant que cette technologie ne soit généralisée, sous l'impulsion des travaux de Thomas Edison et l'invention de la lampe à filament utilisant l'incandescence comme source lumineuse.
-1910-1940: l'électricité s'impose partout, le gaz est démonté (les derniers équipements au gaz sont démontés à Paris en 1960).
Le MuSé s'est donné comme mission de présenter des exemplaires de luminaires déployés en Belgique depuis l'apparition de l'énergie électrique, en illustrant chaque technologie au travers des années.
En Wallonie, ce sont 110000 points lumineux qui doivent être gérés au niveau des voiries régionales et 588235 autres points au niveau des communes.
1-L'incandescence:
Le principe de l'incandescence était de porter un filament métallique au rouge par le passage d'un courant électrique. Cette technique permettait à ce filament d'émettre de la lumière. D'ailleurs, 5% de l'énergie électrique étaient transformés en lumière, le reste en chaleur. Le filament de tungstène pouvait atteindre une température de 2000° et l'enveloppe de l'ampoule plusieurs centaines de degrés. Pour fonctionner, ce filament devait être isolé dans une enveloppe privée d'oxygène (la "lampe"), voire plus tard contenant de l'halogène. La durée de vie d'une ampoule à filament était de 1000 heures, peut-être induite par des accords entre fabricants pour la limiter.
Le filament: il s'agissait d'un fin fil de tungstène torsadé simplement, doublement ou triplement. Bien qu'inventée avant cette date, c'est en 1910 que la lampe à filament se voit nettement améliorée: tungstène, environnement contenant un gaz noble.
Ces lampes ont été interdites en Europe à partir du 1er septembre 2009, avec un abandon total en 2012.
Pour illustrer ce moyen d'éclairage, le MuSé possède un très beau et rare lampadaire, l'Holophane 4446, pour lequel la documentation indique que sa fabrication relève de 1925 et que les lampes employées pouvaient aller de 300 à 750 watts.
2-Fluorescence:
Le terme "lampe au néon" est quelque peu impropre. On parle plutôt de "lampe fluorescente" ou de "lampe à fluorescence". Ce processus fonctionne avec des lampes à décharge : un courant électrique traverse un mélange de gaz entre deux électrodes. Cela permet d'émettre de la lumière. Le passage du courant rend le milieu instable et des rayonnements électromagnétiques sont émis. Une partie de ce rayonnement est visible par l'œil humain : c'est la lumière. La couleur de la lumière dépend du gaz présent dans le milieu traversé par le courant électrique. Dans le cas de la lampe fluorescente, il s'agit du mercure, qui produit une lumière blanche. Les parois en verre sont recouvertes d'une poudre fluorescente qui transforme les rayons ultraviolets en lumière visible. Les lampes fluorescentes ont également besoin d'un certain équipement, à savoir un ballast.
Les premières lampes fluorescentes sont apparues sur le marché vers 1936. À Paris, les stations de métro ont été éclairées avec cette technologie vers 1946.
Depuis août 2023, les lampes fluorescentes ne peuvent plus être vendues en Europe.
Le MuSé possède quelques lanternes caractéristiques qui fonctionnent avec des lampes fluorescentes. C'est le cas de ce très ancien luminaire GN Schréder équipé de trois lampes de ce type et des ballasts correspondants. Le MuSé a également le privilège de posséder d'autres anciens lampadaires qui se trouvaient le long de nos routes.
Vous l'avez peut-être remarqué, surtout si vous avez connu ce type d'éclairage dans le passé. Le diamètre de l'ampoule est devenu de plus en plus petit au fil du temps. Les lampes dites "T12" (interdites en 2012) avaient un diamètre de 38 mm. Elles ont été suivies par les "T8" et les "T5", dont les diamètres étaient respectivement de 26 mm et de 16 mm. C'est le fabricant Philips qui a rendu cette évolution possible. En 1973, il a également modifié les mélanges de gaz dans les lampes, ce qui a notamment permis d'améliorer le rendement lumineux. Le luminaire ci-dessus était à l'origine équipé de lampes T12, mais sur la photo, il est équipé de lampes T8.
Le MuSé possède également un luminaire équipé d'une lampe T5 (49W) : le Schréder FV 1. Ce spécimen provient du tunnel de Cointe à Liège. Il y a été sauvé de la destruction en août 2023. En effet, depuis lors, l'éclairage y a été modernisé et est passé aux LED.
3-La vapeur de mercure:
Il s'agit une nouvelle fois d'une lampe à décharge dont le principe est d'émettre de la lumière lorsqu'un courant électrique traverse un environnement chargé de mercure sous haute pression. Ces lampes, appelées aussi "ballons fluorescents", apparaissent dans nos rues aux environs de 1950. A Liège, selon nos souvenirs, ces lampes apparaissent par exemple sur le quai de Rome dans le début des années 70 (le luminaire utilisé était un ALH-1 de la société allemande Siemens). La lumière émise était très blanche, avec des notes bleutées.
Dans la pratique, il était connu que les ballons fluorescents avaient une durée de vie très intéressante, de 8000 à 12000 heures. Il était néanmoins constaté, au fil du temps, une perte d'efficacité en matière d'éclairement. Il était alors prévu, en maintenance, de remplacer la lampe, non pas nécessairement parce qu'elle était en panne, mais parce qu'elle n'éclairait plus suffisamment. Pour ceux qui s'en souviennent, cette lampe demandait à chauffer à l'allumage. L'intensité de l'éclairage n'était pas immédiate.
Du fait de la toxicité du gaz contenu dans les ballons, cette technologie a été bannie par l'Europe en 2015.
Le MuSé possède quelques luminaires équipés de ballons fluorescents de différentes puissances.
Schréder DM 1
Schréder Z18
4-La vapeur de sodium "basse pression":
Technologie emblématique des routes et autoroutes en Belgique depuis le fin des années 60 jusqu'en 2019, début du plan de quatre années de remplacement.
Nous sommes encore dans les lampes à décharge, ici c'est la vapeur de sodium vaporisée qui est la source de lumière. Nous avons une admiration particulière pour ces lampes tubulaires de longueurs diverses en fonction des puissances.
La lampe présenté ici a une puissance originale de 180 watts, avant d'être revue à 131 watts. L'enveloppe en verre est très particulière et a fait l'objet de nombreuses recherches pour en éviter l'altération par le sodium alcalin vaporisé (verre au borate). Rappelons-nous qu'un luminaire Schréder RX en H autoroutier belge était équipé de huit lampes, et qu'il y a avait un poteau tous les 50 mètres! Nos autoroutes étaient luxueusement éclairées!
C'est Maurice Deleuse, Industrial Designer, qui a de 1968 à 1970 imaginé et dessiné le lampadaire Rhombalux pour le compte de la société Schréder (Ans, Liège). Fin des années 60, l'Etat belge a en effet décidé d'éclairer toutes ses routes avec la vapeur de sodium "basse pression", technologie identifiée comme peu énergivore et efficace en matière d'éclairement au sol.
Croquis original réalisé par
Mr M. Deleuse en décembre 2020 pour le Village miniature de Trooz.
Pour fonctionner, la lampe à vapeur de sodium "basse pression" avait besoin d'un auxiliaire d'allumage d'un poids de 4,8 kilos. Cet auxiliaire possédait la capacité d'augmenter la tension dans le tube qui contenait du néon (ce qui explique la couleur rose de la lampe à l'allumage). Ce gaz néon servait à assurer la conduction électrique entre les deux électrodes de la lampe, ce qui permettait de faire chauffer l'ensemble et de, petit à petit, vaporiser le sodium dans l'environnement. La vaporisation étant progressive, l'usager de la route pouvait constater que la lampe passait progressivement du rose à un orange vif. Il fallait environ dix minutes pour que le luminaire éclaire correctement la chaussée. Le durée de vie de ce type de lampe était estimée à 15000 heures (soit environ 5 années).
Les fabricants ont cessé la fabrication de ces lampes en 2020.
Bien que les routes belges aient été majoritairement équipées de matériel Schréder (Rhombalux, RX, GSO, GZM, VTP, TXS, ...), le MuSé préfère illustrer ce paragraphe avec du matériel venant d'un autre fabricant belge : les ACEC (Ateliers de Constructions Electriques de Charleroi). C'est le modèle RAM ACEC que nous vous présentons et la couleur rose caractéristique à l'allumage:
Il était difficile de regarder une lampe à vapeur de sodium "basse pression" à sa puissance d'éclairage maximale. Ce type d'éclairage avait été décidé par l'Etat du fait du bon rendement. Ce n'était pas le cas en matière de rendu des couleurs. C'est pour cela que cette technologie avait été choisie pour les routes et non pour mettre les monuments en valeur, par exemple. En son temps, nous avions remarqué qu'avec ce spectre de couleurs monochromique, les gilets fluo oranges, sensés rendre l'usager visible, étaient presqu'invisibles sous cet éclairage. Le MuSé vous présente un autre luminaire emblématique des routes belges, la GSO du groupe Schréder. Elle est ici photographiée à pleine puissance:
5-La vapeur de sodium "haute pression":
Les premières lampes à vapeur de sodium "haute pression" sont apparues pour la première fois dans les années 70. Elles font partie des lampes à décharge. La durée de vie est estimée entre 9000 et 12000 heures.
C'est une nouvelle fois le sodium qui permet l'émission de lumière. Il est ici sous haute pression. Ces lampes contiennent aussi du mercure et du xénon, ce qui entre en jeu lors de l'allumage de la lampe. L'allumage était plus rapide que pour le sodium "basse pression". Le spectre des couleurs étant plus large, et non plus limité exclusivement à l'orange, il y avait un meilleur rendu des couleurs à côté du fait que le rendement lumineux pur était aussi amélioré. C'est pour cela qu'en Belgique, sur une voirie éclairée en sodium "basse pression", l'usager pouvait rencontrer des secteurs éclairés en sodium "haute pression" du fait de la volonté du gestionnaire de mettre en valeur des endroits plus dangereux. C'est ainsi que, par exemple, une route nationale éclairée en "basse pression" l'était en "haute pression" dans la traversée de zones habitées (agglomérations).
Les principes de l'allumage et du fonctionnement sont identiques à ceux expliqués plus haut. Dans les années 80, cette lampe a encore été améliorée et les ingénieurs ont obtenu une lampe à vapeur de sodium "haute pression" blanche, proche de la lampe à incandescence, en travaillant la pression et la température, entre autres.
2027 marque la fin de l'utilisation de cette technologie de la vapeur de sodium "haute pression.
Le MuSé possèdent quelques exemplaires de lampadaires équipés de cette technologie. Les puissances varient jusque 600 watts. Certains luminaires étaient utilisés sur des voiries peu fréquentées, d'autres sur des routes à grands gabarits.
Lampes Philips de 150 et
250 watts
Le MuSé possède dans ses collections beaucoup de modèles de luminaires à vapeur de sodium "haute pression", de puissances différentes. Voici un luminaire une nouvelle fois emblématique, on l'a retrouvé à Liège (Quai de la dérivation), mais aussi à Dolembreux, tout comme au niveau de l'aire autoroutière E25 à Sprimont (d'où vient probablement cet exemplaire).
Modèle photographié à Dolembreux, sur la RN 30, où trois exemplaires ont été placés dans deux tournants avec carrefour jugés dangereux.
Lampadaire GST Schréder
Août 2022
Exemplaire venant très probablement de l'aire autoroutière E25 de Sprimont.
Il est équipé d'une lampe de 150 watts.
Août 2022
NB: il a perdu sa peinture grise classique de la partie supérieure de la vasque.
Allumage en cours,
toujours incomplet à ce stade.
6-L'induction interne:
Nous sommes en 1991, Philips est à la manoeuvre pour cette lampe un peu particulière, classée dans les lampes à décharge. En fait, le point faible de toutes les lampes à décharge, c'est l'usure des électrodes. Dans celle lampe à induction interne, il n'y a plus d'électrodes mais une antenne qui génère un champ électromagnétique. Cette antenne est placée au centre d'une lampe ovoïde qui contient de la vapeur de mercure à basse pression. Selon le même principe que pour les tubes fluorescents, ce champ induit un courant électrique dans l'enceinte contenant le mercure, des rayons ultraviolets sont produits et transformés en lumière par le revêtement fluorescent présent sur la paroi de l'ampoule.
Le durée de vie de cette lampe à induction interne est de 70000 heures. Elle était onéreuse et réservée aux endroits à éclairer particulièrement difficiles d'accès pour les services de maintenance. La lumière produite était blanche.
Selon nos recherches, il est possible que ces lampes aient été interdites en 2017.
Ces lampes sont plutôt rares, au vu de leur coût. Le MuSé possède néanmoins un lampadaire fonctionnel équipé avec ce matériel, retrouvé à Fosses-La-Ville.
Lampadaire Albany Urbis
Schréder
7-Les halogénures métalliques:
Autre technologie de lampe à décharge qui apparaît vers 1994, pour sa version utilisée en éclairage public. La lumière est blanche, du blanc "froid" au blanc "chaud". La durée de vie est d'environ 15000 heures.
Comme lampe à décharge, elle a besoin de gaz d'amorçage. Il est décrit que le rendement lumineux est moins bon que pour une lampe à vapeur de sodium "haute pression". Elle ne sait pas fonctionner si elle est directement raccordée à l'alimentation électrique, elle a donc besoin d'un auxiliaire d'allumage. Outre l'éclairage des routes, cette technologie est aussi utilisée pour la mise en valeur de sites et monuments.
Cette lampe est souvent aussi appelée "à iodures métalliques". Elle n'est pas encore interdite en Europe, son utilisation est prolongée jusqu'en 2027.
Comme pour les sources lumineuses précédentes, le MuSé possède différents luminaires équipés de ce type de lampe.
Luminaire Bega 8141
Lampe Philips de 70watts
8-La LED:
La diode électroluminescente apparaît en 2010 de manière très importante. S'il en existait déjà au milieu des années 80, la performance n'était pas encore exceptionnelle et seules les couleurs rouge, verte et jaune existaient. Les progrès fulgurants du début des années 2000 ont abouti à l'apparition de la LED blanche intense. Le principe de la LED est une production de lumière par un matériau semi-conducteur quand il est traversé par un courant électrique. Un semi-conducteur est un matériau particulier qui répond à des principes physiques le mettant dans des conditions d'émission de lumière au passage d'un courant électrique.
La LED est donc devenue le moyen principal utilisé dans les éclairages publics... Imposée aussi en remplacement de toutes les autres techniques décrites ci-dessus. Elle présente beaucoup d'avantages non négligeables:
-Elle consomme peu d'électricité.
-Elle est plus directionnelle, et donc diminue fortement la pollution lumineuse.
-Elle respecte la faune et la flore le long des voiries éclairées.
-Elle demande moins d'appareillages pour fonctionner.
-Elle chauffe peu.
-Elle a une durée de vie estimée à 100000 heures.
Il est aussi possible d'en faire varier l'intensité en fonction des heures d'éclairement et de l'intensité du trafic.
Le MuSé possède quelques luminaires LED, purement fonctionnels pour certains, ornementaux pour d'autres.
Lampadaire Albany Led Schréder
Lampadaire Luma 2 Philips
Les mâts d'éclairage: en béton ou en métal?
En parallèle de la technologie toujours plus performante, les éclairagistes se sont penchés sur la question des candélabres devant supporter les sources lumineuses... Nous sommes en 1950 au congrès de la route à Jambes (Namur), où le candélabre en béton armé est présenté, sous différentes finitions. Le béton était le matériau de choix car peu onéreux, résistant aux conditions du bord de mer et aux attaques corrosives des sites industriels. Le métal galvanisé, à cette époque, était inaccessible et exigeait des entretiens de peinture trop réguliers. Les techniques de travail du béton ont permis de construire de hauts candélabres et des mâts avec un avancement de la source lumineuse satisfaisant.
Le réseau autoroutier et les routes principales ont été équipées de ces candélabres en béton dans les années 70. Bien qu'aucune publicité n'ait été faire à ce sujet, il semble qu'entre 1973 et 1979, les poteaux en béton aient présenté des faiblesses majeures entraînant le remplacement par des candélabres en métal, et dans certains cas des chutes à l'origine d'accidents.
Les sections autoroutières de la E25 (anciennement E9) ouvertes entre Chênée et Tilff-Cortil en 1977 étaient équipées de candélabres en béton surmontés d'armatures Schréder Rx en H. Lors du tremblement de terre qui a touché Liège le 8 novembre 1983, beaucoup de ces mâts en béton ont été déséquilibrés. Il fût alors décidé d'un abattage en urgence, avant le remplacement par des mâts métalliques.
Les premiers candélabres en béton apparaissent en 1947, mais ils ne séduisent pas beaucoup de monde. Ils sont fabriqués en béton armé. Plus tard, c'est le béton précontraint qui fait son apparition et il permet de fabriquer des mâts plus longs (jusque 10 mètres hors sol).
Le MuSé se donne comme mission de sauver les lampadaires qui, entre autres, ont précédé l'aire de la Led en Belgique. Sa collection est en extension permanente... Une visite s'impose donc pour la découvrir plus en détails!
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