Pastille réfléchissante destinée à<B>être</B> encastrée dans <B>le sol</B> La signalisation routière oblige à prévoir des éléments réfléchissants, aptes à renvoyer au conducteur d'un véhicule la lumière émise par ses phares, de manière à apparaître dans la nuit comme un objet lumineux. Ce problème est facile à résoudre lorsqu'il s'agit par exem ple de panneaux présentant des surfaces ver ticales, auxquelles il suffit alors de conférer les propriétés d'un miroir.
Il en va autrement par exemple de la signalisation des passages à piétons ou d'autres lignes de démarcation, qui se trouvent à même le sol et ne peuvent prati quement émerger de ce dernier d'une quantité propre à pouvoir leur faire jouer le rôle d'un miroir.
La pastille réfléchissante destinée à être encastrée dans le sol, selon la présente inven tion, résoud ce problème en assurant une ré flexion de la lumière des phares d'un véhicule, propre à être perçue par le conducteur de ce dernier, sans pour cela dépasser le niveau du sol d'une hauteur gênant la circulation, c'est- à-dire supérieure à ce qui a été admis jusqu'ici pour les clous des passages dits cloutés .
Dans ce but, la pastille réfléchissante selon l'invention est constituée d'un bloc de verre présentant la forme générale d'une lentille plan- convexe, dont la partie convexe est seule des tinée à dépasser le niveau d'encastrement, et dont le fond, opposé à la partie convexe pré- sente des surfaces réfléchissantes agencées de telle manière qu'au moins une partie d'un fais ceau de rayons lumineux atteignant la partie convexe en formant avec le plan d'encastre ment un angle d'au plus 7 , soit réfléchi par le fond de la pastille, après réfraction, parallèle ment à lui-même,
de façon que chacun des rayons réfractés ainsi réfléchi atteigne la partie convexe en un point de sortie placé en direc tion de la source lumineuse plus près de la pé riphérie de la pastille que le point d'entrée du même rayon.
On verra plus loin que la condition ci- dessus suffit à assurer la solution du problème posé, étant entendu que par un profil de len tille plan-convexe, il faut entendre aussi bien une telle lentille dont la partie convexe est sphérique que cylindrique.
Le dessin annexé explique la règle émise plus haut et montre huit formes d'exécution d'une pastille selon l'invention, données à titre d'exemple.
La fig. 1 est une coupe destinée à expli quer le mode d'action d'une pastille réfléchis sante selon l'invention.
La fig. 2 est une coupe diamétrale d'une première forme d'exécution.
La fig. 3 en montre une vue partielle en plan. La fig. 4 est une vue partielle en plan sem blable de la seconde forme d'exécution.
La fig. 5 montre un détail d'un élément ré fléchissant se rapportant à la troisième forme d'exécution.
La fig. 6 est une coupe diamétrale de cette troisième forme d'exécution.
La fi-. 7 montre des éléments réfléchissants de la quatrième forme d'exécution.
La fig. 8 est une vue en plan de la cin quième forme d'exécution.
La fig. 9 en est une coupe diamétrale.
La fig. 10 en montre quelques éléments ré fléchissants à plus grande échelle.
La fig. 11 est une vue en plan de la sixième forme d'exécution.
La 12 en est une coupe diamétrale.
La fig. 13 est une vue en plan à plus grande échelle d'une partie des éléments réfléchissants de cette sixième forme d'exécution.
La 14 est une coupe correspondante. La fig. 15 est une coupe diamétrale de la septième forme d'exécution se rapportant à son mode d'encastrement.
La 16 est une vue en plan correspon dante.
La fig. 17 est une coupe transversale de la huitième forme d'exécution.
La 18 est une vue en plan correspon dante.
La marche d'un rayon incident et la ma nière dont il est réfléchi ressort de l'examen de la fig. 1.
Soit en 1 un bloc de verre délimité à la partie supérieure par une calotte 2 et à la par tie inférieure par une portion ne dépassant pas un plan opposé à cette calotte mais présentant des rainures 3 en dents de loup, formant un escalier ou une suite de dièdres rectangles aux faces polies ou argentées de façon à constituer autant de miroirs. La calotte 2 est censée émerger du sol, tan dis que le surplus de la masse de verre s'y trou verait noyée.
De la gauche, par rapport au dessin, un phare d'automobile envoie contre la calotte 2 un rayon de lumière incident 4. L'angle que ce rayon forme avec le sol, c'est-à-dire avec le plan d'encastrement de la pièce de verre, est extrêmement petit. Il est ici de 30, ce qui cor respond à la direction d'un faisceau lumineux émanant d'un véhicule automobile se trouvant à 13,4 m de distance, le phare étant distant du sol de 0,70 m.
Ce rayon fait ici un angle de 71 Il avec la perpendiculaire à la surface de la calotte au point où le rayon la rencontre. Soit, par exem ple, un verre dont l'indice de réfraction est égal à 1,5. Il est facile de calculer que le rayon réfracté correspondant 5 fera un angle de 39 avec cette même perpendiculaire. Comme il est placé il vient rencontrer une première surface réfléchissante 6 des miroirs en dents de loup, constituant par rapport à la direction d'arrivée du rayon la surface postérieure du dièdre ré fléchissant 6-7.
Suivant les lois de la réflexion le rayon est renvoyé sur ledit miroir 7 et le quitte en 8 dans une direction parallèle à la direction de réfrac tion 5. Ce parallélisme provient du fait que les miroirs forment entre eux un angle droit. Sor tant de la calotte, ce rayon suivra enfin la direction 9, le renvoyant vers le véhicule d'où il est venu.
Il est à constater que le point 10 où le rayon réfracté et réfléchi sort de la calotte se trouve en direction de la source plus près de sa périphérie<B>11</B> que le point 12 par lequel il est entré. Or, étant donné la courbure de la calotte un plan tangent au point 10 sera plus incliné sur l'horizontale qu'une plan tangent au point 12, en sorte que l'angle de 39o devient un an gle de 37,, et que le rayon quitte la calotte sous un angle de 66 par rapport à la perpendicu laire à la calotte au point 10, contre<B>710</B> au point 12. Le rayon sortant s'est donc relevé de 51) par rapport au rayon incident.
Mais cette valeur n'est pas absolue étant donné que les deux perpendiculaires par rap- port auxquelles elle est mesurée ne sont pas parallèles entre elles. Celle par le point 12 ac cuse en effet un angle de 16o sur la verticale, et celle par le point 10 un angle de 180. La dif férence de 2o doit donc être soustraite des 50 que l'on vient de calculer, ce qui veut dire qu'en réalité le rayon sortant 9 s'est relevé de 3 par rapport au rayon incident 4, formant ainsi un angle de 6 avec le sol.
Le phare du véhicule ayant donc transmis à la pastille un rayon lumineux rasant le sol en formant avec celui-ci un angle de 3 seule ment, la pastille le renvoie au véhicule sous un angle supérieur, soit 6 , que la pratique mon tre précisément être l'angle désiré pour que ce rayon vienne frapper les yeux du conduc teur, situés plus haut que les phares, soit ici <B>1,50</B> m au-dessus du sol.
Les hauteurs indiquées constituent une va leur moyenne, tenant compte de tous les types de véhicules. Mais il est évident que pour toute une série de rayons lumineux venant frapper la pastille réfléchissante avec un angle de 3 et dirigés sur le même réflecteur, il en est qui retournent en direction du conducteur avec des angles plus petits ou plus grands que 6 . Cela dépend de la zone de la calotte sphérique frap pée par les rayons.
Si des rayons lumineux viennent frapper la pastille réfléchissante sous un angle au sol de 7 , correspondant à une distance de 5,70 m, le système fonctionne comme précédemment, mais avec des angles quelque peu différents. Les rayons lumineux retourneront aux yeux du conducteur sous un angle de 140 avec le sol.
Si la pastille réfléchissante se trouve main tenant à 200 m du phare, les rayons lumineux la frapperont sous un angle au sol de 0 12'. Ils sont presque rasants, mais le système fonc tionne également, si les phares présentent la puissance nécessaire. Les pertes par réflexion sont en effet plus grandes dans ce cas et le rendement lumineux moins bon. Quant aux rayons destinés à revenir au conducteur, ils le feront sous un angle de 0o 24', environ avec le sol.
La lentille fonctionne donc pour n'importe quel angle compris entre 011 et 7 environ, la valeur 3,1 ayant été choisie comme moyenne pour déterminer la position et l'inclinaison à donner aux surfaces réfléchissantes.
Ces surfaces, soit celles des miroirs en dents de loup 6-7 ne sont, en effet ni verticales ni horizontales mais présentent une certaine incli naison qu'il faut pratiquement déterminer en rapport avec la courbure de la calotte et les angles moyens sous lesquels on désire que les rayons soient reçus et renvoyés.
Toujours est- il que la disposition, dont la théorie vient d'a voir été décrite, permet de renvoyer peu au- dessus de leur source les rayons lumineux ra sant le sol, et cela sans qu'il soit nécessaire de leur opposer un miroir dépassant le niveau du sol d'une manière dangereuse gênant pratique ment la circulation.
Dans la première forme d'exécution selon la coupe diamétrale de la fig. 2 et la demi-vue en plan de la fig. 3, la pastille 13 représentée comporte des miroirs en dents de loup 14, comme ceux dont il vient d'avoir été question, et s'étendant sur son fond selon une direction parallèle à un diamètre prédéterminé.
Au centre est toutefois réservée une zone dont les éléments réfléchissants ont la forme de petits godets dont l'usage sera expliqué plus loin.
Qu'il soit tout d'abord remarqué que si les miroirs en dents de loup constitués par des dièdres rectangles sont rectilignes, on n'obtient une bonne réflexion des rayons lumineux que pour des véhicules s'avançant perpendiculaire ment à la direction transversale des faces réflé chissantes.
Il est donc indiqué de donner aux- dites surfaces réfléchissantes des directions va riables, les rendant aptes à renvoyer la lumière des phares d'un véhicule directement à son con ducteur, même si ce véhicule approche de la pastille dans une direction différant de celle de l'axe de la chaussée, transversalement à la quelle on posera les miroirs 14.
Pour cette raison, et comme le montre la vue partielle en plan de la fig. 3, les extrémités 14' de ces miroirs sont légèrement incurvées.
A la fig. 2, on voit comment un rayon in cident 16, pénétrant dans la pastille 13 au voi sinage du sommet de sa partie bombée, atteint encore le dernier groupe de miroirs 14 opposé au côté d'où vient le rayon, et comment ledit rayon est renvoyé en 17 après avoir parcouru le chemin précédemment indiqué, c'est-à-dire s'être rapproché du bord de la pastille proche du véhicule, pour être ensuite renvoyé sous un angle au sol 18 légèrement supérieur à celui que formait le rayon 16.
Au-dessous des rayons 16, 17 apparait, en traits plus forts, un autre rayon incident et son correspondant réfléchi, montrant que le phéno mène décrit se reproduit pratiquement pour des rayons atteignant n'importe quel point de la ca lotte de la pastille.
Ce n'est qu'à l'extrême limite, pour un rayon tel que 19, atteignant cette calotte au voisinage de son bord, qu'il se produit un changement, du fait que ce rayon atteint les miroirs 15 en forme de godets, par lesquels il est renvoyé pratique ment verticalement vers le haut en direction 20.
Le but de cette disposition est d'avertir le piéton qui se trouve sur un passage clouté équipé de telles pastilles, en le rendant attentif, par l'illumination du passage, de l'approche d'un véhicule déjà signalé par ses phares. Ces rayons projetés verticalement illuminent égale ment le passage clouté pour quiconque le regarde, en lui conférant un aspect fluorescent.
La fi-. 4 est une vue en plan semblable à celle de la fig. 3, mais se rapportant à la se conde forme d'exécution. Elle diffère de la première en ce sens que la pastille ne comporte pas les miroirs en forme de godets précédem ment décrits, mais exclusivement des miroirs constitués par des dièdres rectangles disposés en dents de loup et s'étendant en ligne droite parallèlement à un diamètre donné en 21 pour s'incurver vers leurs extrémités respectives en 21'. Ceci dans le but décrit précédemment de renvoyer au conducteur d'un véhicule la lu mière des phares de ce dernier, même si ledit véhicule n'approche pas de la pastille en di rection de l'axe x-y.
Dans la troisième forme d'exécution selon les fig. 5 et 6, il est fait usage exactement du même principe que précédemment, mais sans que les miroirs soient constitués par des diè dres rectangles. L'essentiel est en effet que la pastille de verre comporte des éléments réfléchissants dont les surfaces actives forment entre elles un angle de 901, et permettent à un rayon atteignant l'une d'elles d'être réfléchi par l'autre parallèlement à lui-même en même temps que décalé en direc tion de la source lumineuse.
La fig. 5 montre comment on peut obtenir ce résultat en creusant le fond 22 de la pastille de godets 23 dirigés vers le haut, de telle sorte que, le tout étant argenté, on obtienne, pour le fond, une surface réfléchissante plane, et pour ces godets, des bossages réfléchissants, émer geant dans la pastille un peu comme des dés à coudre vers l'intérieur de cette dernière. La fig. 6 montre en effet, en coupe transversale, com ment on placera côte à côte et en quinconce un certain nombre de ces bossages réfléchissants répartis sur le fond de la pastille.
La fi-. 5 montre toutefois une condition qui est à remplir, à savoir que les bossages ré fléchissants 23 (qui sont en réalité des creux dans le verre) doivent s'élever dans une direc tion telle que leur paroi latérale forme au moins en un endroit un angle droit avec le fond 22 de la pastille. Ceci pour obtenir qu'un rayon incident tel que 24 soit deux fois réfléchi et ren voyé en 25, parallèlement à lui-même, et décalé en direction de la source lumineuse, comme cela se produit encore pour d'autres rayons re présentés dans la même figure.
L'expérience a montré, comme pour les mi roirs en dents de loup inclinés, qu'il est néces saire d'incliner le fond 22 selon un angle de 5 , comme le montrent les fig. 5 et 6. La fig. 6 montre que l'inclinaison en question doit être prévue selon deux plans formant un dièdre, dont l'arête 26 s'étendrait perpendiculairement au dessin selon un diamètre de la pastille. Ceci afin que cette dernière rende ses services aussi bien pour des rayons venant de la gauche que de la droite par rapport au dessin, tout comme les formes d'exécution selon les fig. 2 à 4 pré sentaient des dispositions symétriques analo gues.
Dans la quatrième forme d'exécution selon la fig. 7, il est également fait usage d'éléments réfléchissants formant des bossages s'élevant du fond vers l'intérieur de la pastille, mais au lieu que ces bossages 27 soient disposés sur un fond incliné par rapport à l'horizontale en position de service, le fond de la pastille est générale ment horizontale selon la direction 28 mais présente des plans inclinés 29 entre les bos sages, agencés de telle façon que la condition d'avoir au moins en un endroit des miroirs situés au droit l'un de l'autre soit réalisée, la partie réfléchissante 29 constituant le fond n'étant au surplus pas horizontale mais inclinée.
La cinquième forme d'exécution selon les fig. 8 à 10, est basée à nouveau sur l'emploi de surfaces réfléchissantes constituées par des diè dres rectangles disposés en forme d'escalier à faces inclinées dans le fond de la pastille 30, que la fig. 8 montre en plan et la fig. 9 en coupe transversale.
On avait vu, à l'occasion de la description des formes d'exécution selon les fig. 2 à 4, qu'il était utile de ne pas maintenir les surfaces ré fléchissantes strictement parallèlement entre elles, du moins sur toute leur longueur, afin d'obtenir une bonne réflexion, du point de vue du conducteur d'un véhicule, même si ce der nier ne devait pas rouler dans une direction strictement perpendiculaire à l'orientation transversale des miroirs.
Dans la présente cinquième forme d'exécu tion, les miroirs considérés s'étendent bien dans une direction généralement parallèle à un dia mètre a-b, mais il ne sont plus rectilignes mais en zigzag. On le voit clairement en 31 aux fig. 8 et 9 et dans la coupe à plus grande échelle de la partie centrale du fond de la pastille de la fig. 10.
Ce que l'on vient de décrire présente l'avan tage de réfléchir les rayons incidents venant de la gauche ou de la droite en fig. 8 en les dis persant latéralement, de telle sorte que, non seulement certains rayons reviennent directe ment au conducteur du véhicule, mais il se pro duit un éclairage donnant à la pastille une grande luminosité. Elle s'illumine au milieu de la chaussée à l'approche de tout véhicule ayant ses phares éclairés.
Il est évident que la forme et la disposition des surfaces réfléchissantes prévues dans le fond de la pastille peuvent présenter des caractères très différents et qu'il est possible de faire ap pel à des formes géométriques très compli quées, dans le but d'obtenir une illumination aussi parfaite que possible de la pastille sou mise à l'action de rayons incidents rasant le sol.
A titre d'exemple d'une telle forme com pliquée, le dessin montre une sixième forme d'exécution, représentée en plan à la fig. 11 et en coupe transversale correspondante à la fig. 12.
La façon dont le fond de cette pastille est modelé est représentée en détail, vu par-des sous à la fig. 13 et en coupe transversale cor respondante selon A-B à la fig. 14.
Cette dernière figure laisse apparaître la présence de tout un jeu de surfaces réfléchissan tes formant entre elles des angles de 900 aptes à satisfaire à la règle qui a été énoncée au dé but de la présente description. Les surfaces ré fléchissantes formant ces angles sont au surplus disposées de telle façon qu'il y ait alternative ment des jeux de miroirs tels que 32 destinés à entrer en action pour des rayons venant de la droite sur le dessin et des jeux 33 destinés à entrer en action au contraire pour des rayons venant de la gauche par rapport à la position dessinée.
Les fig. 15 et 16 montrent une septième forme d'exécution se rapportant au mode d'en castrement d'une pastille réfléchissante dans le sol ou de préférence dans des blocs de ciment ou de béton, par exemple sous forme de pièces préfabriquées.
Ici la pastille 34, dont le fond a été repré senté lisse pour simplifier le dessin, mais qui peut présenter l'une quelconque des caractéris tiques précédemment décrites, est placée dans une douille de fonte 35 dont elle remplit avec jeu un logement approprié, de telle façon que seule sa partie bombée supérieure ou calotte émerge de l'ensemble.
La pastille repose dans cette douille par l'intermédiaire d'une bague élastique 36, qui en détermine la position, aussi bien latérale ment qu'en profondeur. L'espace annulaire 37 subsistant au-dessus de cette bague entre la face cylindrique latérale de la pastille et la face intérieure légèrement conique de la douille 35, sera rempli d'une matière propre à résister à l'introduction d'eau, par exemple un bitume ou une matière analogue.
Latéralement, la douille 35 présente des ailes horizontales 38 et des nervures radiales verticales 39 destinées à en assurer la position dans le sol 40 ou plus particulièrement dans du béton.
Les fig. 17 et 18 montrent, à titre de hui tième forme d'exécution, une disposition ana logue mais se rapportant à une pastille 41, dont la face supérieure n'est pas sphérique mais cy lindrique, et montrent une douille correspon dante 42 qui épouse au surplus la forme ovale de la pastille, contrairement à l'exemple pré cédent où elle était ronde.
Cette douille présente également des nervu res radiales verticales 43 et repose sur des ailes 44, mais celles-ci ne sont pas planes dans le cas présent, mais s'associent à la forme bom bée de la pastille, de manière à faciliter l'as cension des roues des véhicules sur la pastille, aux endroits où celle-ci ne présente pas l'incli naison qui convient.
Il est bien évident que les pastilles réflé chissantes décrites se prêtent à tous les problè mes de signalisation routière et qu'en plus des passages pour piétons, il est possible de les dis poser de manière à former sur le sol des lignes, des flèches, des dessins quelconques, d'y ins crire le mot stop . Mais, l'expérience a mon tré que l'on peut aussi les disposer latérale ment, contre des murs et des bordures de trot toirs, toutefois toujours de façon à ce qu'elles soient soumises à une lumière rasante, qui a pour effet de les rendre brillantes.
On peut également les utiliser à délimiter des places de parcage.
Les pastilles, encastrées dans leur bague ou douille de fonte peuvent, comme il a déjà été dit, être disposées dans des blocs de béton, constitués en pièces droites ou courbes ou de forme quelconque préfabriquées, comportant un certain nombre de pastilles ou les douilles prê tes à les recevoir.
Il est naturellement aussi possible de com pléter ces objets par la combinaison de cou- leurs, par exemple de prévoir des bétons blancs ou jaunes et pour les pastilles, des verres colo rés ou non, à volonté.
Au lieu d'utiliser des pièces de béton avec des pastilles incluses préfabriquées, il est aussi possible de mouler dans la chaussée des pièces de béton présentant des alvéoles propres à re cevoir des pastilles et leurs douilles de fonte, ou encore avec les douilles déjà incorporées.
Le verre sera naturellement d'une qualité apte à pouvoir supporter les efforts résultant du passage des véhicules. Ce sera du verre trempé ou recuit par exemple et les surfaces réfléchissantes ou miroirs seront obtenus par métallisation des parties considérées, par exem ple à l'argent.