Effet de l'angle de projection des lumières extérieures pour l'éclairage des terrains de basket

Répertoire :
1. Mesure de l'éclairement sur le terrain de basket extérieur
2. Conception et simulation d'éclairage

   2.1 Simulation d'éclairage du site

   2.2 Simulation d'éclairage

L'éclairage des enceintes sportives doit non seulement répondre aux besoins d'éclairage spatial, mais aussi prendre en compte les sensations subjectives des spectateurs, comme le confort. Pour les enceintes accueillant des événements sportifs retransmis à la télévision, il est essentiel de répondre aux besoins des athlètes, des spectateurs et des caméras . Par conséquent, une conception optique professionnelle, adaptée à diverses spécifications, est nécessaire pour ces enceintes sportives.

Actuellement, la plupart des terrains de basket-ball utilisent généralement des lampes halogènes ou aux halogénures métalliques de forte puissance, avec des configurations d'installation incluant des installations à quatre tours, des agencements doubles, des agencements en bandes lumineuses et des agencements mixtes. Cependant, nombre de ces configurations privilégient le respect des normes d'éclairage et l'uniformité, négligeant souvent l'expérience subjective des individus. Dans le sport, notamment le basket-ball, lorsque les athlètes tirent ou effectuent des actions nécessitant de lever les yeux, ils peuvent être directement face à la source lumineuse. Les lumières à forte intensité peuvent provoquer un éblouissement, ce qui peut affecter considérablement les athlètes, altérer leurs performances et potentiellement nuire à leur santé.

Pour résoudre ces problèmes, nous avons optimisé l'éclairage d'un terrain de basket extérieur en utilisant les lampes et luminaires existants . L'asymétrie des lampes influence considérablement les résultats d'éclairage, ce qui nécessite des exigences d'installation différentes de celles des lampes traditionnelles.

1. Mesure de l'éclairement sur le terrain de basket extérieur

Nous avons effectué des mesures in situ de l'éclairement lumineux des nouveaux éclairages installés sur un terrain d'entraînement de basket-ball extérieur. Ce terrain est de dimensions standard. Des points de test ont été choisis à des distances de 2 mètres entre les côtés longs et de 1,5 mètre entre les côtés courts, avec une hauteur de mesure de 2 mètres. L'éclairement a été enregistré à chaque point sans interférence de lumière parasite. Les résultats sont présentés dans le tableau 1.

Tableau 1 Résultats des tests d'éclairement horizontal du terrain de basket extérieur lx

L'analyse des données révèle que l'éclairement horizontal moyen du terrain est de 240 lx, avec une uniformité d'éclairement de 0,49. Bien qu'aucun test d'éblouissement n'ait été effectué, un éblouissement important a néanmoins été constaté au point de mesure. Si l'éclairement moyen de 240 lx est suffisant pour ce terrain de basket extérieur, utilisé comme centre d'entraînement général, l'uniformité de 0,49 est inférieure aux normes requises. De plus, un angle de projection incorrect des lumières dirige souvent la surface émettrice vers les yeux, ce qui provoque une gêne. 

L'éclairement sous le mât central du lampadaire varie considérablement, ce qui affecte l'uniformité. Si l'on compare les normes nationales d'uniformité de l'éclairage des terrains de basket extérieurs et les données présentées dans le tableau 1, il apparaît clairement que, si l'éclairement horizontal moyen répond aux critères requis pour les terrains de basket amateurs, son uniformité est insuffisante. Il existe une disparité considérable de luminosité sur le site, avec un éclairement élevé directement sous le lampadaire et des niveaux plus faibles sur les bords, ce qui crée des zones claires et sombres perceptibles. 

Cette variation peut entraîner des variations brusques d'intensité lumineuse pendant le jeu, augmentant l'éblouissement et causant de l'inconfort aux athlètes. Les pupilles peuvent se contracter et se dilater rapidement, entraînant une fatigue visuelle, tandis que l'éblouissement peut provoquer des étourdissements. De plus, la forte réflectivité de la surface extérieure du terrain de basket, combinée à un éclairage excessif, peut créer de forts reflets. Ces facteurs peuvent nuire aux performances des athlètes, notamment lors d'actions comme le tir et le saut, où une lumière intense peut impacter directement leur vision. En conclusion, pour résoudre les problèmes liés à l'éclairage des terrains de basket, ajuster l'angle d'installation pourrait améliorer l'uniformité et minimiser l'éblouissement.

2. Conception et simulation d'éclairage

2.1 Simulation d'éclairage du site

Le site est équipé d' un projecteur LED affichant une efficacité lumineuse supérieure à 100 lm/W et un indice de rendu des couleurs supérieur à 80. La lampe LED a une puissance de 120 W et une distribution lumineuse asymétrique, comme illustré à la figure 2. Cette distribution asymétrique répond parfaitement aux critères de conception de l'éclairage . Afin d'optimiser l'utilisation des ressources, les lampes et les structures porteuses existantes resteront inchangées ; seuls l'angle d'installation et d'autres détails spécifiques des lampes seront ajustés.

Fig 2 Distribution de la lumière

Le logiciel de conception d'éclairage DIAlux est utilisé pour simuler les conditions d'éclairage du terrain de basket extérieur en ajustant l'angle de projection des lampes. Une maquette de l'espace est créée à partir des données collectées sur le site. Le site est équipé d'un éclairage de chaque côté, avec trois lampadaires d'un côté, espacés de 12 mètres et mesurant 8 mètres de haut. Le lampadaire central est équipé de trois lampes, tandis que les deux autres en ont deux chacun, soit un total de 14 lampes. 

Les lampadaires de ce terrain de basket extérieur se situent à une hauteur de 8 mètres et sont espacés de 12 mètres, des dimensions fixes. Le seul facteur ajustable est l'angle de projection de la lampe. Dans le logiciel DIAlux, cet angle est défini en manipulant le point d'éclairage de la lampe, généralement le point le plus éloigné de la surface de calcul. Des conceptions spécifiques peuvent toutefois être nécessaires dans certaines situations. La lampe présentée dans cet article émet une lumière asymétrique. 

Pour obtenir des résultats optimaux, le point d'éclairage est ajusté plusieurs fois lors des calculs de simulation, en tenant compte de l'angle de déviation de la lumière. Si le terrain de basket est la zone principale à éclairer, ses bords requièrent également une attention particulière.

2.2 Simulation d'éclairage

Comme l'illustre la figure 2, l'angle d'éclairage asymétrique de la lampe est d'environ 30°. Pour déterminer la direction de projection optimale, plusieurs lignes auxiliaires déviées verticalement de 30° sont tracées sur le court, ainsi qu'une grille centrale servant de référence pour localiser précisément le point d'irradiation. L'emplacement du point d'irradiation est un aspect crucial de la conception de l'éclairage. En s'appuyant sur la disposition symétrique des lampes de part et d'autre du terrain et sur un angle de polarisation de 30°, nous assurons d'abord un éclairage uniforme le long de la ligne médiane symétrique du court, tous les points d'irradiation étant situés sur cette ligne médiane. 

Ensuite, en raison de la symétrie du lieu, la zone est divisée en quatre sections et les points d'irradiation d'un quart sont ajustés afin d'obtenir un éclairage uniforme. Enfin, à partir des points d'irradiation établis pour ce quart, ainsi que de la grille et des lignes auxiliaires, les points d'irradiation de l'ensemble du lieu sont déterminés. Une attention particulière est portée aux zones spécifiques situées aux extrémités du lieu, où les points d'irradiation des lampes sont affinés. Tout au long de ce processus, les caractéristiques asymétriques du flux lumineux des lampes sont soigneusement prises en compte. Après plusieurs ajustements, un ensemble satisfaisant de données de points d'irradiation est obtenu, comme illustré à la figure 4.

La courbe de distribution lumineuse de la lampe est ensuite importée dans le logiciel DIALux, et les paramètres de la lampe sont définis en conséquence. À partir des points d'irradiation de la figure 4, l'éclairage du terrain de basket extérieur est simulé, les résultats étant présentés à la figure 5.

Fig 4 Points lumineux des lampes

Fig 5 L'éclairement du lieu de simulation

Les données d'éclairage présentées à la figure 5 indiquent un niveau d'éclairage moyen de 229 lx, avec un indice d'uniformité de 0,7 et une valeur d'éblouissement uniforme inférieure à 10. Après modification de l'angle de projection de la lampe, l'uniformité est passée de 0,49 à 0,7, et l'éblouissement a également été minimisé. Dans la scène tridimensionnelle, on constate que la lampe n'éclaire pas directement la zone. Par conséquent, après ajustement de l'angle de la lampe, lors des activités de basket-ball sur le terrain, les personnes ne seront généralement pas face à la surface émettrice de lumière, ce qui réduit les effets d'éblouissement.

Nous avons évalué l'éclairage horizontal d'un terrain de basket extérieur, obtenant un éclairement moyen de 240 lx et une uniformité de 0,49, avec un éblouissement notable. Lorsque l'éclairage ne pouvait être modifié qu'en modifiant l'angle de projection de la lampe, nous avons utilisé le logiciel DIALux pour ajuster les points d'éclairage du site afin de déterminer l'angle de projection optimal pour chaque lampe. En appliquant ces angles optimaux, nous avons simulé l'éclairage horizontal et obtenu une uniformité de 0,7 et un éblouissement inférieur à 10. 

Cette stratégie d'optimisation a exploité efficacement les caractéristiques de flux lumineux asymétriques des lampes existantes et a permis d'identifier les angles de projection appropriés en ajustant les points d'éclairage. Dans l'environnement simulé, aucun œil humain n'a été dirigé vers la source lumineuse. Par conséquent, l'ajustement de l'angle de projection a amélioré l'uniformité de l'éclairage et minimisé l'éblouissement, un facteur crucial dans la conception d'éclairage.

3. Produit associé

Éclairage extérieur du terrain de basket A01

4. Blog connexe

Conception d'un système de contrôle d'éclairage pour terrain de basket-ball extérieur

éclairage LED pour terrain de basket extérieur

Conception d'un système d'éclairage pour terrain de basket-ball extérieur

Projecteurs LED pour terrains de basket-ball extérieurs

conception d'éclairage LED pour terrain de basket-ball extérieur