Phare laser : la révolution au laboratoire de l’éclairage

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Phare au xénon, à LED et désormais aussi laser : l’évolution de la technique d’éclairage est impressionnante et BMW mène la danse. Titulaire d’un doctorat en physique, le technicien Abdelmalek Hanafi nous présente les atouts du nouveau phare laser.

Le 15 mai 2020

On retrouve Abdelmalek Hanafi dans l’obscurité. Plutôt bien cachée dans les sous-sols du centre de recherche et d’information de Munich, la pièce où il travaille est étroite et longue. C’est là qu’est installé le laboratoire de lumière du BMW Group. Dans le cadre du programme Dynamic Laser Light de l’entreprise, l’ingénieur planche ici sur ses travaux de recherche, entre câbles, diodes lumineuses et matériel technique varié. Dans son élément, il explique son univers de travail : « La lumière est un moyen d’étudier l’infiniment grand et l’infiniment petit de l’univers ».

La passion de la lumière

Ingénieur titulaire d’un doctorat en physique, Abdelmalek Hanafi travaille comme ingénieur pour le programme Dynamic Laser Light du BMW Group.

La passion de Hanafi pour son travail apparaît clairement dès qu’il se met à en parler : « Les photons circulent à une vitesse incomparable de 300 000 kilomètres par seconde. Cette rapidité et les propriétés de la lumière permettraient d’étudier l’infiniment grand et l’infiniment petit de l’univers ». Ces dimensions difficiles à comprendre pour les non-initiés sont le quotidien de l’ingénieur. « La lumière fait partie de nos vies », rappelle-t-il. « Sans elle, nous ne pourrions rien voir ».

Hanafi doit sa passion pour la lumière à son travail chez BMW. Pendant ses études de physique en France, il était déjà clair qu’il travaillerait dans un domaine bien précis : la science et la recherche en matière de technologie laser. Sans fausse modestie, il raconte : « J’étais particulièrement bon dans les domaines liés à la photonique, à la mécanique quantique et au rayonnement électromagnétique ». Il a notamment développé un laser pour la télécommunication en Amérique du Nord avant de rejoindre BMW il y a une dizaine d’années.

Avec une petite équipe, qui ne cesse toutefois de s’agrandir, Abdelmalek Hanafi s’est consacré aux côtés d’Helmut Erdl (Senior Optical System Developer), titulaire lui aussi d’un doctorat, au développement d’une source de lumière blanche très claire, reposant sur la technologie du laser. L’objectif de ces recherches est d’assurer une bonne visibilité et donc d’améliorer encore la sécurité des automobilistes. La mission a été accomplie avec bravoure et constitue une révolution : le phare laser vient seconder le phare longue portée LED et éclaire jusqu’à 600 mètres, une distance nettement plus importante qu’avec les LED normales.

Ensemble, ils ont développé le phare laser de BMW : Helmut Erdl (à gauche) et Abdelmalek Hanafi.

Le phare laser, une bénédiction pour les designers

À l’automne 2014, le BMW i8 est devenue le premier véhicule de série à être équipé du phare voiture innovant. Depuis, cette technologie est utilisée dans un grand nombre de modèles du programme BMW, notamment aussi dans la BMW X7. Hanafi est fier de ses feux laser BMW, l’une des caractéristiques du SAV de luxe de BMW. Outre la grande visibilité, le phare laser fait aussi le bonheur des designers et des techniciens. « Le phare laser nécessite nettement moins de place qu’un phare voiture normal. Un phare au xénon est très encombrant, par exemple », précise Hanafi, « tout comme les modèles halogènes d’ailleurs ».

Œuvre d’art lumineuse : le phare laser de la BMW X7 séduit par son design original.
Les phares laser consomment 30 pour cent d’énergie en moins que les phares à LED à performance photométrique et à dimensions des phares équivalentes.
Abdelmalek Hanafi

Manager Dynamic Laser-Light Program BMW Group

Essais en chambre noire : Hanafi travaille sur les dernières techniques d’éclairage au centre de recherche et d’information de Munich.

Hanafi explique simplement le fonctionnement d’un phare laser : « Des diodes laser à semi-conducteur dans la plage de lumière bleue, celle dotée de la plus grande énergie, sont associés à un réflecteur jaune au phosphore, qui les transforme en lumière blanche ». Les feux laser BMW génèrent une grande quantité d’énergie dans un espace restreint. Cette technologie en consomme pourtant 30 pour cent de moins qu’un phare longue portée LED, ce qui les rend très efficaces, la performance photométrique étant la même. Dans le trafic routier, ils améliorent la sécurité. En prime, ils sont faciles à utiliser grâce notamment à l’allumage automatique des feux. En présence de trafic en sens inverse, l’assistant d’éclairage régule l’intensité lumineuse des feux de croisement en fonction de la situation. De cette manière, les autres usagers de la route sont moins éblouis qu’avec des phares courants.

De construction compacte, le phare laser complète à merveille un phare longue portée LED. Et cela simplifie la collaboration, déjà étroite, entre les concepteurs d’automobiles et les ingénieurs. Car les premiers imaginent les formes esthétiques de l’ensemble du véhicule, et donc aussi celles d’un phare BMW. « Nous autres ingénieurs, nous respectons les souhaits des designers », précise Hanafi, « et nous faisons tout notre possible pour les exaucer ».

L’ingénieur démontre la réussite de cette collaboration dans la réalité lors d’une course d’essai au volant de la BMW X7. Le SAV de luxe quitte Munich pour des routes peu fréquentées. En l’absence de trafic en sens contraire, le phare LED porte loin dans l’obscurité. Abdelmalek Hanafi accélère à 80 km/h et voilà que comme par magie, la nuit s’illumine. Les feux laser BMW rayonnent avec une intensité incroyable, éclairant la route sur une distance de 600 mètres. Le visage de l’ingénieur, fier mais modeste, rayonne tout autant.

De nouveaux défis à l’horizon

Abdelmalek Hanafi est l’un des pères du phare laser.

Le succès pousse à poursuivre l’innovation et la recherche pour améliorer encore le phare BMW. Car Abdelmalek Hanafi a encore de grands projets avec son programme de phare laser. Ce dernier n’est en effet que la preuve du concept, destinée à démontrer que l’éclairage laser combiné au phare LED fonctionne en principe de manière satisfaisante. « Mais nous nous sommes fixés de nombreux objectifs. Nous aimerions notamment encore améliorer l’aspect de la sécurité », indique notre spécialiste. Une tâche qui s’annonce difficile, particulièrement dans le domaine de la conduite autonome (➜ lisez également : Sur le chemin de la conduite autonome) avec ses innombrables systèmes d’assistance (➜ lisez également : Les principaux systèmes d’assistance à la conduite en résumé). « Les voitures autonomes sont pratiquement des robots. Elles dépendent de la communication avec leur environnement, ce qui ouvre la porte à de nombreuses applications mais présente aussi de nombreux défis », complète l’ingénieur.

Nous ne sommes qu’au début du développement de la technologie laser.
Abdelmalek Hanafi

Manager Dynamic Laser-Light Program BMW Group

Le progrès en matière de technique lumineuse offre encore bien d’autres possibilités. Parmi celles-ci, des applications permettant l’envoi et la réception d’informations, par exemple de logos ou de petits symboles particulièrement appréciés en Chine. Mais Abdelmalek Hanafi et son équipe travaillent encore sur ce genre de solutions « Nous n’en sommes qu’au début de nos travaux de recherche et développement », explique-t-il. Le fait est cependant que le laser ouvre la voie à des concepts qui n’auraient pas été réalisables par le passé. Pour BMW, cela signifie surtout une chose : beaucoup d’innovations passionnantes devraient voir le jour ces prochaines années. Et pour l’ingénieur Hanafi, cette perspective est la promesse de nombreuses années consacrées à sa passion, l’univers de la lumière.

L’un des nombreux modèles du programme BMW pour lesquels le phare laser est disponible : le BMW X7.

Photos : Regina Recht ; Auteure : Esther Acason, Nils Arnold