"SMART Lighting" - CEA LETI

Du 12/03/2014 au 04/07/2014

Thème:

Smart SMART Lighting, plus que la lumière…

Imaginer les usages et les formes de la lumière intelligente.

Demandeur:

Partenariat avec le LETI (Laboratoire d'électronique et et des technologies de l'information), Département Optique et Photonique & Département Systèmes et Intégration Système

Porteur projet : Ludovic Poupinet

Contexte

L' Atelier des possibles propose d’explorer les objets et usages émergeant et de les confronter au champ des possibles liés à la recherche scientifique. Par une proximité avec les chercheurs du CEA de Grenoble, l’atelier explore la relation design-recherche scientifique par une démarche croisée : à partir de problématiques et enjeux de société contemporains, nous « cherchons en designer » des réponses centrées sur l’humain et ses comportements puis nous confrontons ces solutions aux champs de recherches technologiques du CEA.

La démarche de l'atelier s’articule autour de projets à court et long terme, pour ensuite converger vers des solutions réalistes d’un point de vue scientifique, pouvant donner lieu à des démonstrateurs. Il s'agit de se forger un « vocabulaire » pour être ensuite capable d’aborder sereinement les projets complexes et d’aborder les notions et opportunités liées aux objets de demain.

Ce semestre nous travaillerons en partenariat avec les départements Optique et Photonique & Systèmes et Intégration Système, avec lesquels nous avions déjà travaillé lors du projet de réalité augmentée IODA. Nous nous intéresserons plus particulièrement à une technologie connue, la LED, mais l'aborderons comme un composant électronique, combinable avec d'autres éléments (capteurs, puissance de calcul...).

Objectifs de l’atelier:

L'atelier se déroule en lien direct avec les chercheurs, et il s'agit dans un premier temps de bien comprendre le fonctionnement, les possibles et les contraintes du smart lighting, d'un point de vue technique ou de l'usage, pour mieux inventer la vie qui va avec. L'idée est d'être force de proposition et de transcender le potentiel des technologies à travers des projets responsables et une démarche sensible et créative. Nous traiterons donc de la lumière, mais en dépassant la seule fonction d'éclairage pour proposer des objets, dispositifs ou systèmes qui

Le projet / Lumière intelligente et lumière communicante

Un précédent historique

En 1880, Graham Bell présentait le photophone, un dispositif capable de transmettre sur plusieurs centaines de mètres le son de sa voix en utilisant la lumière du soleil. Sa voix, amplifiée par un microphone, faisait vibrer un miroir qui réfléchissait la lumière du soleil. Plus loin, un second miroir captait cette lumière et ses variations pour activer un cristal de sélénium et reproduire le son voulu. Graham Bell proposait ici le premier système de communication sans fil, utilisant les vibrations de la lumière pour transmettre une information…

Depuis le début des années 2000, les LED s'imposent comme étant le moyen d’éclairage le plus performant.

Si les premières générations de LED n'éclairent pas autant que les sources classiques, les systèmes plus récents se montrent de plus en plus efficaces d'un point de vue énergétique, mais aussi plus fiables et plus compacts. Cette amélioration continue des performances et la baisse des coûts font de la LED une rupture technologique majeure en tant que source d'éclairage, mais aussi en tant que composant électronique.

L'éclairage est donc passé de l'analogique au numérique, la lumière est aujourd'hui interactive, sensible voire intelligente. Combinée à d'autres composants électroniques (capteurs, microprocesseurs...), la LED permet d'activer, de moduler, d'adapter ou de sculpter la lumière. Les recherches à venir proposent même d’intégrer directement des capteurs et de la puissance de calcul à des LED, rendant cette source intelligente (possibilité de comptage de personnes présentes, localisation, éclairage anticipé, modulation sans interrupteur...).

De plus, parce qu'elle est élément programmable, la LED rend la lumière communicante. En scintillant à haute fréquence, de façon imperceptible pour l’oeil humain, la LED peut émettre des informations vers d'autres dispositifs. Ce système appelé LIFI permet donc une communication sans fil, basse consommation, offrant un débit supérieur au WIFI, et n'utilisant pas les ondes électromagnétiques mais les ondes du spectre optique. Tout objet ou dispositif exposé à cet éclairage peut ainsi recevoir et échanger des données, qu’il s'agisse de contenus multimédia (photos, vidéos, sons...), d'informations captées ou diffusées...

Quels sont les nouveaux comportements que peut adopter la lumière ? Qu'est-ce que la lumière intelligente peut-elle apporter à l'utilisateur, en terme de confort, d'interaction ou de service ? Quelle forme donner à des objets lumineux qui font plus qu'éclairer ? Quelles sont les informations à échanger entre objets ?

Comment utiliser la lumière pour permettre à des systèmes de communiquer ?

Ce sont ces dimensions que le DOPT (Département Optique et Photonique) et le DSIS (Département Systèmes et Intégration Système) du LETI nous proposent d'explorer ce semestre. Nous serons donc amenés à ne plus considérer uniquement la lumière comme un moyen d'éclairage mais également comme un vecteur d'information, capable d'interagir, qu'il s'agisse de communiquer avec d'autres dispositifs ou de s'adapter à son environnement. Depuis les archétypes à réinventer jusqu'aux nouveaux usages de la lumière intelligente, nous interrogerons les possibilités et fonctionnalités qu'offrira la LED dans son évolution technologique. Le champ d'action est ouvert (objet domestique, système dans l'espace public, dispositif pour le secteur tertiaire, muséographie...), et nos partenaires attendent les concepts qui alimenteront leurs futures recherches.

Déroulement du projet :

Episode1 / Immersion et intentions
- Visite de laboratoires et showroom du CEA, visites du synchrotron, rencontre avec les chercheurs/partenaires, prise de contact et présentation des technologies concernées, état des lieux technologique.
- Travail collectif :
– Mise en commun des informations recueillies au sujet du Smart Lighting, création d'une fiche de synthèse illustrée présentant les briques technologiques, leur principe de fonctionnement, leurs contraintes et leurs possibilités.
– Réalisation d'une vidéo liée à l' « imaginaire collectif » du projet, à partir d'extraits de films, clips, documentaires, publicités, installations...
- Travail individuel :
– Cahier d'idées et illustrations des premières intentions de projet
– Formulation des enjeux/contextes du projet et des problématiques afférentes
– Début de recherches sur une piste privilégiée, après échange avec les chercheurs

Episode2 / Développement et scénarisation
- Approfondissement et synthèse des recherches
- Développement de scénarii répondant aux problématiques mises à jour, identification des usages concernés
- Définition de l'architecture du projet (objet, service, objet +service, système d'objets...)
- Échanges bi-hebdomadaires avec les chercheurs pour développer les projets et apporter les informations nécessaires au projet
Respiration : Workshop
Durant la semaine bloquée à Paris, organisation d'un Workshop avec les équipes d'IdeasLab (sujet et modalités à définir), ouverture du workshop aux étudiants de Paris.

Episode3 : Formalisation et communication
- Formalisation des dispositifs, dessin des objets et interfaces
- Réalisation de maquettes d'aspect et des supports de communication finaux (vidéos, photomontages...)