Bien plus que de
la lumière pour votre
aquarium sophistiqué

Les caractéristiques inédites de CoralCare sont les suivantes :

 
  • Vaste gamme spectrale – optimalisée pour la croissance du corail et un aspect naturel du récif
  • Parfait équilibre lumineux – distribution lumineuse homogène et solution de mélange de couleurs unique en son genre
  • Facile à commander – En conjuguant de façon astucieuse diverses LED de différentes longueurs d’ondes, nous avons simplifié l’installation du contrôleur pour l’utilisateur. De ce fait, l’utilisateur n’a plus qu’à sélectionner le point de couleur et l’intensité désirés, sans devoir se soucier de la qualité de lumière optimale pour la croissance du corail et son embellissement. Le contrôleur CoralCare peut commander jusqu’à 4 luminaires. La fonction de programmation est pilotable par le biais d’un PC. Sont également incluses deux interfaces 1-10V pour une compatibilité avec les contrôleurs d’aquariums tiers.
  • Maintenance réduite – conception et matériaux garants d’une longue durée de vie
  • Facilité de mise en place - driver intégré dans le luminaire, kit de suspension inclus, ainsi qu’une interface d’ordinateur
  • Faible consommation d’énergie grâce à des LED extrêmement efficaces

Parfait équilibre lumineux

 

Lorsque la lumière du soleil rencontre une surface d’eau, des motifs de lumière appelés caustiques sont projetés sur le fond de l’océan (voir Fig. 1). De tels motifs projetés surgissent lorsque la lumière est très collimatée (comme celle du soleil ou d’un spot à faisceau intensif) ou lorsque la source est très petite (comme une LED). Les sources diffuses importantes, comme un ciel couvert, des tubes TL classiques ou la lumière via un éclairage indirect, ne produisent pas de caustiques.

Great barracuda caustics

Fig. 1 Caustiques provoqués par la lumière du soleil projetée sur le fond de l’océan.

Traditionnellement, l’éclairage d’aquarium est basé sur deux grandes technologies :

 

Iodures métalliques (HID/HQI)

Les iodures métalliques (HID/HQI) étaient utilisées couramment pour la mise en lumière des aquariums récifaux. La seule source lumineuse très puissante (jusqu’à 1000W) produit d’importants effets caustiques, ce qui correspond aux dynamiques rencontrées dans les récifs naturels.

Éclairage fluorescent
Les tubes T5 sont actuellement la source lumineuse la plus communément employée. Le tube T5 constitue une source linéaire homogène aux effets caustiques négligeables.

La plupart des propriétaires d’aquariums préfèrent des dynamiques de lumière équilibrées que l’on peut obtenir en conjuguant les deux technologies. (le T5 est considéré comme trop plat/calme et les HID comme trop dynamiques)

Colored patterns

Fig. 2 Motifs de couleur produits par effets caustiques et sources à LED de couleur dans un aquarium.

Vers un éclairage à LED

 

En éclairage d’aquarium, les LED présentent les avantages d’une efficacité élevée et d’une facilité d’adaptabilité spectrale. Des longueurs d’ondes variées de LED se prêtent à une combinaison afin de composer une qualité d’éclairage spectral identique à celle de l’éclairage conventionnel. Toutefois, la palette de sources ponctuelles de couleur peut se traduire dans l’aquarium par un motif caustique en mouvement permanent, accompagné de motifs de couleurs dynamiques et d’ombres colorées (voir Fig. 2).

Lorsqu’il est bien conçu, l’éclairage à LED permet de réaliser un équilibre optimal entre une dynamique de lumière, un bon mélange de couleurs et une distribution lumineuse homogène.

 

Alors que les motifs caustiques dynamiques peuvent être appréciés dans une certaine mesure à l’intérieur d’un aquarium (car ils sont provoqués par la dynamique de l’eau), une partie de l’éclairage peut aussi s’échapper de l’aquarium et faire naître sur le sol à proximité un motif animé incontrôlable. Ce phénomène est très gênant et se produit lorsque l’on se sert de LED sans système optique, et, pour être plus précis, il intervient lorsque la lumière touche l’eau avec un angle de plus de 63 degrés par rapport à la verticale (illustré sur la Fig. 3). Étant donné que l’eau a un indice de réfraction relativement faible (en général n=1.34), la lumière avec ces angles n’est pas réfléchie par réflexion interne totale et elle peut sortir du volume d’eau par réfraction et arriver sur le sol.

Light source

Fig. 3 La lumière avec un angle important (>63 degrés, flèches pointillées) par rapport à la verticale peut s’échapper des côtés de l’aquarium et projeter sur le sol des motifs caustiques animés. La lumière avec angles inférieurs reste à l’intérieur de l’aquarium par réflexion interne totale sur les parois de l’aquarium (flèches continues).
Scalopping in aquarium

Fig. 4 Ondulation dans l’aquarium (indiqué par les flèches jaunes) provoquée par l’utilisation de sources lumineuses à collimateur avec une forte coupure de faisceau. La lumière très directionnelle donne aussi naissance à des contrastes prononcés sur les objets dans l’aquarium (flèche rouge), le modelé des objets est par conséquent de mauvaise qualité.
Une solution pour conserver toute la lumière à l’intérieur du volume d’eau consiste à limiter la lumière avec des angles de faisceau autour de 63 degrés par rapport à la verticale (p.ex. en plaçant des lentilles de collimation sur chaque LED). Alors que cet éclairage directionnel est plus efficace (davantage de lumière reste à l’intérieur de l’aquarium), il peut également présenter des inconvénients : la lumière directionnelle fait naître ce que l’on appelle des ondulations sur la face arrière de l’aquarium (alternance de motif lumineux clair et foncé) et un modelé peu séduisant des objets se trouvant à l’intérieur de l’aquarium (contraste trop élevé entre le haut et le bas d’un objet, avec une perte de détails de forme, visible aussi bien sur le côté clair que foncé de l’objet). Les deux effets sont illustrés sur la photo de la figure 4.
La croissance du corail se trouve également affectée par la forme du faisceau de la lumière mise en place. En plus des différences de contraste, des différences d’intensité peuvent aussi se traduire par des vitesses de croissance anormales. Si un corail est éclairé au moyen d’un faisceau intensif, le corail croîtra en une structure réduite uniquement en direction de la lumière. Si l’on met en place une lumière plus homogène, la plupart des espèces de corail se développeront en une structure plus arborescente.
necrosis bundled spot


Fig. 5

 

La photo 5 montre un corail seriatopora caliendrum qui a été exposé pendant plusieurs semaines à une lumière à faisceau intensif. La partie supérieure se développe de façon saine, tandis que la partie inférieure (interne) du corail présente quelques nécroses (flèche jaune). Ceci s’explique par la quantité insuffisante de lumière parvenant à la structure interne du corail et qui aurait été évitée si la lumière avait été diffusée de façon plus homogène.

L’optique CoralCare a pour objectif de parvenir à un équilibre entre tous les aspects précités :

 

  • Elle bloque la vue directe des LED en cas d’angle de coupure supérieur à 63 degrés
  • Elle redistribue la lumière au-delà de l’angle de coupure via un élément de dispersion de lumière
  • Elle permet le passage de la plupart de la lumière avec des angles de faisceau inférieurs à l’angle de coupure sans dispersion, ou avec une dispersion plus réduite.

 

L’idée principale est que la projection d’effets caustiques sur le sol peut être réduite, voire totalement supprimée, si l’on bloque la lumière à des angles élevés. Mais comme il faut de la lumière à des angles élevés pour éviter les ondulations et un modelé de mauvaise qualité, la lumière est quand même dispersée tout d’abord pour créer une source virtuelle plus grande. Elle proviendra toutefois d’une source plus importante et créera des projections floues qui seront moins remarquées que des effets caustiques prononcés.

Détails du composant

 

Un guide optique recouvert unique en son genre (en instance de brevet) (voir Fig. 6) est ajouté à la rangée de LED CoralCare pour créer l’angle de coupure requis pour réduire les effets caustiques.


Au-dessus de l’angle de coupure, la lumière est prise par un guide optique et dispersée ensuite dans toutes les directions par un revêtement blanc sur le guide optique.

Light guide

Fig. 6

Ceci se traduit par la distribution lumineuse représentée sur les figures ci-dessous

Fig. 7.1

Fig. 7.2

Fig. 7.3

 

La Figure 7.1 montre la lumière directe issue du LED, présentant l’angle de coupure à 63° créé par le guide optique.

La Figure 7.2 présente la lumière réfléchie de façon diffuse qui sort du guide optique.
La Figure 7.3 montre l’addition de la lumière directe et de la lumière réfléchie de façon diffuse telle qu’appliquée dans le produit CoralCare.

Effet disco

Les inconvenients de l’effet disco (ombres de couleur) sont considérablement réduits par les optiques.

Tous les angles lumineux (de chaque LED individuelle et de chaque couleur) >63° sont associés dans le guide optique. Dans ce guide optique, toutes les couleurs sont mélangées et redistribuées dans un motif large et diffus. Cette lumière est ajoutée (somme) à la lumière directe (aux angles <63 degrés) pour aboutir à une source dotée d’une distribution de couleur plus homogène.

 

Plaque de verre

 

Après différents tests utilisateur, l’effet caustique à l’intérieur de l’aquarium était toujours considéré comme étant trop dynamique. Comme indiqué plus haut, l’effet caustique peut être réduit par une augmentation de la taille de la source. La taille de la source virtuelle peut être augmentée par ajout d’un diffuseur devant la source, mis en place dans la plaque de protection en verre au moyen d’une technique de sablage abrasif.
L’abrasion de la plaque de protection est ajustée de façon à ne disperser la lumière que légèrement afin de procurer une augmentation de la taille de la source sans porter atteinte (i) à l’efficacité optique et (ii) à l’angle de coupure du faisceau requis pour supprimer les caustiques de lumière gênants à l’extérieur de l’aquarium.

 

Avantages du système optique CoralCare :

  • Réduction considérable des caustiques de lumière à l’extérieur de l’aquarium (angle de faisceau >63 degrés)
  • La lumière >63 degrés est prise dans un guide optique et dispersée en une distribution lumineuse diffuse large qui ne produit pas de caustiques.
  • Aucune perte optique de lumière <63 degrés entre la source et la cible.
  • Amélioration considérable du mélange de couleur de l’unité à LED (voir Fig. 8)
  • Le guide optique augmente la taille de la source, aboutissant à des caustiques équilibrés.
L’architecture retenue se traduit par un équilibre optimal entre efficacité, distribution lumineuse uniforme dans l’aquarium, homogénéité de couleur et niveau approprié de dynamique de lumière.
optics

Fig. 8 Produit CoralCare