Dispositif de sécurité : 3ème feu stop

Dispositif de sécurité : 3 ème feu stop
En vigueur aux États-Unis depuis de nombreuses années , le 3 ème feu stop est
obligatoire en France pour les véhicules neufs depuis 3 ans environ. Ce
dispositif supplémentaire signalant le freinage est placé dans l’axe central
arrière du véhicule, le plus haut possible. Cette disposition s’est avérée
judicieuse du fait que lorsque plusieurs véhicules se suivent, ils se cachent
mutuellement leurs feux de signalisation. En position haute, le 3 ème feu stop
peut être visible par plusieurs conducteurs qui suivent le véhicule en phase de
freinage. Ceci leur permet d’anticiper leur ralentissement, donc d’augmenter
la distance réservée au freinage et de réduire les risques.
Ce que l’élève doit retenir
◆ Dans la circulation, les
usagers doivent conserver
entre eux une distance de
sécurité, pour avoir le temps
de réagir et de freiner en cas
de nécessité.
Programme
Notre environnement physique
Électricité et vie quotidienne
Installations électriques domestiques
Contenus - notions
Montage en dérivation.
Compétences
Mettre en évidence que lorsqu’on
augmente le nombre de récepteurs,
l’intensité traversant le circuit
principal augmente.
Notre environnement physique
Mouvement et forces
Contenus - notions
Observation et description du mouvement d’un objet par référence à un
autre objet.
Freinage et distance de sécurité.
Compétences
Reconnaître un état de mouvement
ou de repos d’un objet par rapport à
un autre objet.
Être capable de calculer à partir de
mesures de longueur et de durée une
vitesse moyenne.
Objectifs sécurité routière
Rôle et conception d’un système de
signalisation.
La signalisation, facteur de sécurité.
Le dispositif
Il est en général constitué de diodes
électroluminescentes (en abrégé D.E.L.)
dont le temps d’allumage est inférieur
d’un dixième de seconde à celui d’une
ampoule classique. Dans ces dispositifs,
les diodes sont choisies plus pour leur
efficacité lumineuse par rapport à une
ampoule classique que pour leur temps
d’allumage inférieur.
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1. Étude d’un premier dispositif
d. Quelle relation existe t-il entre ces courants ? Quelle est
l’intensité dans la branche principale ?
Ces courants sont liés par la loi des nœuds : I = I1 + I2 + I3 + I4. Le courant qui
K
circule dans la branche principale est la somme de tous les courants
passant dans les diodes.
I
e. Quelle est l’intensité dans la branche principale sachant
que chaque diode consomme un courant voisin de
100 mA ?
3 ème feux
I = I1 + I2 + I3 + I4 = 400 mA = 0,4 mA.
STOP
f. Si une D.E.L est défectueuse, que se passe t-il ?
Résistance de
protection
Si une D.E.L est défectueuse, les autres continuent de fonctionner
préservant le rôle sécuritaire du dispositif de signalisation.
Ce schéma est très simplifié par rapport aux circuits réels qui comportent plusieurs groupements de diodes afin d’augmenter l‘intensité
lumineuse.
I
a. Quelle commande du véhicule agit sur l’interrupteur K ?
La pédale de frein ferme le circuit d’allumage du troisième feu STOP.
b. Flécher le courant dans le circuit lorsque K est fermé.
c. Comment sont disposées les D.E.L dans le dispositif cicontre?
Freinage
La distance d’arrêt d’un véhicule est la distance qu’il
parcourt entre le moment où le conducteur prend la
décision de freiner et le moment où le véhicule s’arrête.
Elle est donc la somme de deux termes
Les D.E.L sont disposées en série. Elles sont traversées par le même
courant.
d. Que se passe t-il si une des D.E.L est défectueuse ? Ce
dispositif est-il satisfaisant au niveau sécuritaire ?
Le circuit série étant ouvert, les autres ne fonctionnent plus. Le feu
n’assure plus sa fonction d’éclairage : ce montage ne convient donc
pas.
DA = DTR + DF
(DTR distance de réaction, DF distance de freinage).
1. Le dispositif permet-il d’agir sur les termes composant
la distance d’arrêt?
La distance DF dépend uniquement des performances du système de
freinage du véhicule. Le terme T R est le temps de réaction du
conducteur entre le moment où il prend la décision de freiner et
l’instant où il appuie sur la pédale de frein. Le dispositif de signalisation
supplémentaire, en étant plus visible, a pour but d’informer le
conducteur le plus tôt possible d’un ralentissement et d’agir en amont
de DA.
2. Etude d’un deuxième dispositif
K
2. Rappeler la relation liant la vitesse moyenne d’un
véhicule, la distance parcourue et le temps de parcours.
I
Vitesse = distance / temps. Vm=D/t
A
I1
I2
I3
STOP
B
I4
Résistance de
protection
3 ème feux
3. Deux automobiles se suivent sur l’autoroute à la vitesse
stabilisée de 130 km/h. Un enfant à l’arrière du véhicule 1
regarde le second véhicule. Que voit-il ? Quel est le
mouvement du véhicule 2 par rapport au premier ?
140 km/h
130 km/h
130 km/h
I
3
2
50 m
1
90 m
a. Flécher les courants dans ce circuit.
b. Comment nomme t-on les points A et B ?
A et B sont les nœuds du circuit.
L’enfant voit le second véhicule immobile par rapport à lui car les véhicules
se déplacent dans la même direction, dans le même sens et à la même
vitesse.
c. Comment sont disposées les D.E.L dans ce circuit ?
Chacune des diodes est traversée par son propre courant : elles sont
montées en dérivation entre les nœuds A et B.
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4. Le conducteur du premier véhicule freine en urgence
car un obstacle se présente devant lui. Sa distance de
freinage est de 100 m (que l’on prend aussi comme
distance d’arrêt). Le temps de réaction du second
conducteur est de 1 s (à partir de l’instant où le premier
conducteur freine) et la distance de freinage du
deuxième véhicule est identique à celle du premier.
Quelle est la distance d’arrêt du véhicule 2 ?
Lors d’une phase de ralentissement et avant de freiner,
tout véhicule parcourt une distance non négligeable due
au temps de réaction du conducteur. Cette distance que
l’on a tenté de réduire grâce à cette nouvelle signalisation
n’est pas totalement compressible. Il est donc impératif de
respecter une distance de sécurité, adaptée à sa vitesse,
avec le véhicule précédent, soit :
DA2 = DTR2 + DF2 avec : DTR2 = v2 x tR2 = (130/3.6) x 1 = 36 m,
DF2 = 100m
DA2 = 36 + 100 = 136 m.
5. Un troisième véhicule, arrivant à 140 km/h et
s’apprêtant à doubler les deux autres, se trouve à 50 m
du véhicule 2 lorsque le véhicule 1 freine. Grâce au 3 ème
feu stop, les véhicules 2 et 3 sont informés de la
situation d’urgence en même temps.
Quelle est la distance d’arrêt du véhicule 3 sachant que
sa distance de freinage est de 120 m et que le temps de
réaction du conducteur est aussi chiffré à 1 s ?
Vitesse (en km/h)
Distance de sécurité (en m)
45
30
90
60
110
75
130
90
DA3 = DTR3 + DF3 avec : DTR3 = v3 x tR3 = (140/3.6) x 1 = 39 m,
DF3 = 120m
DA3 = 39 + 120 = 159 m.
6. Y a t-il eu collision entre les différents véhicules ?
(comparer les distances d’arrêt et les distances initiales
entre les véhicules) ?
Il faut comparer le décalage entre les distances d’arrêt des véhicules et
l’écart initial.
Distance d’arrêt
Distance initiale avec
(en m)
le véhicule précédent (en m)
Véhicule 1
100
-
Sur autoroute, les bandes d’arrêt d’urgence mesurent 38 mètres et sont
séparées par un espace de 14 mètres.
Ecart entre les distances de freinage = écart
entre les véhicule en fin de freinage (en m)
-
Véhicule 2
136
90m
DA2 – DA1 = 136 – 100 = 36 < 90
Véhicule 3
159
50m
DA3 – DA2 = 159 – 136 = 23 < 50
Tous les véhicules ont eu la marge nécessaire pour s’arrêter puisque les
écarts entre les distances d’arrêt sont inférieurs aux distances séparant les
véhicules.
7. Si le véhicule 1 n’avait pas été équipé du dispositif, le
conducteur 3 n’aurait été informé de la situation de
freinage que lorsque le conducteur 2 aurait freiné, soit
DTR2 (1s) plus tard. Calculer la nouvelle distance d’arrêt
du véhicule 3. Conclusion ?
La nouvelle distance d’arrêt est rallongée de la distance
parcourue à la vitesse de 140 km/h pendant DTR2.
D’A3 = DA3 + DTR2 avec :
DA3 = 159 m,
DTR2 = v3 x TR2 = (140/3.6) x 1 = 39 m
D’A3 = 159 + 39 = 198 m.
Les véhicules 2 et 3 doivent être distants de 198 – 136 =
62 m, ce qui est supérieur aux 50 m qui séparent les deux
véhicules. Il y aurait donc eu collision entre ces deux
automobiles, d’une part par non respect de la limitation
de vitesse de la part du 3 e véhicule (140 km/h), et, d’autre
part, par non respect des distances minimales de sécurité.
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