Comprendre la signalisation routière : formes, couleurs et technologie rétro-réfléchissante

Contexte

La signalisation routière utilise formes, couleurs, mots et symboles pour communiquer un message aux conducteurs. Sans ces panneaux, la circulation serait désordonnée et imprévisible. Virtuellement tous les panneaux utilisent un film rétro-réfléchissant, conçu pour renvoyer une partie de la lumière des phares vers le conducteur, rendant le panneau visible la nuit. Couleur et forme fournissent aussi des indices aux automobilistes même quand mots ou symboles sont illisibles. Panneaux de prescription, comme limitations de vitesse, sont généralement rectangulaires sur fond blanc. Les stops, en revanche, ont une forme octogonale distincte et fond rouge pour capter l'attention.

Les concepteurs doivent utiliser forme et propriétés des matériaux pour créer des panneaux visibles et compréhensibles à temps pour réagir. Le contraste — mesure de la luminosité du message par rapport à son fond — est une propriété cruciale. L'arrière-plan environnemental — généralement végétation verte et ciel bleu — doit aussi être considéré. Une bordure entoure tous panneaux pour les distinguer comme formes géométriques contrastant avec la nature.

Pour maintenir l'uniformité des panneaux, le Manuel sur les dispositifs de contrôle de la circulation uniformes (MUTCD) fédéralement approuvé fournit spécifications pour dimensions et symboles. De plus, le MUTCD prescrit que tous panneaux soient soit rétro-réfléchissants, soit éclairés.

Histoire

Au début des années 1900, des citoyens américains formèrent des clubs automobiles. Ces groupes se chargèrent de marquer leurs sections locales de route avec panneaux pour avertir et guider les conducteurs. Cet effort dispersé résulta en une grande variété de designs et messages selon les tronçons, causant confusion. En 1924, les premiers pas vers l'uniformité nationale furent faits par le Bureau des routes publiques. Les concepteurs durent développer des panneaux pour guider une population d'automobilistes largement illettrée. Ainsi, couleur et forme furent des composants surtout importants dès le début.

Les premiers panneaux manquaient de la technologie rétro-réfléchissante d'aujourd'hui. En 1924, le jaune vif fut choisi comme fond pour tous panneaux de danger, et blanc pour tous les autres. Ces couleurs claires offraient le plus grand contraste avec lettrage noir, surtout vus avec phares la nuit. Plus tard, des billes de verre produisirent un effet rétro-réfléchissant la nuit. Billes — ~20 mm de diamètre — collées sur panneaux formaient chiffres (limite de vitesse) ou symboles pour informer et avertir conducteurs nocturnes.

Le développement du film rétro-réfléchissant par 3M dans les années 1940 changea à jamais la signalisation. Ce matériau, avec éléments réfléchissants comme billes de verre sur ou sous film plastique transparent, permit meilleure visibilité nocturne. Contrairement à la réflexion diffuse et à la réflexion spéculaire (miroir), la rétro-réflexion permet à une surface de renvoyer une portion de lumière vers la source d'origine. En réflexion diffuse, la lumière se disperse dans toutes directions, comme le soleil sur une voiture. En réflexion En réflexion diffuse, la lumière se disperse dans toutes directions. En réflexion spéculaire, la lumière rebondit et reflète sur la surface à un angle opposé à la source. La rétro-réflexion permet aux faisceaux de se « courber » et retourner vers la source d'origine. spéculaire, la lumière rebondit à un angle opposé ; similaire à une bille de billard heurtant la bande à angle rasant et rebondissant à l'autre bout. Le matériau rétro-réfléchissant, lui, permet aux faisceaux de « courber » et retourner vers la source.

Le premier panneau utilisant film rétro-réfléchissant fut installé en périphérie de Minneapolis en 1939. La surface était couverte de minuscules billes de verre produisant la rétro-réfléchissance désirée. Cependant, la saleté s'accumulait sur la surface granuleuse et par temps humide, l'eau recouvrait la surface et diminuait l'effet réfléchissant des billes.

Ces problèmes furent résolus en quelques années. Un système à lentilles fermées fut développé, en recouvrant le film perlé d'un film transparent conservant les qualités rétro-réfléchissantes. Ce type de film, alors appelé « film à sommet plat », est maintenant connu comme film de grade ingénierie. C'est le grade le plus économique, utilisable sur panneaux en zones à trafic léger et vitesses lentes.

Le développement majeur suivant vint à la fin des années 1960 avec l'invention du film à lentilles encapsulées, ajoutant une base résine et une couche réfléchissante supplémentaire derrière les billes. Ce matériau haute intensité est 3 à 4 fois plus brillant que le grade ingénierie, et conserve sa rétro-réflexion plus longtemps ; c'est maintenant le type le plus couramment utilisé.

Une innovation significative survint en 1989 avec la substitution de micro-réflecteurs prismatiques aux billes de verre traditionnelles. Environ 7 000 microprismes par pouce carré (~10 par mm²) produisent ~3 fois la brillance du type à lentilles encapsulées. C'est le film haute performance le plus durable et le plus coûteux actuellement disponible.

Matières premières

Les panneaux routiers comportent trois composants de base : un support, film de fond, et copie du panneau. Supports, généralement en contreplaqué, aluminium, ou acier, servent d'armature. Le contreplaqué est le moins cher. Assez solide mais sensible aux intempéries car poreux ; supports contreplaqué doivent être surfaçés d'une fine couche plastique. L'aluminium ne rouille pas, mais très léger et doit être renforcé par entraits métalliques au dos. C'est l'option la plus chère. L'acier est alternative plus économique à l'aluminium ; plus robuste et sans besoin de renfort. La rouille peut être prévenue par un revêtement de zinc sur le support acier.

Le film de fond et lettres/symboles de la copie sont découpés dans le film rétro-réfléchissant. Ce film consiste en minuscules billes de verre ou microprismes incrustés dans une surface plastique flexible ; cette construction permet à la lumière des phares d'être réfléchie sur le panneau vers le conducteur. De la lumière colorée est refléchie si le film est teinté avec un pigment. Pour faire panneaux « STOP », du colorant rouge peut être ajouté au mélange de film quand il est liquide.

Le processus de fabrication

La production de panneaux peut impliquer de nombreux processus différents, selon que le film rétro-réfléchissant utilise adhésif thermosensible ou pression-sensible et si sérigraphie, gravure, ou autres procédés de coloration sont utilisés. Beaucoup de panneaux suivent cependant le processus suivant avec adhésifs thermosensibles.

Découpe du support

• 1 Le support est découpé, généralement depuis tôle d'acier ou aluminium, par cisaille métallique ou scie à ruban. Angles arrondis via mode arrondi sur poinçonneuse. Trous de fixation poinçonnés ou forés.

Vérification des supports

• 2 Les supports sont vérifiés pour défauts ou contamination. Ils doivent être exempts de saleté pour que le film de fond adhère correctement. Le test « Ruban adhésif » vérifie la présence de saleté. Un morceau de cellophane transparent est appliqué sur le support sec et « arraché » à angle droit. Présence de couleur ou particules sur le ruban indique contamination. Toute trace d'huile ou cire est testée par l'exercice « Rupture d'eau ». L'eau versée sur le support doit s'écouler uniformément et complètement ; perlage indique contamination.

Dégraissage des supports

• 3 La surface du support est essuyée avec white-spirit ou naphte pour éliminer traces de doigts grasses. Surface séchée avec chiffon propre non-pelucheux avant évaporation du solvant. Le support est ensuite dégraissé par immersion dans un bain de vapeurs de trichloréthylène ou perchloréthylène. Certaines solutions alcalines peuvent remplacer les vapeurs. Rinçage à l'eau après n'est pas nécessaire.

Découpe des films rétro-réfléchissants

• 4 Avec ciseaux, lames, couteau, ou massicot, films de fond individuels sont découpés à la main. Feuilles multiples, par contre, sont découpées à la scie à ruban. La forme du panneau est tracée sur panneau mural de 3,2 mm. Ce panneau posé sur ~50 feuilles, fixé et cloué sur base de coupe dure. La scie suit le patron et découpe les feuilles.
• 5 Lettres et symboles poinçonnés depuis film rétro-réfléchissant blanc ou noir soit à la main, soit par presse « clicker ». Jusqu'à 29 feuilles placées dans la presse ; matrices de découpe, fonctionnant comme emporte-pièces, produisent les caractères désirés.

Application du film sur le support

• 6 Le liner adhésif au dos du film de fond est retiré d'un seul mouvement, et le film appliqué sur le support sec. Le panneau passe dans un gros applicateur à rouleaux presseurs pour chasser bulles d'air entre film et support. Bords ensuite rognés.

Chauffage du panneau

• 7 Le panneau est placé dans un applicateur sous vide à lampe chauffante une minute, retiré, laissé refroidir avant pose de la copie et bordure. L'applicateur à rouleaux ou rouleau manuel utilisé sur la copie pour éliminer bulles d'air. Le panneau est recouvert d'une feuille de glissement plastique et remis dans l'applicateur sous vide une minute de plus.

L'avenir

Bien que des possibilités exotiques comme projeter des panneaux holographiques au-dessus de la chaussée aient été suggérées, il est plus probable que les conducteurs verront des raffinements conventionnels pour meilleure visibilité, surtout la nuit. Panneaux de rue à éclairage interne sont déjà utilisés au Nevada et Californie. Comme les zones urbaines — le « Strip » des casinos de Las Vegas cas extrême — sont souvent brillamment éclairées toute la nuit, les panneaux rétro-réfléchissants sont plus durs à lire. Panneaux à éclairage électrique où ampoules internes illuminent une copie translucide rendent les panneaux significativement plus visibles.

Ce panneau routier sculpté et peint de 1875 du comté de Berks, Pennsylvanie, suffisait quand les véhicules passaient à 3-4 km/h. (Collections du Henry Ford Museum & Greenfield Village.)

Dès les années 1880, bien avant l'ère automobile, la Ligue des Cyclistes Américains, club national de cyclistes, fit lobby pour meilleures routes et panneaux. Leurs efforts pionniers furent plus tard étendus par clubs automobiles et passionnés. Les panneaux devaient remplir fonctions exigeantes. Être compréhensibles à distance nuit noire et plein jour sur fonds divers. Fournir info concise à distance suffisante pour que conducteurs aient temps de décider et manœuvrer en sécurité. À mesure que voyages loin du domicile devinrent plus communs, la standardisation devint plus désirable.

Intéressant, à mesure que plus d'Américains prenaient la route pour de plus longues distances, entreprises répondirent en affichant panneaux distinctifs. Dans les années 1930, cherchant des éléments de design permettant décisions rapides même à la vitesse effrénée de 56 km/h, Texaco prit la tête parmi grandes compagnies pétrolières, remplaçant ses stations à design régional par un design standardisé en 1936. Conçu par Walter Dorwin Teague, le nouveau bâtiment en forme de glacière était blanc avec trois bandes horizontales vertes et l'étoile rouge Texaco. Un panneau distinctif en forme de banjo portant l'emblème Texaco se tenait devant. À un quart de mile, les conducteurs savaient qu'ils approchaient d'une station Texaco sans lire un mot.

William S. Pretzer

Interplex Solar a développé des panneaux auto-illuminés utilisant diodes électroluminescentes (DEL) alimentées par batteries chargées au solaire. Les DEL, similaires à celles d'affichages de calculatrices, soulignent lettres, symboles et bordure du panneau. Une photocellule sensible à la lumière allume/éteint le panneau selon besoin. Déjà cinq départements routiers d'États ont testé ou commandé certains de ces panneaux hautement visibles. Comme ces panneaux coûtent 450 $ chacun (environ cinq fois un panneau traditionnel), leur usage peut être limité aux passages dangereux et intersections à forts accidents.