Partie C. Ce dossier pages. à DT C10

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1 Partie C ÉCLAIRAGE DE L AUDITORIUM Étude d un projecteur de scène Association Projecteur / gradateur Pilotage d un gradateur par signal numérique DMX 512 Ce dossier est constitué de : - 9 pages numérotées de C1 à C9 (Questionnement et Réponses) - 10 pages numérotées de DT C1 à DT C10 (Documents techniques) C1

2 Objectif Étude du réglage à distance de l intensité lumineuse l auditorium. des éclairages de la scène de Gradateurs et pupitre de commande Le lot cahier des charges de l auditorium précise les conditions d installation suivantes pour le «éclairage de la scène» (extrait) : Le titulaire du présent lot devra installer dans le local technique éclairage des armoires de 96 gradateurs professionnels type RVE ou équivalent à commande numérique (protocole DMX 512) d une puissance unitaire de 3 kw minimum. Ces gradateurs seront commandés par l intermédiaire d une régie lumière type ADB Mentor, située en fond de salle. Caractéristiques générales : - Tension d alimentation : 230/400 V 50 Hz (3 Ph + N + PE) - Contrôle/ Pilotage : Protocole DMX Adressage de départ par armoire. L ensemble des armoires et gradateurs sera conforme aux normes de sécurité et de compatibilité électromagnétique (CEM). C.1. ÉTUDE DE L ÉCLAIRAGE CONVEXE» DE SCÈNE PAR DES PROJECTEURS «PLAN Au sein du parc de projecteurs de scène de l auditorium, on trouve 40 projecteurs de type «plan convexe (PC)» ARIA PC 1000 plus de marque RVE Technologie. Ils ont été livrés avec des ampoules halogènes de 1200 W type CP90. C.1.1. En vous aidant de la documentation fournie (DT C2 et DT C4) et en vous basant sur une utilisation des projecteurs en faisceau large, préconisez la zone idéale de positionnement vertical des porteuses (cintres) par rapport au sol, permettant un confort visuel optimal pour les spectateurs. Lorsque la hauteur idéale est fixée, les porteuses (cintres) ne sont plus déplacées. C2

3 C.1.2. Quel type d inconfort visuel pour les spectateurs le passage du projecteur de «faisceau large» à «faisceau serré» peut-il engendrer? Que proposez-vous pour y remédier? Nous supposerons maintenant que les projecteurs sont montés à 7 m de hauteur. Sachant que : 1 lux = 1 lumen / 1 m² C.1.3. En utilisant la documentation B «projecteur de scène» (DT C4) et en considérant que le flux lumineux du spot au sol est homogène et circulaire, calculez le flux lumineux en lumen d un projecteur PC au niveau du sol, dans le cas d un faisceau large puis d un faisceau serré. C.1.4. En comparant les résultats obtenus à la question précédente aux caractéristiques de la lampe (DT C3), déduisez-en un rendement d efficacité lumineuse du luminaire dans les deux cas. Nous nous plaçons maintenant dans le cas d un faisceau serré et considérons le rendement lumineux constant et égal à 15%. Nous souhaitons ramener l éclairement sur scène à 1150 lux pour obtenir un effet de crépuscule. C.1.5. En tenant compte de l efficacité du projecteur, déterminez la puissance électrique que doit consommer la lampe pour produire cet éclairement (DT C3). C3

4 L auditorium se prépare à recevoir une pianiste de renomméee mondiale. Le concert qu elle va donner sera filmé pour une retransmissionn dans une émission télévisée. La chaîne de télévision qui retransmet le concert installe 3 caméras fixes, 1 caméra mobile ainsi qu une «louma». La scène sera éclairée en permanence par 3 projecteurs ARIA PC 1000 délivrant chacun 100% de leur éclairement maximum. C est dans ces conditions de luminosité que sont réalisées les balances des blancs pour chacune des caméras (voir DT C1). Caméra mobile Pendant le concert, le rendu d image est le suivant : La «louma» Teinte neutre C.1.6. Si on modifie la nature des sourcess lumineuses éclairant la scène (lampes fluorescentes «lumière du jour», lampes à incandescence, lampes aux halogénures métalliques «basse température»), sans retoucher la balance des blancs, on va modifier le rendu caméra. Indiquez ci-dessous la technologie de lampe provoquant les rendus proposés. Teinte chaude Teinte neutre Teinte froide Technologie de lampe : Si on fait varier l intensité lumineuse d une lampe halogène, on modifie également sa températuree de couleur. (Elle diminue quand la puissance diminue). C.1.7. Est-il possible de remplacerr les 3 projecteurs principaux éclairant à 100% par 6 projecteurs identiques éclairant à 50%, et quelle sera la conséquence sur le rendu caméraa? C4

5 C.2. ÉTUDE DE LA VARIATION D INTENSITÉ LUMINEUSE Pour la suite de l étude et à des fins de simplification, les projecteurs seront assimilés à des résistances pures. Les projecteurs de scène sont pilotés via des armoires de variation lumineuse modulaires, par un pupitre de commande lumière ADB Mentor. Le schéma synoptique en est le suivant On désire choisir le matériel de variation de l intensité lumineuse des projecteurs de l auditorium, préconisé par le cahier des charges. C.2.1. Donnez la liste du matériel nécessaire pour faire varier l intensité lumineuse des projecteurs (uniquement pour les gradateurs et leurs armoires). Voir DT C6 Les gradateurs sont du type à «angle de phase», et les projecteurs sont alimentés par l intermédiaire d un étage de puissance à deux thyristors montés tête bêche : C5

6 C.2.2. Calculez R, résistance équivalente à un projecteur lorsqu il est dans ses conditions de fonctionnement nominales (1 200 W). C.2.3. En vous aidant de la question précédente, indiquez le paramètre physique permettant de faire varier l intensité lumineuse du projecteur? Dans le cas d un gradateur à angle de phase, la puissance électrique fournie à la lampe est 2 Ueff sin2 donnée par la formule : P 1 ( : angle de retard à l amorçage du gradateur R 2 exprimé en radians, U eff = 230 V). C.2.4. Tracez la courbe de puissance fournie au projecteur en fonction de l angle de retard à l amorçage Puissance (en W) échelle : puissance 1cm = 200 W angle 1cm = 0,4 radian en radians C6

7 On souhaite que le projecteur développe une puissance de 250 W. C.2.5. Représentez l allure de la tension (à l aide d un stylo bleu) et du courant (à l aide d un stylo vert) aux bornes du projecteur en fonction du temps. (Vous veillerez à indiquer clairement les valeurs caractéristiques de U, I et t). U, I échelle : tension 1 cm = 50 V courant 1 cm = 2 A temps 6 cm = 10 ms t C7

8 C.3. PILOTAGE D UN GRADATEUR PAR SIGNAL NUMÉRIQUE DMX 512 Les armoires de variation lumineuse Modulo sont pilotées par la régie lumière à l aide d un signal numérique à la norme DMX 512 (DT C7 à DT C10). Ce signal est du type RS-485, liaison série asynchrone. C.3.1. Quelle est la signification de «liaison série asynchrone»? Chaque gradateurr possède une adresse de base sur le bus DMX, codée en binaire naturel par l intermédiaire de dip switch (micro interrupteurs). Le switch 1 correspond au poids faible, le switch 8 correspond au poids fort. C.3.2. D après la photo ci-dessus, quelle serait l adresse de base DMX d un gradateurr ayant cette configuration de switch (exprimée en décimal)? C.3.3. En vous aidant des caractéristiques du signal DMX, indiquez le code à envoyer à un gradateur afin que le projecteur qui y est associé présente un éclairement de 40% de son maximum (DT C8). C8

9 Le projecteur concerné par la question précédente est raccordé au gradateur portant l adresse DMX 1. C.3.4. Complétez le chronogramme ci-dessous afin d imposer une puissance de 20% à ce projecteur. Echelle t : 1 mm = 1 s Interruption (RESET ou BREAK) Code de départ NULL START 2 bits de STOP A compléter t 1 bit de MAB 1 bit de START Nous allons maintenant considérer que les 40 projecteurs PC de l auditorium sont raccordés à leur gradateur respectif. Le signal DMX ne pilotera rien au delà de l adresse 40 (un RESET sera envoyé après le pilotage du 40 ème gradateur). C.3.5. En vous basant sur les durées typiques des signaux DMX, quelle est la fréquence de rafraichissement d une commande de gradateur? C.3.6. En supposant une gradation continue de l intensité lumineuse (par pas successifs égaux à la plus petite valeur de pilotage DMX), calculez le temps nécessaire à un projecteur pour passer d un éclairement de 0 à 100% C9