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Eclairage de scène automatisé Dance-Laser2 Dossier technique

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1. Analyse fonctionnelle du système technique

1.1 Mise en situation du système technique.

1.1.1 Présentation de l’environnement.

Mettre en lumière un spectacle est de nos jours une tache essentielle pour la réussite de celui-ci. En accord avec le metteur en scène, mais aussi avec le décorateur et le costumier, les techniciens éclairagistes ont pour mission d’élaborer les lumières projetées sur la scène et les acteurs, créer une ambiance et attirer l’attention du spectateur sur certains aspects du spectacle.

Pour cela, ils disposent de moyens techniques sophistiqués : aux commandes d’un pupitre appelé « jeu d’orgues » (car au temps de l’éclairage au gaz, les tuyaux de gaz reliés aux premiers pupitres ressemblaient à un orgue), les techniciens modifient l’intensité lumineuse d’une ou plusieurs sources lumineuses. Ces pupitres sont maintenant informatisés et gardent en mémoire toutes les variations d’intensité lumineuse. L’éclairagiste n’a plus besoin de contrôler individuellement chaque appareil.

La tendance actuelle est d’automatiser les sources lumineuses pour permettre une meilleure visibilité, elles s’affirment comme une composante à part entière du spectacle grâce à la maîtrise de la couleur, de l’intensité et de l’orientation, et vont parfois jusqu’à constituer à elles seules l’espace scénique.

1.1.2 Présentation du système technique.

Le système technique que nous nous proposons d’étudier répond au besoin suivant : Générer des animations audio et visuelles, commandées à distance afin de divertir la clientèle d’une salle de spectacle.


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1.1.3 Diagramme sagittal.

L6

L19

L12

L3

Haut parleursOT6

L31

L27

L26

L23

L22

L21

L2

L4

L5

L29

L30

Technicienaudio visuel

Sources audioOT1

Régie de contrôledes effets spéciaux

OT4

Régie de contrôlelumière

OT3

Régie de contrôleaudioOT2

Projecteurs à effetsmulti faisceaux

OT14

Générateurde fumée

OT15

Contrôleursstroboscopes

OT7

AmplificateursOT5

Projecteurs d’imagesOT13

Générateurde signaux DMX

OT9

Projecteursde poursuite

OT11

Gradateursde lumière

OT10

StroboscopesOT8

Scène

L1

L33

L32

L7

L13

L14

L16 L1 5

L20

L17

L18

L25

Projecteurs fixesOT12

L24

L34

L9

L11

L35

Laser à effetspré-programmés

Dance laser 2OT16

E1

S

E2

L10

L8

L28


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1.1.4 Définition des liaisons entre éléments L1 : Mise en fonctionnement des sources audio par le technicien audio visuel. L2 : Informations sonores et visuelles délivrées par les sources audio. L3 : Informations sonores destinées aux mixages et aux amplifications. L4 : Informations visuelles des niveaux sonores diffusés. L5 : Mise en fonctionnement de la régie de contrôle audio par le technicien audio

visuel L6 : Informations sonores mixées destinées aux amplifications. L7 : Informations sonores mixées amplifiées. L8 : Informations sonores diffusées dans la salle de concert destinées au public. L9 : Informations sonores de contrôle.

L10 : Informations sonores de commande. L11 : Choix des effets laser proposés par technicien audio visuel. L12 : Informations visuelles diffusées sur la scène de la salle de concert. L13 : Mise en fonctionnement de la régie de contrôle lumière par le technicien audio

visuel. L14 : Informations visuelles des niveaux lumineux diffusés. L15 : Consignes de réglage des stroboscopes. L16 : Informations visuelles des niveaux de contrôle. L17 : Signaux de commande des stroboscopes. L18 : Informations visuelles diffusées sur la scène de la salle de concert. L19 : Informations sonores de commande. L20 : Consignes de réglage des générateurs de signaux DMX. L21 : Informations visuelles des niveaux de contrôle. L22 : Signaux de commande des gradateurs de lumière. L23 : Signaux de commande des projecteurs de poursuite. L24 : Signaux de commande des projecteurs fixes. L25 : Informations visuelles diffusées sur la scène de la salle de concert. L26 : Informations visuelles diffusées sur la scène de la salle de concert. L27 : Informations visuelles diffusées sur la scène de la salle de concert. L28 : Mise en fonctionnement de la régie de contrôle des effets spéciaux par le

technicien audio visuel. L29 : Signaux de commande des projecteurs d’images. L30 : Signaux de commande des projecteurs à effets multi faisceaux. L31 : Signaux de commande du générateur de fumée. L32 : Informations visuelles diffusées sur la scène de la salle de concert. L33 : Informations visuelles diffusées sur la scène de la salle de concert. L34 : Informations visuelles diffusées sur la scène de la salle de concert. L35 : Informations de retour sonores et visuelles destinées aux corrections éventuelles.

1.1.5 Identification des éléments du système technique OT1 : Sources audio : Ces éléments produisent les différents sons nécessaires à la mise en scène (microphones, lecteur de compacts disques, lecteur de disques vinyles, lecteurs de cassettes à bande magnétique) OT2 : Régie de contrôle audio : Cet élément permet de piloter une ou plusieurs sources audio, contrôle les différents niveaux en leurs adressant des consignes de réglages établies par le technicien audio visuel. OT3 : Régie de contrôle lumière : Cet élément permet de piloter une ou plusieurs sources visuelles, contrôle les différents niveaux en leurs adressant des consignes de réglages établies par le technicien audio visuel. OT4 : Régie de contrôle des effets spéciaux : Cet élément permet de piloter une ou plusieurs sources visuelles spécialisées, contrôle les différents niveaux en leurs adressant des consignes de réglages établies par le technicien audio visuel. OT5 : Amplificateurs : Ils amplifient les signaux sonores diffusés par la régie de contrôle audio. OT6 : Haut-parleurs : Ils permettent de diffuser dans la salle de concert les signaux sonores amplifiés. OT7 : Contrôleurs de stroboscopes : Ils permettent de piloter les stroboscopes en leurs adressant des consignes de réglage au standard DMX. OT8 : Stroboscopes : Ils diffusent des flashs de lumière, créant ainsi des effets spéciaux. OT9 : Générateur de signaux DMX : Cet élément permet de piloter un ou plusieurs projecteurs en leurs adressant des consignes de réglage au standard DMX. OT10 : Gradateurs de lumière : Ces éléments permettent de modifier l’intensité lumineuse d’un projecteur. OT11 : Projecteurs de poursuite : Ces éléments permettent l’éclairement d’un ou plusieurs artistes d’une manière ponctuelle. OT12 : Projecteurs fixes : Ces éléments permettent l’éclairement de la scène. OT13 : Projecteurs d’images : Ces éléments permettent de diffuser des effets visuels ou des figures préprogrammées. OT14 : Projecteurs à effets multi faisceaux Ces éléments permettent de diffuser des effets visuels colorés. OT15 : Générateur de fumée Cet élément permet de générer de la fumée destinée à créer un effet visuel particulier. OT16 : Dance laser 2 Cet élément est un laser à effets préprogrammés il diffuse des figures visuelles programmées par le technicien audio visuel ou réagit à la pression acoustique émise par les haut-parleurs. Technicien audio visuel Il effectue la mise en fonctionnement des contrôleurs, des sources audio, des sources visuelles, tout en vérifiant les effets obtenus et corriger si besoin est, afin d’assurer le spectacle. Scène Elle permet aux artistes de se produire et aux spectateurs de voir le spectacle et écouter la musique ou les sons diffusés.


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1.1.6 Nature de la matière d’œuvre La matière d’œuvre du système technique est de type informationnelle et matérielle. En effet, le système technique doit créer une ambiance sonore et visuelle contrôlée par des consignes données par un opérateur. Etats initiaux de la matière d’œuvre : Consignes informationnelles données par un technicien audio visuel. Supports audio (microphones, lecteur de compacts disques, lecteur de disques vinyles, lecteurs de cassettes à bande magnétique) Etat final de la matière d’œuvre : Informations visuelles et sonores destinées à divertir un public.

1.1.7 Fonction d’usage du système technique La fonction d’usage du système technique s’énonce ainsi : Choisir des supports sonores liés à une mise en scène, générer des consignes d’automatisation délivrées par un technicien audio visuel, commander des signaux lumineux et sonores et mettre en puissance ces signaux afin de générer des animations sonores et visuelles destinées à divertir un public d’une salle de spectacle.

1.2 Elargissement de l’étude.

1.2.1 Fonction globale du système technique La fonction globale s’énonce de la manière suivante : Mettre en œuvre des supports audio, et générer des commandes automatiques relatives à des consignes délivrées par un opérateur, afin de produire des informations sonores et visuelles diffusées dans un espace scénique.

1.2.2 Schéma fonctionnel de niveau I

1.2.3 Systèmes techniques ayant la même fonction globale Tous les systèmes techniques permettant de créer des effets sonores et visuels peuvent être cités :

Salle de théâtre. Plateau de télévision (variétés) Discothèque. Bal populaire. Meeting. Salle de conférence. Etc.

Informations visuelles

Informations sonores

Générer des commandesautomatiques

Consignesd'automatisation

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S2Supports audio

E2


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2 - Etude de l’objet technique. 2.1 Introduction. De nos jours, les lasers sont utilisés à des fins multiples. On les utilise non seulement dans l’industrie et les télécommunications mais aussi en médecine (chirurgie, thérapie, etc.), dans les soins de beauté, en tant que pointeurs lors de présentations orales ou lors de spectacles. Leur intensité de rayonnement dépend de l’application. Certains de ces rayonnements peuvent d’ailleurs être dangereux pour la santé, en particulier pour les yeux et la peau auxquels ils peuvent porter atteinte. Parmi les lasers usuels dangereux, notons certains pointeurs laser : les lasers utilisés pour les spectacles et les lasers esthétiques. L’utilisation de tels lasers demande donc des précautions particulières ; mais, en réalité, il vaudrait mieux y renoncer.

2.2 Qu’est-ce qu’un laser ?

Les rayons lasers forment des faisceaux lumineux concentrés. Etant presque parallèles, ils apparaissent très fins même à grande distance et leur intensité (énergie par surface) est pratiquement indépendante de la distance. Les rayons lasers sont générés selon le principe de « l’amplification de la lumière par émission stimulée du rayonnement (optique) » - en anglais : «Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation» d’où le nom de LASER. Les électrons de l’enveloppe électronique de certains atomes peuvent en effet être déplacés de leur niveau d’énergie naturel à des niveaux d’énergie plus élevés et y être maintenus pendant un temps «prolongé»; lorsqu’on déclenche (stimule) le retour simultané de l’ensemble de ces électrons à leur niveau naturel de basse énergie, la lumière laser est émise.

2.3 Lasers: les risques pour la santé.

Le plus grand danger du rayonnement laser concerne les yeux. Ceux-ci peuvent en effet subir des atteintes à la rétine ou à la cornée, voire des lésions durables.

La peau supporte des rayonnements laser nettement plus intenses que les yeux ; elle peut cependant, elle aussi, subir des atteintes, principalement des brûlures, qui guérissent généralement bien. De par leur propriété, les lasers sont des instruments qui ne sont pas absolument inoffensifs. Leur utilisation demande donc des précautions. Ils ne sont destinés ni aux enfants ni aux adolescents, et ce ne sont pas des jouets.


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2.4 Les classes laser

Les lasers sont affectés à différentes classes en fonction du danger potentiel de leur rayonnement accessible : classe 1, 2, 3A, 3B et 4.

Classe 1 Les lasers de la classe 1 sont intrinsèquement inoffensifs, même lors d’erreurs de manipulation ou de l’emploi de moyens optiques (des jumelles, un microscope, etc.) Classe 2 Les lasers de la classe 2 n’émettent que dans le spectre visible et fournissent une puissance maximale de 1 milliwatt Un regard direct dans le faisceau, même lors de l’emploi de moyens optiques, n’entraîne pas de lésions. Toutefois, un fort éblouissement peut être ressenti. Le réflexe de fermeture de la paupière ne doit cependant pas être entravé. Classe 3A Pour les lasers de la classe 3A, le faisceau est élargi, généralement en forme de cercle ou de trait, par une optique spéciale. Ils développent une puissance maximale de 5 milliwatts dans la gamme visible. Dans cette dernière, la part de rayonnement pouvant pénétrer dans l’œil correspond au rayonnement d’un laser de la classe 2, dans la gamme invisible, à celui d’un laser de la classe 1. Pour autant que l’observateur occasionnel n’utilise aucun instrument optique auxiliaire, ses yeux ne peuvent pas être irradiés de manière inadmissible. Classe 3B En émission continue, les lasers de la classe 3B ont une puissance maximale de 0,5 watt. Regarder directement dans le faisceau ou une réflexion spéculaire peut provoquer des lésions oculaires, même lors d’expositions brèves. Classe 4 La classe 4 regroupe tous les lasers ne répondant pas aux conditions des classes 1, 2, 3A ou 3B. Il n’y a pas de limite supérieure pour les lasers de la classe 4. Le rayonnement et ses réflexions mettent fortement en danger les yeux et la peau.

2.5 Le Dance Laser 2.


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2.5.1 Nature de la matière d’œuvre

La matière d’œuvre est de type informationnelle. En effet, suivant les consignes de réglage ou le niveau sonore, l’objet technique doit produire des faisceaux de lumière monochromatique destinés à divertir un public

Etats initiaux de la matière d’œuvre : Informations sonores de commande. Consignes du technicien audio visuel permettant le choix des effets laser.

Etat final de la matière d’œuvre : Informations visuelles diffusées sur la scène de la salle de concert.

2.5.2 Fonction d’usage de l’objet technique

La fonction d’usage de l’objet technique s’énonce ainsi : Capter un niveau sonore ou établir des consignes de réglage, convertir, puis amplifier ces signaux pour produire des faisceaux de lumière monochromatique destinés à divertir un public d’une salle de spectacle.

2.6 Elargissement de l’étude 2.6.1 Fonction globale de l’objet technique

La fonction globale s’énonce de la manière suivante : Générer des signaux de commandes destinés à produire des faisceaux de lumière.

2.6.2 Schéma fonctionnel de niveau I 2.6.3 Objets techniques ayant la même fonction globale

Tous les objets techniques permettant de diffuser des effets visuels peuvent être cités :

Gradateurs de lumière. Stroboscopes. Projecteurs à effets multi faisceaux.

2.6.4 Schéma fonctionnel de niveau II

Informations visuelles

Informations sonores

Générer des signauxde commandes

Consignes de réglageE2

S

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Faisceaux laserS

Consignes dutechnicien

Signaux sonoresE1

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Générationdes

faisceauxAmplification

Selectionde la

source decommande

Conversion


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2.7 Etude fonctionnelle et structurelle de l’objet technique Remarque : Trois techniques sont utilisées pour commander le déplacement des faisceaux lasers. Par miroirs rotatifs. Par miroirs polygonaux. Par miroirs plans.

Avec les deux premières techniques, les possibilités de commande se limitent à agir sur la vitesse de rotation des moteurs de miroir, généralement au nombre de deux. Sur certains lasers à miroirs polygonaux, il est également possible d'obtenir un positionnement du faisceau en pan/tilt, comme sur les scanners, ce qui ajoute encore deux canaux de commande.

2.7.1 Schéma fonctionnel de 1er degré

Fonction : Génération des commandes FP1 Rôle de la fonction : En fonction du choix de l’opérateur, elle permet de générer les signaux image d’une pression acoustique, les signaux de commande automatique et les signaux de commande manuelle. Situations initiales de la matière d’œuvre : ISC, UF Information analogique image de la pression acoustique émise par le microphone. Energie destinée au circuit de mise en fonction manuelle. Situations finales de la matière d’œuvre : NP, NC Informations numériques image de la pression acoustique. Informations numériques de commande automatique.

Fonction : Comptage et conversion FP2 Rôle de la fonction : Après un comptage et une conversion, elle génère des signaux analogiques image de la pression acoustique, du signal de commande automatique. Elle permet également de fixer manuellement les grandeurs de commande. Situations initiales de la matière d’œuvre : CMH, CMT Information analogique image de la pression acoustique ou image du signal de commande automatique en fonction du choix de l’utilisateur. Energie de commande manuelle. Situations finales de la matière d’œuvre : MT1, MT2 Information analogique de commande du moteur 1. Information analogique de commande du moteur 2.

Fonction : Commande des moteurs FP3 Rôle de la fonction : Cette fonction permet la commande des moteurs 1 et 2 Situations initiales de la matière d’œuvre : MT1, MT2 Information analogique de commande du moteur 1. Information analogique de commande du moteur 2. Situations finales de la matière d’œuvre : MO1, MO2+ et MO2- Information analogique de mise en fonctionnement du moteur 1. Information analogique de mise en fonctionnement du moteur 2.

Fonction : Commande DMX FP4 Rôle de la fonction : Cette fonction permet la commande automatique programmée des effets laser. Situations initiales de la matière d’œuvre : R1IN, T1OUT, NPROG Information numérique de réception de nature RS232 Information numérique de transmission de nature RS232 Information numérique de programmation Situation finale de la matière d’œuvre : DMX mode Informations numériques de commande automatique programmée


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2.7.2 Définitions des fonctions annexes

Fonction : Alimentation FA1 Rôle de la fonction : Cette fonction fournit l’énergie de fonctionnement nécessaire aux fonctions principales FP1, FP2, FP3.

Situation initiale de la matière d’œuvre : Issue du bloc secteur Source d’énergie variable issue du réseau EDF.

Situations finales de la matière d’œuvre : UF, UL Sources d’énergies continues destinées aux fonctions FP1, FP2, FP3. Source d’énergie continue destinée au laser.

Partie opérative : Laser FA2 Rôle de la fonction : Cette partie opérative permet de générer le faisceau laser.

Situation initiale de la matière d’œuvre : UL Source d’énergie continue destinée au laser.

Situation finale de la matière d’œuvre : FL Information visuelle émise par le faisceau laser.

Partie opérative : Moteurs FA3 Rôle de la fonction : Cette partie opérative permet la mise en rotation des miroirs liés aux moteurs

Situations initiales de la matière d’œuvre : MO1, MO2+, MO2- Information analogique de mise en fonctionnement du moteur 1. Information analogique de mise en fonctionnement du moteur 2.

Situations finales de la matière d’œuvre : Mise en rotation du moteur 1. Mise en rotation du moteur 2.

2.7.3 Schémas fonctionnels de 2e degré

Schéma fonctionnel de la fonction FP1 Définitions des fonctions secondaires de la fonction FP1

Remarque : Caractéristiques du microphone à électret Ampli FET intégré Bande passante : 50hz à 12khz Omnidirectionnel Sensibilité : 5 mV /Pa Rapport : S/B > 44dB

Impédance : 600Ω Diamètre : 10 mm Alimentation : 1,5V à 10V

Fonction : Captage audio Fs1.1 Rôle de la fonction : Cette fonction assure le captage audio de la source sonore et filtre les signaux acoustiques non désirés. Grandeur d’entrée : ISC Signal acoustique variable image de la source sonore sélectionnée par le technicien audio visuel. Grandeur de sortie : A Signal analogique image de la source sonore sélectionnée. Ce signal est aussi filtré.


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Fonction : Amplification et filtrage Fs1.2 Rôle de la fonction : Cette fonction amplifie et filtre le signal analogique image de la source sonore sélectionnée. Grandeur d’entrée : A Signal analogique image de la source sonore sélectionnée. Grandeur de sortie : B Signal analogique image de la source sonore sélectionnée. Amplifiées et filtrées, seules sont conservées les alternances positives.

Fonction : Amplification Fs1.3 Rôle de la fonction : Cette fonction amplifie le signal analogique image de la source sonore sélectionnée. Grandeur d’entrée : B Signal analogique image de la source sonore sélectionnée. Grandeur de sortie : C Signal analogique amplifié image de la source sonore sélectionnée.

Fonction : Conversion Fs1.4 Rôle de la fonction : Cette fonction permet de détecter l’enveloppe image de la source sonore sélectionnée. Grandeur d’entrée : C Signal analogique amplifié image de la source sonore sélectionnée. Grandeur de sortie : D Signal analogique image de la source sonore sélectionnée. Ce signal est redressé et lissé.

Fonction : Comparaison Fs1.5 Rôle de la fonction : Cette fonction permet la comparaison du signal analogique à une tension de référence. Cette tension est fixée à 1V. Grandeur d’entrée : D Signal analogique image de la source sonore sélectionnée. Ce signal est redressé et lissé. Grandeur de sortie : NP Signal numérique résultat de la comparaison.

Fonction : Génération d’impulsions Fs1.6 Rôle de la fonction : Cette fonction permet de générer un signal numérique destiné à la mise en fonction automatique des faisceaux lasers.

Grandeur de sortie : NC Signal numérique variable. Les réglages donnés par le technicien audio visuel permettent la variation du signal numérique. Les valeurs de réglage sont les suivantes :

• Niveaux du signal UNCM Niveau bas de UNCM égal à +0,6V Niveau haut de UNCM égal à +4,76V

• Pour la période du signal UNCM l’ajustement de P1 permet d’obtenir les valeurs : Valeur minimale de T = 3s Valeur maximale de T= 10s


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2.7.4 Schémas structurels de l’objet technique

Schéma structurel de la fonction FP1

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Schéma structurel de la fonction FP3

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90

12

D41

1N4

14

8

-+

MO

TEU

R 2

Q1

901

3

Q6

901

2

+6V

R25

10

k1

/4W

R26

7.9

k1

/4W

+6V

D40

1N4

14

8

+6V

+6V

R21

10

0k

1/4

W

Q7

90

13

R70

3.9

1/4

W

-+

MO

TEU

R 1

+6V

D2

1N

41

48

10

98

U4:

C

LM

32

4

Par

tie o

pér

ativ

e

1 1

23

4

23

4

ABCD

ABCD

Sys

tèm

e d

'écl

air

ag

e d

e s

cèn

e a

uto

ma

tisé

Edi

tion

: 20

05F

euill

e 4/

4

Ech

elle

1:1

Dat

e :

08 1

1 20

05D

essi

né p

ar :

L P

M F

Fic

hier

: D

L2-S

CH

EM

Ref

: I

SIS

5.2

0B

EP

des

mét

iers

de

l'éle

ctro

niqu

e s

essi

on 2

006

Dan

ce la

ser

2

Fon

ctio

n F

P3

: S

chém

a st

ruct

urel

A 4

V1.

0

L P M F

I MT2

I MT1

u RE

F2


/ 15

Schéma structurel de la fonction FA

1 1

23

4

23

4

ABCD

ABCD

Sys

tèm

e d

'écl

air

ag

e d

e s

cèn

e a

uto

ma

tisé

Edi

tion

: 20

05F

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Ech

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08 1

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L P

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SIS

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EP

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mét

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Dan

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Fon

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A :

Alim

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L P M F

VI

1V

O3

GND2

U5

78

06 BA

T1

+6V

S1

PO

WE

R

J1 JAC

K

VI

3V

O2

ADJ1

U7

LM

31

7L

R71

1.2

k1

/4W

R72

1.8

k1

/4W

C5

100

0u

F25

V

C6

220

uF

16V

C7

10

0n

F5

0V

DC

in

+6V

LAS

ER

Pa

rtie

op

éra

tive

uL

I

50uA

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