Les écrans industriels d'extérieur nécessitent-ils un collage optique ?

Le collage optique n'est pas systématiquement nécessaire simplement parce qu'un écran est qualifié d“” extérieur ». Il s'agit d'une recommandation technique forte lorsque l'écran doit rester lisible en plein soleil, lorsque le module avant est exposé à l'humidité et aux variations de température, ou lorsque le remplacement d'un écran défectueux sur site s'avérerait coûteux.

Pour une borne située à l'ombre d'un auvent, où les variations de température sont limitées et où l'accès pour l'entretien est aisé, le raccordement par air peut tout de même constituer le choix le plus pratique.

La question n'est pas de savoir si le collage optique est une technologie plus avancée. Il s'agit plutôt de déterminer si l'interstice d'air présente un risque inacceptable sur le plan optique ou en termes de fiabilité pour l'équipement fini.

La réponse en bref

Conditions d'installation	Recommandation pratique	Raison principale
Exposé à la lumière directe du soleil pendant une partie ou la totalité de la journée	Le collage optique est généralement recommandé	Réduit les reflets internes et contribue à préserver le contraste visible
Chargeur de véhicule électrique d'extérieur, terminal de paiement ou borne publique	Le collage optique est généralement recommandé	La lisibilité et le coût des interventions sur le terrain sont tous deux importants
Humidité et cycles répétés de variation de température	Le collage optique est généralement recommandé	Élimine la poche d'air susceptible de provoquer la formation de buée entre les couches collées
Verre de protection épais placé devant l'écran LCD	Examiner dès que possible le collage optique	L'espace d'air peut accentuer l'effet de réflexion et donner une impression de profondeur plus marquée
Installation semi-extérieure ombragée	Le collage à l'air peut être acceptable	Réduction de la luminosité ambiante et du risque de condensation
Équipement à durée de vie courte permettant de remplacer facilement l'écran	Le collage à l'air peut être acceptable	Un coût initial moindre et une réparation plus aisée pourraient l'emporter sur l'avantage optique
IHM d'intérieur contrôlée	Le collage optique n'est généralement pas nécessaire	Le contexte ne justifie pas le surcoût et la difficulté liée aux retouches.

Aucune valeur de luminosité, aucun indice de protection IP ni aucune épaisseur de verre ne peut à lui seul déterminer la méthode de collage. Il convient d'examiner l'ensemble de la structure avant dans son environnement d'installation réel.

Qu'est-ce que le « collage optique » exactement ?

Dans un écran industriel PCAP classique, la vitre de protection et le capteur tactile forment déjà un ensemble tactile. Le collage optique consiste généralement à laminer cet ensemble tactile directement sur la surface avant de l'écran LCD TFT à l'aide d'un adhésif optique transparent, ce qui élimine l'interstice d'air au niveau de cette interface.

Certains équipements intègrent une vitre de protection supplémentaire devant l'écran fini. Si un espace d'air subsiste entre cette vitre et l'écran, cela crée une nouvelle paire de surfaces réfléchissantes. Le fait qu'un fournisseur indique que “ le collage optique est inclus ” ne signifie pas nécessairement que toutes les interfaces optiques de l'équipement installé sont collées.

Avant de valider la conception, vérifiez les points suivants :

• quels sont les deux ensembles qui sont assemblés par collage ;
• si une vitre de protection distincte restera en place à l'avant ;
• si la luminosité indiquée concerne l'écran LCD nu ou l'ensemble avant complet.

Pour une comparaison détaillée entre le collage de cadres, l'OCA et l'OCR, voir Collage optique ou collage à l'air : comment faire le bon choix pour les écrans tactiles industriels. La première décision à prendre ici consiste simplement à déterminer si l'installation en extérieur nécessite la suppression de l'espace d'air.

Pourquoi l'espace d'air est-il important à l'extérieur ?

Un écran de type « air-bonded » comporte une interface aérienne entre l'écran LCD et la dalle tactile ou la lentille frontale. Une partie de la lumière est réfléchie lorsqu'elle traverse des matériaux présentant des indices de réfraction différents. En intérieur, cela peut s'avérer acceptable. En présence d'une forte lumière ambiante, ces reflets font augmenter le niveau de noir et délavent l'image, ce qui réduit le contraste utile pour l'opérateur.

Le collage optique remplace l'interstice d'air par un matériau transparent dont les propriétés optiques se rapprochent davantage de celles des couches environnantes. Cela permet de réduire les reflets à l'intérieur de l'empilement. Cette technique ne rend pas le verre totalement exempt de reflets et n'apporte pas de luminosité supplémentaire ; elle permet simplement à la luminosité disponible d'atteindre le spectateur plus efficacement.

C'est pourquoi se contenter d'indiquer “ 1 000 nits ” ou “ 1 500 nits ” n'est pas suffisant. La luminosité et la réflexion interne jouent chacune un rôle différent dans la lisibilité en extérieur ; un écran LCD lumineux placé derrière un ensemble frontal mal contrôlé peut tout de même rester difficile à lire.

Pour en savoir plus sur les critères de luminosité (notamment la luminance de l'écran fini, l'angle d'installation et l'exposition directe au soleil), consultez Comment choisir un écran lisible en plein soleil pour une utilisation en extérieur.

Quand le collage optique justifie son coût

Chargeurs de véhicules électriques à énergie solaire directe et terminaux de paiement

L'écran d'un chargeur de véhicule électrique peut être exposé au soleil direct, à la pluie, à une utilisation par le public et à d'importantes variations de température entre le jour et la nuit. L'écran est également situé derrière une structure de protection avant et peut s'avérer difficile à remplacer une fois le chargeur installé.

Dans ce cas de figure, le collage optique se justifie généralement. Il convient de le choisir en veillant à ce que la luminosité de l’écran fini soit suffisante et que la surface avant bénéficie d’un traitement adapté — et non pas de l’utiliser comme substitut à ces éléments.

Équipements d'extérieur soumis à des cycles d'humidité et de température

L'air présent dans l'espace entre les vitres de l'écran peut contenir de l'humidité. Lorsque la température des couches varie, de la buée peut se former dans cet espace. Lorsque ce phénomène se produit à l'intérieur d'un ensemble avant scellé, il est rarement possible de le réparer facilement sur place.

Le collage optique réduit ce risque spécifique en éliminant l'espace d'air au niveau de l'interface de collage. Il ne supprime pas l'humidité présente ailleurs dans le boîtier et ne remplace pas l'étanchéité, le drainage, la ventilation ou le contrôle de l'humidité du boîtier.

Vitre avant épaisse ou résistante aux chocs

Le verre de protection épais est couramment utilisé dans les bornes publiques et les équipements anti-vandalisme. Lorsque ce verre épais est associé à un espace d'air, l'image peut paraître plus en retrait par rapport à la surface et les reflets internes peuvent devenir plus visibles.

Le collage optique améliore souvent les performances optiques, mais il ne confère pas pour autant un indice de résistance aux chocs (IK). Les performances IK08 ou IK10 dépendent de l'ensemble de l'assemblage avant, notamment du type et de l'épaisseur du verre, du renfort des bords, de la structure du boîtier et du test de résistance aux chocs final.

Le fonctionnement tactile doit également être validé à travers la vitre finale. Le collage optique ne remplace pas le réglage du contrôleur PCAP pour les verres épais, la protection contre l'eau, l'utilisation de gants, la mise à la terre ou le bruit électrique.

Équipements dont les coûts d'intervention sur site sont élevés

Les assemblages collés sont plus coûteux et plus difficiles à démonter en cas de réparation. Néanmoins, le collage optique peut réduire le risque global lié au projet lorsque les équipements sont installés sur plusieurs sites ou lorsque l'accès à l'écran nécessite l'ouverture d'une armoire étanche.

Comparez le coût du collage à celui lié à une mauvaise lisibilité, à la formation de buée interne, aux équipements rejetés et aux remplacements sur site.

Quand le collage à l'air reste la meilleure option

Le collage à l'air n'est pas une solution de facilité de mauvaise qualité. Envisagez-le lorsque tous les critères suivants, ou la plupart d'entre eux, sont remplis :

• l'écran reste toujours assombri ;
• l'écran ne soit pas exposé à la lumière directe du soleil ;
• les variations d'humidité et de température sont limitées ;
• la structure avant n'ajoute pas de couche de verre supplémentaire hautement réfléchissante ;
• l'écran est facile à démonter et à réparer ;
• Le coût et la facilité de réparation priment sur le contraste maximal en extérieur.

Une borne semi-extérieure installée sous un auvent profond peut donc afficher un résultat différent de celui d'un chargeur de véhicule électrique situé dans un parking à ciel ouvert, même si les deux utilisent le même écran LCD.

Ce que le collage optique ne permet pas de résoudre

Le collage optique a une fonction bien précise : éliminer une poche d'air interne. Il ne doit pas être utilisé pour affirmer de manière générale qu'un écran est adapté à une utilisation en extérieur.

Cela ne résout pas :

• Luminance insuffisante de l'écran LCD. Un rétroéclairage faible reste faible après le collage.
• Réflexion sur la surface avant exposée. Un traitement par AG ou AR peut néanmoins s'avérer nécessaire. Voir Verre AG, AF et AR pour écrans tactiles industriels.
• Chaleur solaire et noircissement des écrans LCD. Même une enceinte extérieure étanche doit faire l'objet d'une conception thermique adéquate. Voir Pourquoi les écrans industriels d'extérieur surchauffent-ils ?.
• De l'eau s'infiltre dans l'enceinte. Le collage optique ne constitue pas une étanchéité de niveau IP65 ou IP66 pour l'ensemble du produit.
• Réglage de la sensibilité au toucher insuffisant. La conception des capteurs, les réglages du contrôleur, l'épaisseur du verre, la mise à la terre et les interférences restent des facteurs déterminants.
• Protection insuffisante contre les chocs. Le fait d'être collé ne suffit pas à lui seul à garantir une classification IK.

De nombreux projets d'aménagement extérieur qui ont échoué comportent des éléments acceptables pris isolément, mais qui n'ont jamais été validés en tant que système global abouti.

Éléments à vérifier avant de valider l'échantillon

Ne validez pas un échantillon collé en vous basant uniquement sur une fiche technique ou un essai en laboratoire. Vérifiez l'ensemble fini dans des conditions correspondant à l'installation finale.

Élément de vérification	Ce qu'il faut vérifier
Interface collée	Déterminez précisément quel espace d'air a été supprimé et s'il reste une autre fenêtre à l'avant
Luminosité de l'écran une fois l'appareil prêt à l'emploi	Mesurer ou vérifier la luminance à travers l'écran tactile final, le verre et le traitement de surface
Lisibilité à l'extérieur	Observez un contenu représentatif en tenant compte de la direction prévue du soleil et de l'angle de fonctionnement
Qualité du collage	Vérifier l'absence de bulles, de défauts sur les bords, de contamination, de marques de pression, d'irrégularités et de désalignement
Stabilité environnementale	Vérifier la résistance de l'assemblage collé dans les conditions de température et d'humidité requises par le projet
Performances tactiles	Effectuer un essai avec le verre définitif, la mise à la terre du boîtier et les conditions requises en matière d’eau ou de gants
Étanchéité avant	Vérifiez l'étanchéité entre le panneau et le boîtier indépendamment du joint optique
Stratégie de service	Déterminer si un ensemble collé défectueux doit être réparé ou remplacé dans son intégralité

L'échantillon de production doit intégrer le modèle d'écran LCD prévu, l'écran tactile, l'épaisseur de verre, le matériau de collage et le support mécanique prévus. Un échantillon fabriqué avec une version différente de l'écran ou un verre temporaire plus fin ne permet pas de valider l'assemblage final.

Une règle pratique de spécification

La décision concernant le collage optique doit être prise avant que la structure avant ne soit définitive, mais après avoir bien cerné les conditions réelles d'utilisation.

Pour les équipements extérieurs exposés au soleil direct, à un environnement humide ou difficiles à entretenir, il s'agit généralement d'une exigence de fiabilité. En revanche, pour les installations à l'ombre, dans un environnement tempéré et faciles à réparer, cela peut représenter un coût inutile.

Notre position est claire : n’ajoutez pas de collage optique simplement parce que le terme “ extérieur ” figure dans la description du projet. Ajoutez-le lorsque l’espace d’air résiduel entraîne un risque mesurable en termes de lisibilité, de buée ou d’intervention sur site — et vérifiez le résultat sur l’écran complet, et non sur la dalle LCD nue.

Si vous évaluez un moniteur tactile extérieur, veuillez indiquer la taille de l'écran LCD, la luminosité requise, l'exposition au soleil, l'épaisseur du verre de protection, les conditions de fonctionnement tactile, la température de fonctionnement, la méthode d'étanchéité, la structure de fixation et la quantité prévue. Ces informations suffisent pour déterminer si le collage à l'air reste une option valable ou s'il convient d'envisager un collage optique avant la validation de la conception mécanique.

Questions fréquemment posées

Est-ce que tous les écrans d'extérieur nécessitent un collage optique ?

Non. Un écran semi-extérieur ombragé, présentant un risque limité d'humidité et offrant un accès aisé pour l'entretien, peut recourir au collage à l'air. L'exposition directe au soleil, les variations de température et les difficultés d'entretien rendent le collage optique plus intéressant.

Un écran LCD de 1 000 nits nécessite-t-il un collage optique ?

La valeur de luminosité à elle seule ne suffit pas à répondre à cette question. Un écran LCD de 1 000 nits peut tout de même présenter des reflets internes. Examinez l'écran une fois monté dans les conditions réelles de lumière ambiante.

Le collage optique permet-il d'obtenir un écran conforme à la norme IP65 ?

Non. Cela supprime l'interstice d'air au niveau de l'interface optique collée. L'indice de protection IP dépend de l'ensemble du boîtier, du joint d'étanchéité, de l'adhésif, des raccords, des connecteurs et de la méthode d'installation.

Le collage optique permet-il d'obtenir un verre épais conforme à la norme IK10 ?

Non. Le collage peut améliorer l'intégration optique et contribuer à renforcer l'empilement stratifié, mais la résistance IK10 doit être atteinte et vérifiée pour l'ensemble de la structure avant.