LES SOURCES LUMINEUSES

Depuis la torche jusqu'aux diodes électroluminescentes en passant par les bougies, les lampes à huile puis à pétrole et les ampoules à incandescence, les hommes ont toujours cherché à se sortir de la nuit, source de peur mais aussi de mystère et d'émerveillement, en particulier dans le monde sous-marin.

Cette étude présente les bases de l'évaluation de différentes sources lumineuses utilisées pour l'éclairage sous-marin. Si elle rebute certains visiteurs, je leur suggère de s'intéresser d'abord aux conclusions moins développées mais plus accessibles.

Table des matières

Les sources

Les unités de mesure

Remarques importantes

Conclusions

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Les sources

Les ampoules à filament de tungstène

Elles sont de moins en moins utilisées. (Encore 60% du marché mondial) Elles disparaîtront progressivement du marché à partir de 2011. Elles fournissent une lumière dite chaude, tirant légèrement sur le rouge. Elles sont fragiles et ont une durée de vie entre 1000 et 2000 heures. Leur rendement se situe entre 10 et 15 lumens par watt.

Les ampoules halogènes

Ce sont aussi des lampes à incandescences. Elles ont une durée de vie de 2000 à 3000 heures. Elles fournissent aussi une lumière dite chaude mais tirant un peu moins sur le rouge. Leur rendement est de 18 à 25 lumens par watt)

Les ampoules fluorescentes dites au néon

Elles ont un bon rendement. Elles peuvent fournir toutes les couleurs visibles en fonction du dépôt sur le verre. Elles ont une durée de vie de 6000 à 15000 heures mais restent fragiles encombrantes et nécessitent une tension d'amorçage élevée. Leur rendement est de 60 à 100 lumens par watt.

Les ampoules à décharge (High Intensity Discharge ou HID)

Elles sont apparues récemment et se caractérisent par un bon rendement d'environ 70%, meilleur que celui des lampes halogènes. Par contre, elles nécessitent une alimentation destinée à amorcer la décharge puis à l'entretenir. Cette alimentation, issue des techniques utilisées pour les phares de voitures, est encore encombrante et chère bien que des progrès sensibles soient réalisés régulièrement. Elles fournissent une lumière dite froide, tirant légèrement sur le bleu.

Les diodes électroluminescentes

 Ce sont les dernières arrivées. Elles présentent de nombreux avantages, dont un excellent rendement, une durée de vie de quelques dizaines de milliers d'heures. Une tenue mécanique à toute épreuve. Elles nécessitent un courant constant ce qui impose de mettre une résistance en série ou d'ajouter une alimentation à découpage à régulation de courant. Le fait de disposer d'une électronique permet d'ajuster le flux lumineux. En réduisant la consommation on augmente l'autonomie. Il existe des diodes de pratiquement toutes les couleurs allant de l'infrarouge à l'ultra violet. Aujourd'hui ce sont les diodes rouges qui ont le meilleur rendement. Néanmoins, les efforts des fabricants portent surtout sur les diodes blanches parce qu'elles sont les plus utiles en éclairage. Les autres couleurs sont généralement utilisées pour la signalisation. Il faut cependant noter que la couleur verte, au centre du domaine visible, se réfléchit moins sur les particules et donc améliore la vision en milieu turbide. La tension ainsi que leur rendement diminue avec leur échauffement. Elles nécessitent donc un radiateur suffisant pour limiter l'élévation de leur température. Quatre vingt pour cent de la puissance fournie est transformée en chaleur. Vingt pour cent est transformée en lumière. Leur rendement lumineux pour la couleur blanche atteignait 100 lumens par watt en 2008 mais l'on espère atteindre les 200 lumens par watt avant 2020.

 

 

LED de puissance sur radiateur en étoile
 

Dans les phares de plongée, on utilise 2 températures de couleur.

A 5700K, la lumière est blanche avec tendance vers le bleu. C'est aujourd'hui cette température de couleur qui donne un rendement vers 120 lumens par watt. Le rendu des couleurs (IRC) est autour de 70.

A 4300K, la lumière tend vers le jaune. Le rendement est plus faible tendant vers 100 lumens par watts par contre elle procure un meilleur rendu des couleurs (IRC) de 85. Elle conviendrait donc mieux au plongeur qui veut faire de la photo ou de la vidéo. Certains fabricants appellent cette couleur "White Neutral" pour "Blanc Neutre".

On notera qu'on ne doit pas parler de degrés Kelvin mais tout simplement de Kelvins avec le symbôle (K) et non pas (°K).

Calcul de la résistance ballast à ajouter en série avec la diode :

- Résistance R en ohms = (Tension dont on dispose* - Tension aux bornes de la diode**) / Courant I que l'on veut faire passer dans la diode***

* La tension dont on dispose doit être supérieure à celle de la diode.

** La tension typique en volts aux bornes de la diode est donnée par le fabricant.

*** Le courant I en ampères est choisi par l'utilisateur. Il ne doit pas dépasser le courant maximum donné par le fabricant.

Les diodes peuvent être disposées en série mais pas en parallèle.

Après essai, un léger réajustement de la valeur de la résistance peut être nécessaire.

- Puissance en watts supportée par la résistance P = RI². (Prendre une marge d'au moins 50%)

Remarque importante :

Les sources d'énergie ont une résistance interne qui s'ajoute à la résistance ballast.

Par exemple 4 piles alcalines LR6 de 1,5 volts chacune donnent au total 6 volts avec une résistance interne d'environ 1, 3 ohms.

(On a donc dans ce cas : Résistance ballast = résistance calculée - 1,3 ohms)

Exemple 1 :

Suivant la feuille de caractéristiques, une diode de puissance a un courant nominal de 350 mA pour lequel, la tension à ses bornes est de 3,1 volts.

Nous voulons l'alimenter avec 4 piles alcaline de 1,5 volts.

La réserve de tension est de 6 - 3,1 = 2,9 volts. La résistance à mettre en série devra donc être : (2,9 / 0,350) - 1,3 = 6,98 ohms

Les résistances courantes s'échelonnent suivant une norme "E12" : 1 - 1,2 - 1,5 - 1,8 - 2,2 - 2,7 - 3,3 - 3,9 - 4,7 - 5,6 - 6,8 - 8,2 ohms

Nous choisirons la valeur juste en dessous de 6,98 soit 6,8 ohms pour tenir compte de la résistance éventuelle dans le câblage.

Sa puissance devra être : 6,8 x 0,35 x 0,35 = 0,833. Nous choisirons au moins 1 watt.

Exemple 2 :

Suivant la feuille de caractéristiques, une diode de puissance a un courant nominal de 350 mA pour lequel, la tension à ses bornes est de 3,5 volts.

Nous voulons l'alimenter avec un chargeur de téléphone dont la tension en standard est de 5,1 volts.

La réserve de tension est de 5,1 - 3,5 = 1,6 volts. La résistance à mettre en série devra donc être : (1,6 / 0,350) = 4,57 ohms

Les résistances courantes s'échelonnent suivant une norme "E12" : 1 - 1,2 - 1,5 - 1,8 - 2,2 - 2,7 - 3,3 - 3,9 - 4,7 - 5,6 - 6,8 - 8,2 ohms

Nous choisirons la valeur juste en dessous de 4,57 soit 3,9 ohms pour tenir compte de la résistance éventuelle dans le câblage.

Sa puissance devra être : 1,6x1,6 : 3,9 = 0,656. Nous choisirons au moins 1 watt.

Nous devons faire remarquer qu'il est préférable de ne pas utiliser une source de tension trop élevée. En effet, les diodes se comportant comme des zener, leur tension ne varie pas beaucoup et si la tension d'alimentation est élevée, il faut utiliser une résistance de forte valeur qui dissipe davantage de puissance inutilement. Pour ma part, j'utilise une tension d'alimentation qui ne dépasse celle de la ou des diodes en séries que de quelques volts ou 10%.

Modules électroniques :

Ils permettent de ne pas utiliser de résistance. Les fabricants proposent des modules tout prêts. Ce sont des alimentations à découpage régulées en courant. Elles ont une rendement supérieur à 80% et permettent de multiplier par 2 l'autonomie des accus. Ils fonctionnent indépendamment de la tension d'alimentation. (Par exemple entre 6 et 30 volts. Ils chauffent peu. Par contre, ils ont un encombrement plus important qu'une résistance de puissance. Ils permettent de faire varier le flux lumineux voire d'envoyer des messages codés.

En théorie, les chargeurs de téléphone peuvent être utilisés sans résistance. En effet, comme les modules ci-dessus, ils sont limités en courant. Par contre, la valeur de ce courant ne peut être ajustée facilement. Un chargeur standard est prévu pour fournir 700 mA sous 5,1 volts. En fait, le courant est limité aux environs de 120% soit 840 mA ce qui n'est pas éloigné du courant maximum que peuvent supporter la pluspart des diodes de puissances. Pour vérifier ce courant maximum, il suffit de mettre une résistance d'environ 3,3 ohms en série avec un ampèremètre.

On notera aussi que les diodes électroluminescentes n'aiment pas les inversions de polarité même brèves pas plus que les micro coupures d'alimentation. On évitera donc les alimentations qui comportent, sans protection, des bobinages ainsi que les commandes par relais sujettes à des rebondissements. Les protections consistent à mettre des diodes de récupération sur les bobinages et des condensateurs en parallèle sur les diodes lorsqu'il y a des coupures fréquentes..

Attention :

Exemple de caractéristiques de LED données par le fabricant "Luxeon"

Puissance électrique maximum : 5 wattsC'est la puissance maximum que peut dissiper la diode. (Produit de la tension à ses bornes par le courant qui la traverse)
Diagramme de rayonnement : C'est la courbe dont la révolution détermine le rayonnement total de la diode. Le diagramme Lambertien est une sphère placée devant la diode.
Couleur : BlancheC'est la couleur globale de la lumière émise. Elle peut avoir des dominantes de couleurs particulières.                                                                                         
Température de couleur : 5500 KElle s'exprime en Kelvins. Elle est souvent utilisée de façon à différencier la lumière froide tirant sur le bleu de la lumière chaude tirant sur le rouge. Plus la température est élevée plus la lumière émise est froide. C'est un paradoxe qui nous vient des photographes.
Flux émis : 120 lumensC'est la quantité totale de lumière émise. (Indépendante de l'angle du faisceau)
Tension typique: 6,84 voltsC'est la tension aux bornes de la diode. Elle varie peu avec le courant qui la traverse. (Plus généralement, les diodes ont une tension d'environ 3,3 volts)
Courant nominal : 700 mAC'est le courant qui définit la meilleure performance de la diode. En dessous, la performance diminue, au-dessus, on diminue sa durée de vie.
Angle du cône lumineux : 120° - C'est l'angle dont la révolution génère le cône dans lequel l'intensité lumineuse est supérieure à la moitié de l'intensité maximum.

Rendement : 40 lm/W - C'est le rapport entre le flux lumineux produit, en lumens et la puissance électrique absorbée, en watts.

Durée de vie : 50.000 h - C'est la durée de fonctionnement espérée avant que le flux lumineux n'ait baissé de moitié. (On sait que toutes les 1000 heures, le rendement diminue d'environ 1%) La durée de fonctionnement est aussi affectée par l'élévation de température. La durée indiquée correspond à une utilisation à la valeur nominale de courant. (Souvent entre 350 et 1000 mA) Au delà, la durée espérée diminue rapidement. La valeur maximum de courant correspond à une durée zéro. (Destruction de la diode)

- Remarque : Si en moyenne les plongées durent une heure, 1000 plongées vont bien au-delà du nombre effectué par la plupart des plongeurs.

Ces caractéristiques nécessitent quelques explications

Les unités de mesure

Une confusion règne dans l'évaluation des performances des lampes destinées à l'éclairage sous-marin surtout avec l'apparition des diodes électroluminescentes. Les fabricants ont pris l'habitude de comparer ces dernières avec les lampes halogènes par la puissance en watts qui donnerait le même éclairement mais cela est très subjectif.

Les unités officielles

- L'intensité lumineuse

Elle s'exprime en Candelas dont le symbole est (cd).

 

Ancienne définition : c'est l'l'intensité lumineuse dans une direction déterminée d'une ouverture perpendiculaire à cette direction, ayant une surface de 1/60 de cm²; et rayonnant comme un radiateur intégral (corps noir)à la température de solidification du platine. * Cette unité est peu utilisée pour les lampes destinée à l'éclairage.

Nouvelle définition : Depuis le 12 octobre 1979, la candela est l'intensité lumineuse, dans une direction donnée, d'une source qui émet un rayonnement monochromatique de fréquence 546,48 Giga hertz (ou de 550 nano mètres de longueur d'onde) et dont l'intensité énergétique est 1/683 watt par stéradian.

Cette fréquence est, entre le jaune et le vert, aux environs du maximum de sensibilité de l'œil humain. Une bougie standard émet environ 1 cd, une ampoule à incandescence de 40 watts émet 120 cd.

- Le flux

Pour les diodes de couleur, il s'exprime en watts, symbole (W).

Pour les diodes blanches, il s'exprime en lumens, symbole est (lm). (Le lumen représente 1,6 millièmes de watt)

Un lumen correspond au flux émis dans un angle solide de 1 stéradian par une source ponctuelle uniforme située au sommet de l’angle solide dont l’intensité vaut 1 candela. (Un lm = 1cd.sr) Il faut noter que cette unité s'applique au spectre large de la lumière visible par l'oeil humain. Une source émet aussi un rayonnement invisible. En particulier dans l'infrarouge. La totalité de l'énergie émise s'exprime en watts.

 

Le rendement est le rapport entre le flux de lumière et la puissance électrique totale.

- Une diode ultra violette de puissance fournira par exemple 195 milliwatts lumineux pour une puissance électrique consommée de 1,3 watts. Son rendement est donc de 150 milliwatts par watts ou 15%.

- Une diode blanche qui émet dans un cône de 120° émet donc dans 3,14 Sr. Si son intensité est de 40 cd, elle fournit un flux de 125,6 lm. Si elle consomme 2,512 watts électrique, son rendement est de 50 lumens par watt.

 

On notera qu'à flux égal, une diode émettant dans un angle solide de 130° aura une intensité plus faible qu'une diode émettant dans un angle de 90°. Cette dernière sera plus dangereuse pour l'oeil.

- L'éclairement

Il s'exprime en lux dont le symbole est (lx). C'est l'éclairement d'une surface qui reçoit normalement, d'une manière uniformément répartie, un flux de 1 lumen par m². Il diminue en fonction du carré de la distance. C'est la mesure que font encore quelques photographes avec un luxmètre. L'automatisation des appareils de photographie réserve cet usage à quelques professionnels initiés.

Néanmoins, on utilisera plutôt l'intensité lumineuse en Candelas pour les sources destinées à la signalisation et le flux en Lumens pour les sources destinées à l'éclairage. En effet, c'est l'éclairement d'un objet qui détermine le confort avec lequel on l'observe.

- Courant, tension, puissance

Pour les diodes électroluminescentes de puissance, (LED) les fabricants donnent en plus le courant qu'elles peuvent supporter et la tension qui en résulte. Une diode alimentée, par exemple, par un courant continu de 350 mA aura à ses bornes une tension voisine de 3,4 volts. La puissance qui y est dissipée est d'environ 1,20 watts. Elle doit être évacuée par un radiateur pour éviter la surchauffe. Cette puissance n'a rien à voir avec celle annoncée par les fabricants qui n'hésitent pas, dans ce cas, à annoncer 10 watts. (Équivalence lumineuse hypothétique avec une ampoule halogène de cette puissance)

La puissance donnée par les fabricants est la puissance absorbée. Elle ne constitue pas un critère de performance. En effet, on trouve des diodes qui absorbent plus de 5,25 watts électriques (3,5 V x1,5A) et ne restituent que 140 lumens et d'autres qui absorbent 3,2 watts électriques (3,2V x 1A) et qui restituent 240 lumens. Les premières nécessitent en plus un refroidissement bien plus efficace.

On reproche aux diodes électroluminescentes de chauffer beaucoup. En fait, elles chauffent beaucoup moins que les ampoules à incandescence. Par contre, elles supportent assez mal cette élévation de température. Celle-ci influe sur leur rendement et sur leur durée de vie. Dans beaucoup d'applications utilisant des diodes de puissances, il est donc nécessaire d'utiliser des radiateurs pour limiter cette élévation de température.

- Résistance thermique

 

C'est la caractéristique thermique de la diode. Elle s'exprime en kelvin par watts. (Rth=K/ W) Par exemple, une diode qui traversée par un courant de 1 ampère a à ses bornes 3,8 volts dissipe 3,8 watts. Si sa résistance thermique Rth est de 10 K/W, la température de la puce s'élève de 38 K. A la température ambiante de 50°C, la puce attend 88°C. Si sa température maximum est de 80°C, elle risque d'être détruite.

Les résistances thermiques des diodes électroluminescentes se situent entre 3 et 10K/ W.

La température maximum de la puce varie entre 80 et 150°C suivant les modèles.

Remarque : Le degré Celsius (°C) est égal au Kelvin mais ils n'ont pas la même référence. Le °C se réfère à la température de congélation de l'eau, le Kelvin se référe au zéro absolu qui est de moins 273 °C.

Calcul de température

La température atteinte par la puce de la diode est égale à la puissance qui y est dissipée multipliée par la somme des résistances thermiques entre la puce et l'ambiante. Pour réduire cette température, il faut mettre la diode sur un radiateur dont la résistance thermique avec l'air ambiant est suffisamment faible.

Exemple :

- La puce supporte 110°C.

- Elle dissipe 3 watts.

- Elle a une résistance thermique de 5K/ W.

- Le radiateur à une résistance thermique de 15K/ W.

(Ceci s'obtient approximativement avec une feuille de laiton de 25 cm carré et de 2 mm d'épaisseur)

La résistance thermique totale est de 5 + 15 = 20K/ W

L'élévation de température de la puce est de : 20x3=65°

La température ambiante ne devra donc pas dépasser : 110-65= 45°C.

Remarques :

Le contact thermique entre la diode et le radiateur n'est jamais parfait. Pour l'améliorer, on utilise des graisses spéciales voire des colles à l'argent. Néanmoins, ce contact imparfait augmente la résistance de plusieurs dixièmes de kelvin par watts. Il faut donc soit en tenir compte soit prendre des marges suffisantes. De plus un radiateur de couleur noir mat et vertical rayonne mieux qu'un radiateur argent brillant et horizontal.

Nous pourrions considérer que le radiateur sur lequel est monté la diode est infini c'est à dire que sa résistance thermique est de zéroK/W avec l'air ambiant. Dans ce cas, seule la résistance thermique de la diode interviendrait. Exemple : Une diode dont la résistance thermique est de 6K/W et qui dissipe une puissance de 3 watts voit sa puce monter à 18° au dessus de l'ambiante. Un tel radiateur ne peut pas exister mais on peut s'en approcher par un refroidissement à l'aide d'une soufflerie ou par un liquide de refroidissement, du glycol par exemple.

Les diodes électroluminescentes de puissance se présentent de 2 façons. Soit le boîtier est seul soit il est montée collé sur un petit radiateur exagonal en aluminium. La colle à base d'argent utilisée présente une résistance thermique négligeable. Ce radiateur peut avoir une résistance thermique de 40K/W. Ceci limite les possibilités de la diode, si l'on veut en limiter l'échauffement. Par contre, si l'on colle ce petit radiateur sur un grand modèle ayant par exemple une résistance de 1K/W, les résistances se mettent en parallèle et c'est cette dernière qui est prépondérante.

 

Si l'on appelle Rtha la première et Rthb la deuxième, la résistance résultante Rth sera donnée par la formule : Rth = (Rtha x Rthb) / (Rtha + Rthb)

 

 

- Température de couleur

 

La couleur est une fonction de la température. On appelle température de couleur celle obtenue avec un corps noir chauffé à une température comprise entre 2000 et 10000 kelvins. Il faut remarquer que la lumière blanche est une lumière qui en théorie contient toutes les couleurs. (Exemple celle du soleil 5800 K)

Pour les lumières voisines du blanc, on notera que les photographes appellent lumière chaude une lumière de température 3300 kelvins légèrement rouge et lumière froide une lumière, de température de couleur 5500 kelvins, légèrement bleue.

A titre d'exemple :

Ampoule au tungstène : Température de couleur de l'ordre de 2850 K

Ampoule halogène : Température de couleur de l'ordre de 3200 K.

Ampoule à décharge : Température de couleur de l'ordre de 5500 K.

Diodes électroluminescentes : Elles couvrent toute la gamme des couleurs de l'infra rouge à l'ultra violet

  

Spectre lumineux

Si lon trace la courbe de l'amplitude en fonction de la couleur, (ou de sa longueur d'onde) on obtient le spectre lumineux. Il est pratiquement impossible d'obtenir une amplitude constante pour toutes les couleurs. Par contre, le spectre sera centré sur une couleur dominante, rougr, vert, bleu ... Les diodes blanches on un spectre assez constant mais il y a toujours des dominantes souvent dans le bleu our les lampes dites à lumière froide.   

 

Pour préciser une couleur, on peut l'indiquer par la sensation éprouvée par l'œil par comparaison avec, par exemple, les couleurs de l'arc-en-ciel mais, pour être plus précis, on utilise la longueur d'onde de la lumière émise en "Nanomètres". Symbole (nm). A titre d'exemple, nous donnons ci-dessous les couleurs les plus courantes avec quelques applications à la plongée.

 

Blanche      : 3300K. Lampe de plongée, lampe pour Inspection Visuelle des blocs.

Rouge         : 625 à 660 nm. Peut être mélangée à la lumière blanche en photographie pour faire ressortir le rouge.

0range        : 617 nm

Ambre        : 590 nm

jaune          : 585 nm

Vert             : 525 nm. Améliore la vision en milieu turbide.

Cyan           : 505 nm

Bleu            : 455 nm

Ultra violet : 395 nm.  Permet de détecter les traces de graisses en inspection visuelle oxygène.



Les couleurs sont aussi utilisées pour la signalisation. On notera que dans ce cas, elles peuvent en plus être clignotantes, plus ou moins rapidement.


Vert : Tout va bien

Jaune ou ambre : Attention

Rouge : Danger

Une lumière est rarement pure. On parle alors d'un spectre de raies qui est un mélange de couleurs pures.

- Cône de rayonnement

Le cône de rayonnement est défini, en stéradians symbole (Sr)**, comme celui qui englobe la moitié de son intensité lumineuse. Quand la partie rayonnante d'une diode électroluminescente est plane, elle procure un diagramme de rayonnement représenté par une sphère tangente à ce plan. L'angle de rayonnement est donc de 90°. Ce diagramme est dit "Lambertien". Il procure une lumière homogène dans le cercle projeté. Un autre diagramme est dit "Batwing". (Aile de chauve-souris) Il donne une lumière renforcée sur les bords du cercle projeté.

 

Un cône circulaire d'angle "Téta" au sommet découpe dans l'espace un angle solide en stéradian de 2x3,14[1-Cos(Téta/2)]

La plupart des diodes que l'on trouve dans le commerce sont noyées dans un plastique transparent. Cependant dans les dernières versions, la coupole est en verre, ce qui améliore les performances. Ce matériau est plus performant et plus stable devant les problèmes de surchauffe. La forme extérieure va donner au faisceau de sortie un cône plus ou moins ouvert allant généralement de 20 à 130 degrés dans lequel le flux lumineux est homogène. Il  n'est donc pas nécessaire d'ajouter une optique, dans la mesure ou l'on peut trouver une diode qui a l'angle souhaité. On peut aussi associer plusieurs diodes pour augmenter le flux lumineux.

- Remarque importante

 

Beaucoup de sources lumineuses sont dangereuses à regarder en face en raison de la forte intensité lumineuse qu'elles émettent.

Le risque dépend à la fois du flux lumineux, de l'angle dans lequel il est émis, du spectre de couleur et de la durée d'exposition. Dans le spectre de certaines diodes, des lampes à décharge et du soleil la raie bleue est dangereuse pour la rétine même si le faisceau rouge très étroit des diodes laser n'est pas sans danger. Les lampes devenant de plus en plus puissante, on veillera donc à ne pas diriger le flux lumineux vers les yeux d'une personne.

On notera cependant qu'en général on ne regarde pas ces sources en face mais leur réflexion sur les objets observés qui dispersent, atténuent le flux et filtrent le spectre lumineux.

Conclusions

 

Tout ceci est bien compliqué

 

Essayons d'éclaircir les choses plus simplement

Entrons dans une pièce avec une lampe utilisant une seule diode à faisceau très étroit. Nous verrons une tache très lumineuse sur le mur mais rien d'autre. Si l'on élargit le faisceau avec une optique réglable, on éclairera une plus grande surface mais l'éclairement sera plus faible permettant moins de distinguer les objets. Le flux lumineux émis par la lampe n'a pas changé et pourtant le résultat est très différent.

Ce qui nous intéresse, c'est donc le flux lumineux et la surface couverte. A titre d'exemple, nos bonnes vieilles ampoules au tungstène de 40 watts électriques  avaient une intensité lumineuse de 100 candelas et un flux de 1200 lumens dans un cône de 360°. Les meilleures diodes électroluminescentes d'aujourd'hui absorbent 5 watts électriques et donnent en théorie un flux maximum de 500 lumens dans un cône de 120°. Ceci n'empêche pas les fabricants d'annoncer que ce sont des lampes de 20 watts. (Toujours par comparaison avec des lampes halogènes)

 

Si nous augmentons le courant dans une ampoule au tungstène le flux augmente et elle donne une lumière plus blanche. (Lumière froide) Si on le diminue, le flux diminue et elle donne une lumière plus orange. (Lumière chaude) Par contre dans une diode électroluminescente les variations de courant permettent de faire varier le flux mais ne donne que de faibles variations de la couleur.

 

Les fabricants :

Ils devraient utiliser les unités officielles, c'est une obligation de la loi. (Les clients auxquels on expliquera bien les choses finiront par s'y habituer)

Le flux en lumens, le cône d'émission en degrés et la température de couleur en kelvin.

Bien qu'utilisées couramment par les éclairagistes et les photographes, ces unités ne sont pas toujours comprises ni accessibles aux plongeurs. Elles devraient néanmoins figurer dans les catalogues des fabricants, au lieu de comparer l'éclairage des lampes actuelles avec celui d'une lampe halogène d'une puissance donnée ce qui ne veut pas dire grand chose.

Les vendeurs :

Il leur est difficile d'exposer toute cette théorie devant un client lambda. La comparaison de deux lampes est plus pratique mais elle reste subjective. Elle doit néanmoins porter sur l'éclairement obtenu, son homogénéité et sur le respect des couleurs des objets éclairés. Ceci dans un diamètre donné par le faisceau projeté à une distance donnée. (Pour une lampe de plongée, l'examen d'un cercle de 1 mètre de diamètre à une distance de 1 mètre, nous semble convenable)

Il faut cependant se méfier de la comparaison de deux sources lumineuses car l'oeil a une telle faculté d'adaptation qu'il faut comparer ces sources simultanément.

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* Pour être plus précis, c'est 1/60 de l'intensité émise par un corps noir de 1 cm² à la température de fusion du platine. Cela correspond environ à l’intensité émise par une bougie allumée. Exemple : Une lampe de 50W halogène donne dans la direction perpendiculaire au filament une intensité de 100 cd. Mise au foyer d'un miroir parabolique, elle donne entre  40 000 à 100 000 cd. L’intensité lumineuse est dépendante de la tension d’alimentation. (1% de variation de tension = perte de 3.25% d’intensité lumineuse)

** Angle solide qui, ayant son sommet au centre d'une sphère, découpe sur la surface de la sphère, une aire équivalente à celle d'un carré dont le coté est égal au rayon de la sphère.

(Merci Jean-François pour ta collaboration)

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Livre d'or