2. Brève théorie sur la lumière

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Sommaire
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1 Objectif 2
2 brèves théories sur la lumière
21 théories sur la lumière
22 relations puissance/lumen
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3 Etude du marché des lampes pour vélo à led
31 éclairages avant
32 éclairages arrière
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4
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4 Comment réaliser un éclairage arrière à led
41 Caractéristique d’une led
42 Exemples
43 Led hautes puissances utilisé dans les torches
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6
6
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5 Réalisation d’un éclairage arrière à led 9
6 Réalisations d’un coupe circuit pour vélo électrique
61 Théorie
62 Pratique
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13
14
7 Conclusion
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8 Remerciement 16

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1. Objectif
Trouver sur le marché ou réaliser puis tester un éclairage à faible consommation pour vélo électrique. En
effet ces dernières années, les leds hautes luminescente permettent d’avoir une puissance lumineuse très
importante avec une consommation électrique 5 fois plus faible qu’une lampe classique.
Mais les prix sont relativement chers pour les lampes de hautes qualités (au dessus de 100 €) et très
décevantes pour ce qui est inferieur à 30 €.
L’objectif est d’utilisé son vélo en pleine nuit sur la route (1 heure tous les jours). Donc de voir et être vu de
façon identique à une voiture.
2. Brève théorie sur la lumière
21 Théorie sur la lumière
Le lux est une unité de mesure de l'éclairement lumineux. (Symbole : lx) Il caractérise le flux lumineux reçu
par unité de surface.
Un lux est l'éclairement d'une surface qui reçoit, d'une manière uniformément répartie, un flux
lumineux d'un lumen par mètre carré.
1 lux = 1 lumen/ 1 m
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Le lumen est une unité subjective dépendant de l'être humain. Le lumen quantifie la quantité de lumière
perçue par un être humain « moyen » en présence d'une source de rayonnement électromagnétique. Pour une
même puissance en watts émise, l'œil humain percevra subjectivement une plus grande sensation lumineuse
pour des longueurs d'ondes proches de 555 nm que pour des longueurs d'onde proches de 450 nm ou 650 nm .
La perception sera même nulle ou quasi nulle pour des longueurs d'ondes inférieures à 380 nm ou supérieures
à 780 nm .
De plus, l’éclairage dépend du diamètre de faisceau pour une certaine distance.
Mais très peu de constructeurs de lampe fournissent le nombre de lumen ou le nombre de lux en fonction de
la distance, ni de la plage de la longueur d’onde émise par la lampe.
Pour mieux y "voir", voici quelques valeurs en lux
• rues, routes et autoroutes de nuit : 15 à 50 lux
• activité intermittente ou tâche simple : 125 lux
• mécanique moyenne, travail de bureau : 200 lux
• mécanique fine, dessins : 400 lux
• mécanique de précision, électronique : 600 lux
• tâches difficiles, laboratoires : 800 lux.
La réglementation du code de la route pour une voiture avec des lampes à incandescentes
Feux de croisement (2*55W) R.313 éclairant à 30 m minimum (lumière jaune ou blanche).
Feux de position avant (2*20W) R.313-4 visible à 150 m minimum (lumière jaune ou blanche).
Feux de position arrière (2*20W) R.313-5 visible à 150 m minimum (lumière rouge).
Sachant que les leds ont une efficacité lumineuse approximative 10 fois plus importante qu’une lampe à
filament, il faudrait une puissance de 5W à l’avant et 2W à l’arrière.
Mais quelle est la relation entre puissance et lumen ?

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22 Relation puissance et lumen
Le lumen (symbole lm) est une unité de puissance lumineuse comme le watt (W).
1W = 683 lm (à 555nm)
Cette conversion n'est valable que pour la longueur d'onde 555nm (maximum de sensibilité de l'oeil en
vision diurne). Pour une couleur où la sensibilité de l'oeil est de 60% du maximum (orange ou turquoise par
exemple), 1 watt ne donnera que 683lm x 60% = 410 lm.
Dans le cas d'une lumière blanche, le rapport en lm/W est inférieur à 683 parce que la sensibilité moyenne de
l'oeil, pour toutes les couleurs présentes dans le blanc est inférieure à celle du maximum. Le rapport vaut 240
lm/W. Cette valeur n'est pas un rendement mais une conversion comme celle entre minutes et secondes : il
n'y a aucune perte énergétique entre le watt optique émis et les 240 lm perçus par l'oeil !
90 à 140 lm/W : Ampoule à led astuces-pratiques.fr/lumen-par-watt
40 à 70 lm/W : Ampoule basse consommation et tube fluorescent
7 à 14 lm/W : Ampoule à incandescence classique
0.2 à 0.4 lm/W : flamme de bougie
14 à 30 lm/W : Ampoule halogène 12V
Exemple du nombre de lumen en fonction de la puissance pour une ampoule halogène 12V
Mais quel est le marché de l’éclairage sur les vélos ?

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3. Etude du marché des lampes avant pour velo à led
Sur des forums de vélos, il y a quelques articles intéressants
- l'éclairage de chez ebikes.ca,
- éclairage avant sur forum vélo horizontal
- Wikipédia. : éclairage pour vélo (mais il n’est pas possible d’afficher les prix qui est un facteur
majeur pour faire un choix)
Voici une petite synthèse sur les éclairages avant et arrière
31 éclairage avant pour velo
Nous avons fait une petite synthèse non exhaustive du marché en 2013 sur les phares avant pour vélo
électrique sur le tableau suivant :
Type de lampe Caractéristiques prix Note /20 et
type de
fixation
distributeur
Busch + Müller
LUMOTEC IQ2 LUXOS
60 lux entre 7 et 15m 119 guidon www.bike24.com
SON Edelux LED
Front Light
? lumen
6V
Hub dynamo 6V
149
200
guidon www.bike24.com
Philips ActiveRide
PHI140405
800 lumens
50 lux à ?
4 batt Li-ion 18650 2.2A.H
190 guidon www.bike24.com
180 lumens
3 pile AAA
frontal
stootsconcept ? frontal www.stootsconcept.fr
Hope 1 led 240 lumen
4 pile AA
110 guidon www.xxcycle.fr
Hope 4 led 960 lumen
7.4 v Li-ion ?
350 guidon www.xxcycle.fr
Fenix TK 21 450 lumens, 3Watt
1 batt Li-ion 18650 2A.H
Autonomie 2 heures
70 Torche
18/20
www.lampe-
fenix.com
Fenix TK 35 850 lumens, 6 Watt
2 piles Li-ion 18650 2A.H
Autonomie 2 heures
100 Torche
17/20
www.lampe-
fenix.com
Cycle Lumenator 1000 lumens
15à 100V
165 guidon www.ebikes.ca/
Les lampes torche fenix Tk 21 réglable en intensité lumineuse (450 lumens et 2 h de fonctionnement) avec
un scratch pour l'attacher semble idéal.
Elle peut être utilisé en lampe torche classique lors d'une avarie.
Un test avec un luxmètre en fonction de la distance peut être observé sur la figure suivante :
Distance 2m 4m 6m 8m 10m
Nombre de lux 1450 lux 1000 lux 375 lux 200 lux 130
La TK 35 avec 820 lumens a un faisceau plus gros (éclairement des 2 voies de la route à 7m à 10m) mais la
puissance lumineuse est identique par contre la dimension de la lampe est plus grosse donc plus difficile à
réaliser un support.
Distance 2m 4m 6m 8m 10m

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Nombre de lux 2200 1200 1000 660 450
32 éclairage arrière pour vélo rouge (610 < λ < 760)
Voici une petite synthèse du marché en 2013 sur l’éclairage arrière pour vélo électrique
Type de lampe Caractéristiques prix Note /20 distributeur
Cateye TL LD 1100 2 pile AAA 30
Niterider 12V
Lunar R2
Superflash Smart 16
Busch + Müller
D Toplight
30 veloland-isere.com/
Feu arrière classique
Led en ruban
2 pile AAA 4/20
12/20
electronique-diffusion.fr/
conrad.fr
XLC
Carrier grany Med 3X
2 pile AAA
Autonomie 100 h
10/20 http://www.lecyclo.com
Type “Frog” .
OXFORD, b’twin..
Autonomie 40 à
80 h
2 piles CR2032
5 à
10
12/20 http://www.decathlon.fr
Les types d’éclairage arrière ont une fiabilité et une efficacité faible (étanchéité moyenne, avec corrosion des
cosses, boitier difficile à démonter...).
Donc, nous allons réaliser un éclairage arrière avec une puissance de 2W.
Les bandes réfléchissantes à coller et le gilet jaune sont des éléments cruciaux pour être vue en vélo.
Comment réaliser un éclairage arrière à led pour velo électrique ?