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Quel est le type d'éclairage le plus pratique en spéléologie ?
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Octobre 2003 à mars 2004
Page mise à jour le : 13-Nov-2021

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Documents annexes (cliquer sur les Documents pour les agrandir)
Doc. 1 : lampe à 5 diodes pour éclairage Petzl
Doc. 2 : un montage à 20 diodes
Doc. 3 : lampe de type Lampaled montée sur casque
Doc. 4 : lampe mixte à base de diodes Luxeon et nichia de Jean Claude Guyondet
Doc. 5 : la lampe à diodes Suisse de chez TechTonique
Montage à 20 diodes
Eclairage Luxeon et 6 diodes classiques
Version USA
Pour la Duo
Arras
Ariane Petzl
Doc. 6 : le montage à diodes Speleonics (USA)
Doc. 7 : lampe à 30 diodes pour frontale Duo Petzl
Doc. 8 : lampe Oldham de Speleo Technics
Doc. 9 : lampe acétylène de type Arras
Doc. 10 : lampe acétylène de type Ariane

Avis divers

Q : Dans mon esprit les LEDs délivrent une lumière colorée, ce qui n'est pas très intéressant, sauf pour un éclairage de secours ou des usages spécifiques. Est-ce que je le trompe ?

R : Il existe maintenant des LEDs « blanches » et ce sont ces dernières qui sont testées en priorités pour les utilisation d'éclairage. Voir Doc. 1 à 3.

Q : La durée de vie des accus NiMH en utilisation éclairage est-elle catastrophique ?

R : En moyenne je fais 4 ans avec un accu. Je fais +/- 70 journées de spéléo par an. Donc 280 cycles de charge / décharges. C'est normal et un accu me coûte 20 euros pièce.

Q : Un accumulateur au plomb pour alimenter l'éclairage électrique est-ce lourd à transporter ?

R1 : Le plomb, au bout de quelques minutes de marche, je l'oublie complètement. Le plomb n'est pas si lourd comparé au poids du reste.

R2 : Il y a 3 semaines, avant de me lancer dans le BU56, j'ai pesé mon matériel spéléo. Alors, tout inclus, 11 kilos. = combinaison, casque +lampe Oldham + 2 accus NiMH, Ariane, baudrier, harnais de poitrine, descendeur, poignée, Croll, longe, 3 mousquetons, bottes, sous-combi, chaussettes néoprène, ponto en latex, gants. C'est normal pour un -1408 m, avec bivouac et bouffe pour toute une semaine. Dans ce genre d'expé, chaque gramme compte. Alors, un accu de plomb, de +/- 2 kilos (donc presque 20% de ton équipement spéléo), c'est trop lourd.

R3 : Pour ma part, j'ai 10 LEDS sur ma duo + une 20 LEDS Techtonique (voir Doc. 5) que j'utilise le plus souvent à mi-course. C'est un peu lourd, mais c'est puissant et sécurisant, avec une autonomie satisfaisante et facile à gérer.

Q : J'ai entendu dire que les LEDs blanches (et bleues) craignaient énormément le soleil : ça serait à cause du gallium dans le substrat qui se décompose progressivement avec les UV. Une simple exposition prolongée au soleil suffirait à endommager les LED.

R1 : Je crois qu'il faut plutôt chercher du côté du matériau fluorescent qui convertit la lumière bleue engendrée par la LED en lumière blanche. Il paraît certain qu'il se dégrade en vieillissant (d'où baisse de rendement), je ne serais pas étonné qu'il perde aussi de ses qualités à la lumière solaire directe.

R2 : Je n'ai jamais entendu parler de ce problème sur la liste très spécialisée Speleonics qui pourtant a débattu en long et en large des problèmes de LEDs. J'ai posé la question et pour l'instant rien de tel n'est connu dans les « datasheet » . De plus le polycarbonate filtre une partie des UV's. Et que ce soit en marche d'approche ou en falaise, la frontale se met dans la poche, et si elle est sur un casque qui doit être porté, vu l'inclinaison de la frontale, elles ne doivent pas beaucoup voir le soleil.

Q : Existe-t-il un circuit de régulation capable d'aller aspirer tout ce qui reste au fin fond des piles ?

R1 : Ça s'appelle une alimentation à découpage, ça extrait tout le courant des piles sans diminuer le voltage (en ce sens, il ne faut pas l'utiliser pour les accus car ceux-ci ne doivent pas être complètement déchargés).

R2 : Ce sont des petits régulateurs à découpage qui ne nécessitent que très peu de composants, pas de réglage, et qui ont des rendements de 90% sans trop de problème. Donc pour quelques euros, 10 cm2 et quelques grammes, tu fais un convertisseur (élévateur ou abaisseur de tension) avec un rendement voisin de 1.
Par exemple, tu pars d'une pile de 4,5v avec 3Ah et tu obtiens une source de tension de 3v avec 4,5 Ah :finies les pertes. Par contre, quand ça s'arrête, ça s'arrête net. Alors qu'une pile branchée directement n'en finit pas de baisser lentement.

R3 : Pour diminuer l'intensité lumineuse d'une lampe (et donc sa consommation) ou d'un quelconque consommateur électrique (en continu) tu as peux limiter le courant qui la traverse :
a) par une résistance que tu ajustes en fonction de la luminosité désirée, cependant tu perds de l'énergie à travers la résistance et c'est autant d'autonomie perdue ...
b) par un régulateur à chute de tension dont tu modifie la tension de sortie en fonction de la luminosité désirée, même motif même solution que précédemment, tu laisses s'échapper quelques précieuses calories à travers le régulateur, dommage ...
c) par un régulateur à découpage tu atteint alors de très bon rendement, certains circuits spécialisés prétendent au 97 % (faut voir...), cependant il faut y mettre un peu d'électronique ...

Q : Comment compenser l'absence de source de chaleur quand on s'éclaire aux diodes ?

VOIR SUR LA PAGE : Trucs astuces et bricolages

Q : Si je passe d'un éclairage à 10 LEDs à un contenant 24 LEDs :
- le gain en luminosité est-il vraiment 2,4 x plus important ?
- mes 4 piles LR6 permettent-elles 2,4 x moins d'autonomie qu'avec les 10 LEDS ?

R : Ton gain en luminosité ( à consommation égale ) ne sera pas de 2,4 mais d'environ 1,5 ( racine carrée de 2,4 ).
Pour la consommation il faudrait connaître la moyenne par LED des deux modèles avant d'affirmer que la consommation sera de 2,4 fois plus. En effet les constructeurs ont tendance à gaver les modèles ayant peu de LEDs (avec un courant dépassant souvent les 20 mA nominaux).

Q : Je viens de terminer un prototype de lampe à 20 LEDs avec 4 accus NiMH AA de 2200 mAh. Comment loger proprement ces 4 accus sur le casque Expé (Petzl) ?

VOIR SUR LA PAGE : Trucs astuces et bricolages

Q : Quelles diodes choisir : type Luxeon ou type nichia ?

R1 : La luminosité des Luxeons (lumiLEDs) et des nichias n'est pas comparable.
Pour nous la plus intéressante reste la Luxeon Star (réf lxhl-mw1d) diffusion Lambertian, elle diffuse quasiment à 180° => éclairage uniforme aussi reposant que l'acéto. C'est bien plus confortable pour progresser que 10 nichias qui font un éclairage relativement concentré.
En revanche avec cette référence de Luxeon Star on n'y voit pas bien loin, correctement jusqu'à 6m. Le top c'est d'ajouter une Luxeon Star Batwin avec optique qui elle porte à environ 20 m (réf lxhl-nw98). Mais cette diode est un peu verdâtre. Le top c'est de monter une lxhl-mw1d sous l'optique d'une lxhl-nw98. Et là, avec des accus li-ion, si vous essayez je pense que vous allez jeter vos acéto. (pour chercher les départ en plafonds ce n'est pas mal...).
Je teste un montage depuis trois mois, je pense que maintenant ce n'est plus du test mais, de l'adoption. ;-)
Vous pouvez consulter les Doc. s techniques sur : http://www.lumiLEDS.com (Luxeon star)
Certaines sont dispo chez radiospares: http://www.radiospares.com

R2 : Le rendement de la Luxeon est proche même si moins bon que celui des Nichia, donc le problème de chaleur est le même ! Sauf qu'une vingtaine de Nichia (hormis dans mes réalisations) prennent plus de place qu'une Luxeon donc se refroidissent mieux.
Quant aux Luxeons 2, 4 et 5 watts là, le dégagement de chaleur c'est un vrai casse-tête ...
Hormis pour la Nova où le problème a été élégamment réglé par le biais du disque de métal.

R3 : Pour info, la grosse LED de lumiLED (Luxeon star) émet une lumière déjà nettement moins froide que les Nichia. De plus, suivant les lots et les dates, les Nichia sont plus ou moins bleutées.

R4 : En durée de vie les Nichia l'emportent.

Q : Que penser de la Lampaled (24 LEDs) : voir Doc. 3 ?

R1 : Première impression : la Lampaled ne donne pas plus de lumière que la Duo, et cette lumière est même moins agréable. En y regardant de plus près, la différence vient de ce que le faisceau est plus concentré dans la Lampaled, si bien que les bords du champ de vision apparaissent sombres.
Avec la duo-LEDs, l'éclairement est plus homogène, ce qui la rapproche de l'acéto (la couleur en moins). En contrepartie, la Lampaled m'a permis de repérer un Spit à 5 ou 6m dans une cheminée que je jugeais prometteuse (merde!) Alors que je ne l'avais pas repéré à la Duo.

R2 : J'ai trouvé qu'Éric était un peu dur avec la Lampaled : primo elle existe en deux modèles au choix : faisceau concentré ou faisceau large.

R1 bis : Mis à part la puissance, qui donc ne me paraît pas valoir 2,4 fois celle de la Duo, la construction est très sérieuse, elle devrait être plus fiable (pas difficile diront les mauvaises langues).
Penser aussi à l'autonomie: plus de 50h avec la duo (testé par moi-même), contre 8h (indiqué par le constructeur) pour la Lampaled, pour laquelle on devra donc envisager d'acquérir un deuxième pack d'accus.

R2 bis : Secundo 8 heures c'est théorique, et à pleine puissance, bien sûr on pourra tirer plus sur les accus même en fin de vie, quitte à réduire la puissance.

R3 : Un test avec ma Lampaled m'a permis de tenir 14 heures avec un pack d'accus en modulant la lumière, en fonction de la taille des galeries traversées et des situations, à l'aven de la Leicasse (Hérault) NDLR

R4 : Avant l'été j'avais fait part sur cette liste de mon étonnement quant au fait que la « Lampaled » à 24 LEDs ne donnait pas notablement plus de lumière qu'une duo équipée de 10 LEDs.
Depuis, j'ai fait une mesure de la lumière (réfléchie par un carton gris), à l'aide du posemètre de mon appareil photo, ce qui est moins précis sans doute qu'une mesure de la lumière incidente, mais je n'ai pas de posemètre à main.
Résultat : 1 diaphragme d'écart (en faveur des 24 LEDs bien sûr), soit le double d'éclairement si je ne me trompe pas. Le fait est que sur le terrain, cette différence ne paraît pas flagrante, mais elle est bien là.

R5 : La Lampaled c'est génial, je l'utilise depuis le congrès d'Ollioules, sans aucun souci. Pour ne pas faire de jaloux, j'ai une Tikka en secours ou pour changer les piles, et un Esbit pour se réchauffer.
En camp sans le 220v, un chargeur d'accus sur le 4x4, pour les avoir pleins dès le lendemain. En expé sans 4x4, prévoir plusieurs jeux de piles, ou un boîtier avec 4 R20 à la ceinture.

Q : Je souhaiterais avoir l'avis des spéléos qui utilisent des LEDs comme éclairage sous terre. J'ai personnellement fait un éclairage 24 LEDs, avec régulation à découpage. J'aurais souhaité avoir des infos au niveau des accus utilisés, sur les points suivants :
- quel type est le plus utilisé (LR14, LR20, ... )
- quelle capacité semble être la mieux (1500mAh, 1800mAh, ...)
- l'assemblage des accus entre-eux ( 6 éléments, 5, 4, ...)
- le type au niveau chimique (NiCd, NiMH, ...)

R1 : J'ai plusieurs montages 4,5,10,et 20 LEDs. J'utilise des LR14 pour le montage 20 LEDs (avec variateur) et des LR20 pour les 10 LEDs sans variateur.
LR14 2000mAh et LR20 4000mAh
LR14 (montage 4 accus dans une pochette qui se glisse sous le bras)
LR20 (montage de 4 accus dans un tube PVC étanche)

R2 : Je me suis bricolé un montage à 10 LEDs, et j'utilise un bloc de 4 R20 en bandoulière ou attaché au baudrier.
J'ai testé ce montage à Padirac, et c'était génial. J'avais des alcalines R20 (genre 12 000Ah). En prévision d'une consommation excessive, j'en avais 4 jeux. Et bien mon premier jeu a tenu 5 jours, et était encore tout à fait bon, j'ai vérifié en sortant...
Maintenant, je vais me trouver un coupleur de R14 pour mettre sous la combi, en bandoulière, pour des sorties à la journée, avec des accus 2000mAh.

R3 : A ma connaissance, la plupart des montages sont sur LR6 (AA) car ils peuvent tenir sur le casque. Mais la LEDLampe de TechTonique (voir Doc. 5) utilise quatre LR14 (CC), ce qui semble un bon compromis encombrement/capacité (je ne l'ai pas encore testé). Il existe aussi des modèles avec accus à la ceinture qui utilisent du LR20 ou même plus gros (FX de Spéléotechnics ou Elaul).

R4 : Voila 2 ans que je n'utilise plus de carbure sous terre. J'effectue une sortie spéléo par semaine, souvent pour de la désobstruction en milieu étroit et chaud (12°). Début mars, je suis resté 6 jours à Padirac et j'ai consommé 3 jeux de 4 piles LR6. J'avais aussi mon réchaud Globe Trotter pour la chaleur et la soupe et une simple LED en pendentif pour changer de pile.

R5 : Pour moi l'accu imbattable ce sont les NiMH format 18650 ou comparable (diamètre 18mm, hauteur 65 mm) d'une capacité de 4200 à 4500 mAh. Par exemple ceux de GP batteries les GP450LAH de 1,2V / 4,5Ah. Poids d'un pack de 3 accus : 190 grammes. Dimension : inférieure à une Duracell donc ils rentrent dans le boîtier Petzl.

R6 : Nous avons lancés au club une série d'éclairage à 10 LED à deux vitesses (5 ou 10). J'utilise avec bonheur des accus NiMH 1850 mAh, montés dans le boîtier à pile orange Petzl à l'aide de l'adaptateur. Une pile étanche alcaline se trouve dans ma poche en secours. Je dispose en théorie de 15 heures en 10 LEDs et 7.5 heures en 5 LEDs. Mes accus ont une vingtaine de sorties maintenant, ils se comportent bien. J'ai fait 13 heures au maximum sans en changer. Par sécurité, je porte autour du cou la petite lampe LED de « Diamon Back » . Jamais eu à m'en servir jusqu'à maintenant.

R7 : Moi, j'ai des accus en 4500 mAh, légèrement plus gros que des LR6 !! Et oui, ce sont des HR-4/3FAU, 1,2V 4500mAh trouvé chez « 1001 Piles » de Paris, à environ 10 Euros pièce. J'ai 4 accus dans le boîtier de piles d'un zoom, et ça rentre juste après modification de l'intérieur du boîtier.

Q : Que pensez-vous de la lampe électrique Oldham (type lampe électrique de mineur: Doc. 8) ?

R1 : Je n'ai jamais eu de problèmes sérieux avec les éclairages Oldham ni FX, en 23 ans de spéléo, ni les copains du club (car tout le monde les utilise). Seul problème rencontré c'est les accus non-chargés. Dans notre cas, avec les petits packs NiMH de GP, la solution est simple : prendre un deuxième accu dans ta poche.

R2 : Oldham avec des accumulateurs au plomb, moi je trouve ça très très lourd, en plus, du fait de la forme, on doit porter ça serré à la ceinture et ça ne passe pas dans les étroitures. Autre inconvénient, il y a des orifices d'aération et il semblerait que ce type d'accumulateur craint l'immersion. Autant dire que c'est peu compatible avec un port à la ceinture.

R3 : Pour la Oldham avec accus au plomb, il existe une version sans aérateurs latéraux, à valve sous le couvercle.

R4 : Il existe des éclairages bricolés à partir de modèles Oldham sur le site du RCAE (Royal Cercle Athlétique des Étudiants) qui est l'association sportive de l'Université de Liège : http://www.rcae-speleo.be/

Q : Quelle est la lumière la plus agréable : chaude (type flamme) ou froide (type diodes) ?

R1 : Vu sur http://www.techt.ch les premières lampes spéléo à LEDs blanc chaud (warm white). Voilà qui devrait accorder les partisans des LEDs et ceux de l'acéto ! On ne dira plus « Bouh va-t-en avec ton affreuse lumière artificielle » !
Sérieusement, d'après la Doc. Nichia, ces lampes éclairent 9200 mcd sous un angle de 15°. C'est encore inférieur aux LEDs blanches classiques de la marque, qui éclairent également 9200 mcd mais sous un angle de 20° (le flux lumineux total des LEDs warm white doit donc être inférieur), mais ça me semble déjà pas mal.
Surtout que pour un même confort lumineux, l'éclairement peut être moindre avec une lumière chaude qu'avec une lumière froide (loi de kruithoff).

R2 : Ça y est, j'ai pu les tester ! Mes impressions :

- lumière chaude, vraiment chaude, plus qu'une halogène survoltée mais en effet moins qu'une acéto avec flamme molle ;
- le tour du faisceau est plus jaune que le centre, mais on s'y habitue très vite, plus que pour la zone bleue des LEDs classiques ;
- en revanche le rendu des couleurs n'est pas extra, il se rapproche de celui d'un tube fluo « blanc chaud » (à ne pas confondre avec les tubes haut rendement qui ont un bon IRC) : ça reste une lumière qui fait artificiel ;
- la lumière est plus focalisée (15° contre 20° sur les LEDs standard) : c'est bien pour une lampe d'appoint, moins peut-être pour une lampe principale.

Variations, gags
et coups de gueule...

Q : Les 9200, ce sont les toutes dernières Nichias, non ? Une différence réelle avec les 8000 ?
R : La différence c'est 1200 !

Q : Comment améliorer la teinte trop froide des diodes ?
R : Un solution, les diodes colorées -> voir ICI

Résumé du débat

ÉCLAIRAGE par GÉNÉRATEUR ACÉTYLÈNE

  • Avantages :

Simplicité technique du matériel qu'il est relativement aisé de bricoler, surtout en cas de panne sous terre.
Prix peu élevé du carbure de calcium.
Polyvalence de la flamme : éclairer + chauffer + sectionner une corde.
Rusticité et résistance aux mauvais traitements, chocs, entretien médiocre...
Lumière de teinte chaude et conviviale qui n'éblouit pas les compagnons d'équipée.
Rite convivial du rechargement régulier en eau et en carbure des lampes.
Grande compatibilité : carbure utilisable dans n'importe quelle lampe.

  • Inconvénients :

Pollution des cavités par abandon de la chaux et dégagement de fumée riche en carbone qui noircit les parois et les concrétions.
Difficulté de plus en plus grande pour trouver du carbure de calcium.
Risques d'explosion (de la réserve de carbure ou de la lampe) en cas de mauvaise manipulation ou de défectuosité.
Intensité de l'éclairage et rendement aléatoire (mauvais réglage, manque d'eau, fuites).
Nécessité de trouver régulièrement de l'eau et rechargement, peuvent être ressentis comme des contraintes.
Risque de brûler les agrès, ses propres mains ou les fesses des camarades, par inattention.
Carbure de calcium intransportable par avion en cas d'expédition à l'étranger.
Utilisation interdite dans certains pays ou états.

ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE À DIODES

  • Avantages :

Éclairage aux performances en constante amélioration.
Luminosité régulière et constante durant plusieurs heures.
Modularité et facilité pour faire varier l'intensité d'éclairage (selon les modèles).
Longue durée d'éclairage en secours (selon les modèles).
Aucun dégagement de fumée et pas de pollution des parois des cavités ni du concrétionnement.
Longue durée de vie des diodes par rapport aux ampoules à incandescence.
Transportable par avion en cas d'expédition à l'étranger.

  • Inconvénients :

Pollution du sol et de l'eau souterraine si abandon des piles ou accumulateurs dans les cavités.
Recyclage difficile et polluant des composants de certains accumulateurs (Cadmium, plomb).
Risque de panne électronique, sensibilité à l'humidité en cas de mauvaise isolation.
Complexité technique du matériel qui n'est pas réparable par tout le monde, surtout en cas de panne sous terre.
Lumière de couleur froide, souvent peu appréciée, qui a tendance à éblouir les compagnons d'équipée.
En expédition, nécessité d'avoir accès à une source électrique pour recharger les accumulateurs.
Adaptateurs de prises secteur nécessaires dès que l'on va à l'étranger.
Technique en pleine évolution : manque d'uniformité du matériel et de recul pour l'évaluer.
Manque de compatibilité d'une lampe à l'autre (accus et prises différents).

 

LA SOLUTION IDÉALE :
Gag !
Compléments d'information

Additif technique au thème :

Super mini bibliographie : ouvrages et sites Web

Sujets connexes :

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COMPARATEURS
d'ECLAIRAGES SOUTERRAINS

Un site autrichien (comparatif en anglais et en allemand) :
http://www.hirlatz.at/lampenvergleich3/lampenvergleich_en.html

Un site britannique (comparatif en angais) :
http://www.darkplaces.co.uk/lampbeamcomparison/

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