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rucs et astuces sur l'éclairage électrique


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Trucs et astuces concernant l'éclairage en spéléologie ?
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Juillet 2001
Octobre 2003 à mars 2019
Page mise à jour le : 13-Nov-2021

Bas de page
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 première lampe à diodes Suisse de chez TechTonique
Eclairage à 5 leds
Casque avec Lampaled et éclairage de secours
Eclairage Luxeon et 6 diodes classiques
La méthode Suisse
Version USA
Lampe Oldham à accu déporté
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

Avis divers

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) ?

R1 : J'utilise des accus NiMH 4/3 FAU de 4500 mAh ! Je monte le tout dans une lampe zoom Petzl et j'utilise le boîtier de pile standard pour y placer mes accus !!

R2 : Utiliser un boîtier arrière ancien modèle qui se fermait par un élastique (celui au format d'une pile rectangulaire 4,5 v pour Laser ou Zoom) à commander en pièce détachée. Faire sauter la cloison intérieure en plastique et il y a alors assez de place.

Un texte élaboré par des copains spéléos qui ont réalisé une frontale à 20 LEDs équipée d'un éclairage de secours à 5 LEDS (voir Doc. 2). Je n'ai pas encore installé la lampe sur un casque, mais d'après les réalisateurs « on y voit nettement plus clair qu'avant » .
Indépendant et alimenté par 4 piles LR6, le dispositif de secours (5 LEDs) permet de sortir du trou en cas de panne totale de l'éclairage principal : il s'agit là d'une innovation rassurante. Mieux, si vous êtes coincés par une crue, un système « catastrophe » permet de disposer d'un faible éclairage pendant 2 à 3 jours : http://perso.wanadoo.fr/04as/photo/divers/divers5.htm

Prolongement de vie du boîtier Duo (Petzl)

R1 : Si le jus n'arrive plus à l'éclairage : couper le fil au milieu du casque, dénuder les quatre fils, contrôler une dernière fois avec une pile que c'est bien le boîtier qui est en cause. Démonter les trois vis du boîtier. Ensuite, avec une petite perceuse et une mèche de 3,5 longue. percer les petits plots qui ont été aplatis par chauffage au montage. Avec un petit crochet, tirer sur l'ensemble contact avec délicatesse, si ça ne vient pas, avec une scie à métaux, couper le tube de sortie du fil à la moitié de sa longueur, en principe après, le platine contact vient à la traction.

Dépouiller des vieux fils en les dégageant des contacts défectueux qui sont la cause de la panne et qui ne sont pas dignes de Petzl et décaper les deux contacts extérieurs, y souder un fil neuf, décaper les plots de contact, remonter le tout, souder les fils et isoler en laissant assez de longueur de fil pour, à partir de maintenant, pouvoir démonter facilement l'ensemble pour l'entretenir.
Certes le système n'est plus vraiment étanche mais simplement imperméable par le dessus, l'eau qui entre peut ressortir et c'est facile à entretenir.

R2 : J'apporterai quelques nuances, pour l'avoir pratiqué au moins deux fois.

  • Il est a priori inutile de couper le fil entre les deux boîtiers.
  • Il est pratiquement obligatoire de dévisser le boîtier du casque si l'on doit couper l'embase jaune qui fait presse-étoupe autour du fil. C'est cette découpe qui est la plus laborieuse si on veut travailler proprement.
  • Si on n'a pas de mêche longue, on peut aussi utiliser une vrille fine, ou gratter avec un petit tournevis cruciforme, ou chauffer à la pointe du fer à souder (délicat). Le tout est d'enlever la partie aplatie qui maintient le bloc noir.
  • Un outil vachement pratique pour extraire le fond, c'est un petit crochet de couture, comme celui qu'utilisait votre grand-mère pour faire des napperons.
  • Pour ceux qui ont un vieux boîtier avec des contacts en cuivre non étamés, c'est le bon moment pour les étamer. J'ai essayé avec une bête soudure à l'étain mais le résultat n'est pas terrible, ça ne s'étale pas bien. Autres méthodes d'étamage : étamage à froid (ou chimique) consiste à baigner le circuit fraichement gravé et nettoyé à l'acétone ou équivalent dans un produit à base d'acide sulfurique et d'étain qui va déposer une couche très fine d'étain sur le cuivre du circuit. La deuxième possibilité d'étamage dite à chaud consiste à étaler un mélange étain-plomb-argent sur le cuivre avec un fer à souder ou de l'air chaud. Ce type de mélange se trouve facilement dans le commerce de plomberie puisqu'on l'utilise aussi pour étamer des tuyauteries en cuivre. Cela s'appelle généralement « pâte d'étain », ou  « pâte à étamer ». Il faut veiller à utiliser un mélange dont le point de fusion est autour des 200-300°C car au-dessus le boitier risque de souffrir. La méthode consiste à diluer un peu de cette pâte dans de l'eau puis d'en étaler une fine couche sur le circuit nettoyé à l'acétone ou équivalent. Une fois que tout le cuivre est recouvert, on passe avec un fer à souder de puissance sur chaque zone afin de faire fondre la pâte sur le cuivre.

R3 : Une autre cause fréquente, l'oxydation du fil bleu.

  • Bien souvent le cuivre du fil est totalement oxydé et la résistance devient énorme, du coup le courant ne passe plus. C'est aussi facile à voir sans Ohmmètre à la couleur noire et terne du fil qui devrait être brillant et cuivré. Dans ce cas il faut tout simplement remplacer le câble de liaison piles / lampe en entier; pour ne pas avoir à y revenir, il est recommandé de le changer systématiquement si vous refaites les contacts du boîtier.

Pour info, il est possible d'obtenir pour un meilleur prix des LEDs blanches Nichias 9200 mcd par la société TechTonique :
www.techt.ch en prenant contact avec Valérie à techt.ch (valerie"at"techt.de) et en lui indiquant que c'est pour de la spéléo.

Pour info technique, voici les caractéristiques des diodes Nichia qui ont circulé sur Speleonics :

Relative luminosity
Temp/current 2000 hr 5000 hr
-30c/10ma 0.96 0.96
-30c/20ma 0.96 0.91
25c/10ma 0.93 0.88
25c/20ma 0.83 0.71
50c/10ma 0.88 0.79
50c/20ma 0.78 0.58
60c/10ma 0.85 0.68
60c/20/ma 0.61 0.35

Et voila les rendements en fonction du sous et survoltage :
1ma à 2.7v (2.7v) 175%
5ma à 3.1v (3.0v) 130%
20ma à 3.6v (3.4v) 100%
50ma à 4.3v (4.0v) 63% (same light as 2 LEDs à 20ma each)
100ma à 5.2v (5.0v) 41% (same light as 3 LEDs à 20ma each)

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

R1 : A l'EFS, l'auteur d'un article sur le sujet préconise l'emploi de bougies, dont le rendement calorifique est bon, l'usage facile et la symbolique agréable.
Personnellement, j'ai un faible pour une vieille dame de la spéléo, encore utilisée dans les camps de surface : j'ai nommé l'Arras (voir Doc. 9), munie d'un bec. Bien sûr son poids et sa taille sont bien supérieurs à ceux de plusieurs bougies. Mais elle résiste mieux aux courants d'air. De plus, quand on est nombreux, elle représente mieux l'âme collective du groupe, que les bougies-lucioles éparpillées.

R2 : L'Arras, c'est lourd ! Une solution peut être une Ariane (voir Doc. 10) avec tuyau très court et un bec au bout, façon Arras. Je n'ai pas encore testé, mais cela doit pouvoir en outre servir de chauffage de secours pour la tortue.

R3 : Un tube de cuivre de 8 on 10 mm de diamètre et 8 cm de long, un ancien bec en cuivre ou en laiton soudé dessus, 10cm de tuyau souple transparent classique d'acéto, 2 colliers, et hop voilà comment transformer n'importe quel générateur acéto en lampe style Arras. Avec des petits coudes et raccords, on peut aussi faire des variantes à plusieurs becs et autres amusements. En plusieurs années de pratique de ces bricolages à base de cuivre de plomberie, je n'ai jamais constaté le moindre problème.

R4 : Comme je l'ai déjà mentionné, je prévois de passer aux LEDs. Pour le chauffage de secours, le plus performant me semble l'Ariane non allumée, dans le kit ou à la ceinture lorsque le kit n'est pas nominatif. J'envisage de glisser dans le réservoir de carbure un briquet et un ensemble comprenant :
- bec ;
- bout de tuyau de quelques centimètres ;
- tube métallique qui s'enfonce dans le générateur.

R5 : Une simple bougie permet facilement de rester au chaud sous une couverture de survie pendant de longues heures... C'est plus efficace, peut-être même plus fiable et surtout plus léger qu'une acéto « non démarrée » que l'on trimballe dans le kit ! La bougie peut même être glissée dans la poche de la combi et se faire oublier, même dans les pires méandres.

R6 : Faire une tortue en se chauffant avec de l'alcool solide, c'est totalement irrespirable, et en plus c'est toxique : il vaut mieux une bougie.

Le spéléo-club de Béziers a participé, de part les nombreux essais qu'il a pu effectuer, à la mise au point d'un module de 30 LEDS fabriqué par la société Microtec de Toulouse (voir Doc. 7). Il est fiable et compact puisque tout rentre dans la Duo avec un système ingénieux qui propose deux niveaux d'éclairage sans rien modifier à la lampe. Régulation, découpage, du haut de gamme autonomie 4 h avec des accus de 2100 mAh + 1 h de secours ou 17 h en régime moyen.


Q : Comment faire tenir une Tikka au-dessus de la Duo sur un casque Écrin Roc, à la place de l'acéto, en ayant les deux faisceaux conjugués ?

R : Petite astuce pour ceux qui :
- ont un casque Écrin Roc« nu » d'origine, sur lequel ils ont monté Duo et acéto ;
- utilisent des kits LEDs dans leur Duo ;
- auraient besoin pendant quelques minutes de plus de lumière.

Il suffit de positionner la Tikka entre le support plastique acéto et la Duo, coincée entre les deux -- avec une pile R6/AA en dessous. Les bords de la « base » de la Tikka maintiennent la pile, laquelle lui donne une orientation à peu près dans l'axe des LEDs de la duo.
Remarque 1 : ça tient pour aller dans sa cave, en carrière, marcher tranquillement, guère plus, faut pas trop secouer la tête.
Remarque 2 : on fixe les sangles de la Tikka sur le casque de façon classique, coincées dans les « pattes » du casque (absentes sur les Explorer, hélas).

Q : En quoi consiste une alimentation à rapport cyclique variable ?

R1 : Pour diminuer l'intensité lumineuse d'une lampe (et donc sa consommation) ou d'un quelconque consommateur électrique (en continu) tu as 2 solutions :

1) limiter le courant qui la traverse (voir ici)
2) tu peux aussi te contenter d'alimenter ta lampe ou ta LED, de manière ponctuelle en l'éteignant et la rallumant plusieurs centaines de fois par seconde. A ces fréquences ton oeil croit voir une source permanente. Cette source lui semble plus ou moins lumineuse en fonction du temps qu'elle est restée réellement allumée, bref c'est ta rétine qui fait le travail d'intégration, habituellement confié à l'électronique (gain d'encombrement).
En modifiant le rapport cyclique (ton/(ton+toff)), tu modifies la luminosité et tu épargnes tes accus ! Enfin pour finir de convaincre les avertis, tu travailles en commutation tout ou rien, avec un bon transistor MOSFET, tu diminues les pertes Ohmiques elles sont même négligeables (0.02 ohms)
Bref c'est le top :
- rendement maximum
- électronique simple (voire simpliste)
- encombrement réduit

R2 : Il n'y a pas beaucoup plus d'électronique pour le régulateur à découpage (voir ici), que pour la régulation par rapport cyclique. Il y a des circuits tout faits maintenant, et avec 3 ou 4 composants extérieurs, ça roule. On a même directement la variation de puissance à la demande. Idéal pour des LEDs. Le plus dur étant de les trouver, ces régulateurs.

R3 : Ça n'est valable que pour les LEDs, les lampes classiques à filament ont trop d'inertie thermique. Pour ça, jouer au rapport cyclique avec elles ne ferait que baisser l'énergie moyenne donnée à l'ampoule et donc elles éclaireraient moins blanc et moins fort.

Q : Qui saurait où on peut trouver un boitier de pile Duo (seul, sans la lampe) ?

R1: J'avais posé la même question à Petzl et leur réponse est étincelante...
<< Désolé, mais nous ne souhaitons pas vendre ce composant qui n'est pas une pièce d'usure. Si vous avez des problèmes de fonctionnement merci de retourner le produit à notre service après vente.
Sauf abus avéré, nous remettons généralement les produit en état gratuitement.
Meilleures salutations. >>

R2 : Excellente question ! Chaque fois que je repte et que je racle un tant soit peu les voûtes, je suis impressionné par les craquements. Je suppose que pour insérer les quatre petites piles rondes, il fallait un boîtier en plastique rigide, mais franchement je préférais l'ancien rouge en plastique souple.
Je le changerais bien d'ailleurs, mais je vais me retrouver en 4.5 V et comme j'utilise le pack de 10 LEDs de Michel Demierre, je ne suis pas sûr que ça fonctionne.

R3 : Vous pouvez trouver un boîtier de remplacement chez Airtess Technologie - Bernard Glon, plongeur spéléo qui fabrique du matériel éprouvé pour la plongée !
Il s'agit d'un boîtier cylindrique contenant quatre piles ou accus NiMH ou NiCd de format AA assemblées dans un support prévu pour cela. L'accès aux piles se fait par une des extrémités du boîtier. Ce fond se dévisse à la main sans aucune difficulté. Un joint torique assure l'étanchéité de ce côté. De l'autre extrémité, sort le câble 2 conducteurs que vous pouvez utiliser pour alimenter votre dispositif d'éclairage préféré. Un presse étoupe assure l'étanchéité de cette extrémité.

Q : Comment améliorer le rendement d'un éclairage à diodes au moment du montage ?

R1 : Pour cela il est impératif de trier les LEDs. Brancher la LED sur un accu de +/- 4v. Mettre une petite résistance (par exemple 5 Ohms). Mesurer le courant consommé avec un milliampèremètre. Répéter ça pour toutes les LEDs. On trouvera peut-être des grandes différences (de 15ma à 40ma) en consommation.
Dans la lampe, essayer de choisir une série de LEDs +/- comparables... Il vaut mieux monter une lampe avec 8 LEDs assorties qu'avec 12 LEDs dont quelques-unes consomment 18 ma et quelques unes 35...

Q : Comment éviter les pertes de courant dans le boîtier arrière des Duo Petzl ?

R1 : Le boîter en question a la facheuse tendance à voir ses contacts s'oxyder et les pertes de courant devenir de plus en plus importantes. Du coup l'autonomie et les performances faiblissent dangereusement. Pour éviter ça il faut remplacer le fil et le souder sur les lames de contact. Attention avec le modèle à lames inox la soudure est plus difficile. Pour voir où souder cliquer ici.

Merci à Bronto FJS alias Thierry V.

Variations, gags
et coups de gueule...

          

 

Résumé du débat

Il ne faut pas hésiter à demander conseil et à consulter les collègues spéléos autour de soi : les nouveautés sur l'éclairage ont relancé la fibre bricoleuse de nombre d'entre eux et ils auront souvent des tas de bidouilles à vous faire partager.

Compléments d'information

Additif technique au thème :

Super mini bibliographie : ouvrages et sites Web

Sujets connexes :


SERV-LIGHT 2
Belgique
100 à 150 €
(projet abandonné)


LEDLAMPE IV
Suisse
150 à 200 €
(lampe seule)

STENLIGHT 7
USA
300 €
(complète)


VIPERCAVE
Royaume-Uni
400 à 450 €
(complète)

SCURION
Suisse
500 à 800 €
(complète)

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

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