Rouler de nuit

   
  

Motivations
 
Le premier but recherché est de pouvoir aller rouler n'importe quand, le soir après le travail mais aussi à 18 heures en hiver !

Dans l'obscurité, l’ambiance est spéciale, les repères ne sont plus les mêmes et on croise plus facilement la faune, bref on redécouvre le chemin que l'on croyait connaître par cœur.

Mon terrain de prédilection : de Clermont Ferrand jusqu’au Puy de Dôme ; le parcours y est physique, la vue de nuit sympa et la descente par les chemins point trop dangereuse.

Certains disent « c’est un truc de fou ! ». C’est qu’ils n'ont pas essayé.

      
   


Il ne reste plus qu'à rouler !
  
Ici dans le couloir de mon immeuble...
  
Lampe translucide (pour éclairer 
le compteur et sous le vélo)

   
     

Matériel
 
1 - La lampe

Nous concernant, il existe 3 techniques d'éclairage : 
    - L'halogène, le plus courant chez nous (choisir celui qui a l'angle d'ouverture le plus faible, 10o à 8o, surtout pas 36o !).
    - Les leds, elles offrent la consommation la + basse mais elles n'éclairent pas loin ; elles sont donc utilisées comme lumière d'appoint ou de secours. 
    - Le HID, de plus en plus courant en Amérique mais méconnu en France.
      ses avantages sont : 
          - une lumière 3 à 4 fois plus puissante qu'un halogène (à consommation
            égale).
          - une lumière beaucoup plus blanche et donc plus proche de celle du soleil.
      ses inconvénients sont :
          - un prix exorbitant (180 à 350 €  pour une lampe seule).
          - une fragilité (généralement, la durée de vie avoisine parfois 200 heures,
            parfois 700 heures...).
Ci-dessous : comparatif des éclairages halogène et HID :


 Puissance de ces lampes :
    - ampoule halogène de grande qualité = 22 lumen/watt (donnée non vérifiée sur ma préférée : la General Electric)
    - ampoule HID = 50 à 60 lumen/watt
    - SuperLed (3 et 5 w) = 20 à 24 lumen/watt
Intervient ensuite le réflecteur... bien sûr, plus l'angle y est ouvert, plus la lumière sera diffuse mais moins la portée sera importante. Pour ma part 8° d'ouverture suffisent.

Lampe frontale ou lampe au guidon ?
    - La frontale nécessite d'être bien fixée au casque afin de ne pas avoir un éclairage houleux. Avec ce montage, on éclaire exactement où l'on veut et la lumière étant plus haute qu'avec une lampe au guidon, il y a moins d'ombres derrière les obstacles. Je conseille cette configuration pour les montées et le plat si roulé à moins de 20 km/h.
    - Au guidon, il est plus facile d'avoir une fixation rigide. La lumière suit exactement la trajectoire du vélo, on a ainsi une meilleure appréhension des distances et des reliefs mais la conduite est plus passive qu'avec une frontale. En cas de pluie ou de brouillard, on est moins gêné par la réflexion de la lumière sur l'eau. Je conseille cette configuration pour rouler vite.

Mieux vaut éviter les frontales fonctionnant sous 2 à 4 piles LR6 car elles ne dépassent jamais les 4 Watts. Pour les avoir vues marcher, les lampes bon marché annoncées à 1 000 000 candelas ou 3 km de portée... c'est du vent ! On peut par contre trouver des lampes intéressantes aux rayons de la plongée sous-marine, de la spéléologie et des mushers (pilotes des chiens de traîneaux). Pour ma part, je me suis orienté vers un halogène de 20 Watts pour des raisons de coût (7 €) et de fiabilité. 

Une loupiotte rouge (genre Cateye qui clignote) est je pense indispensable pour une bonne sécurité sur route. 

  
2 - Les accus

Par ordre de performance (et de nouveauté), nous avons :
    - les accus LiPo (Lithium Polymère) : à capacité équivalente, un peu plus chers et 2 à 3 fois plus légers que des NiMh mais... après une vingtaine d'utilisations, leur capacité est divisée par 2 !!! du moins au moment où j'écris cette page (oct 04)
    - les accus LiIon (Lithium Ion) : à capacité équivalente, 3 fois plus chers mais 3 fois plus légers que des NiMh
    - les accus NiMh (Nickel Metal Hybrid) : les + courants et les + abordables, ceux que je conseille actuellement (oct 04) !
    - les accus NiCd (Cadmium Nickel) : bientôt interdits à la vente en Europe car très polluants !
    - les batteries Pb (au Plomb) : c'est lourd, peu performant, dangereux et ça pollue

Ci-dessous, un tableau comparatif des éléments les plus courants dans le commerce :    

 Technologie   Capacité (VAh)   Prix (€)   Masse (g) Rapport capacité/prix Rapport capacité/masse  Photos
NiMh 2.76 3.5 29 0.79 0.095 clic
NiMh 3.96 7.5 61 0.53 0.065 clic
NiMh 5.4 9.1 62 0.59 0.087 clic

LiPo

 12.21 26 65 0.47 0.187 clic

Tous ces accus se vendent montés ou en éléments à assembler. On les trouve en magasins de modélisme, parfois d'électronique et en grandes surfaces pour les formats AA. Pour ma part, je me suis dernièrement orienté vers des NiMh format AA me permettant de réaliser un accu de façon aisée et à moindre coût (12 € les 4 éléments soit 30 € les 10).

   
 3 - Le chargeur
 
 Il en existe deux types :
    - ceux à détection automatique de fin de charge, on branche son accu sans se soucier de rien ! Ils sont généralement à charge rapide (mieux vaut éviter de descendre sous les 2 heures) et se vendent en magasins de modélisme.
    - les autres, généralement à charge lente (+ de 10 heures) pour éviter une éventuelle surcharge liée à un oubli ou un mauvais calcul de temps. Ils se vendent partout.

 Remarques importantes : 
    - un chargeur est spécifique à un type d'accu. Un chargeur NiCd endommagera irrémédiablement un accu NiMh et réciproquement. Ceci est encore plus vrai si la charge est rapide. 
    - La quasi totalité des chargeurs automatiques NiMh fonctionnent sur du 12 V, il faut donc prévoir une alimentation AC/DC stabilisée (en gros un convertisseur 220V / 12V) ou alors l'alimenter au moyen d'une batterie d'auto.
   
       

4 - Exemple de mon premier kit d'éclairage
  
Voir les 3 photos ci-dessous.
    - un chargeur automatique et son transformateur 12V / 220V.
    - un tube PVC ovalisé au décapeur thermique pour fixer l'accu au vélo.
    - un halogène 20 Watts, 12 Volts, avec angle d'ouverture de 10o.
    - un accu de modélisme 12 Volts et 3000 mAh pour 1h40 d'autonomie pratique.
    - un support basique de guidon.
Le poids total est de 800 g (610 g d'accu + 90 g d'étui + 100 g de lampe). L'ensemble est onéreux (50  € / chargeur ;   7 € / halogène ; 65 à 100 € / accu) mais d'un prix très inférieur à celui d'un ensemble complet vendu dans le commerce du cycle. 
   
Ici allumés dans le noir total, 20 watts suffisent amplement pour pouvoir descendre dans la caillasse et les racines, mais aussi pour éclairer par l’arrière la voie à un collègue.

     
  

Ensemble complet : transfo + chargeur, étui 
en PVC, Lampe et sa fixation, accu 12 Volts.

on/off : c'est avec le pouce, 
sans lâcher le guidon.

L’ensemble est bien fixé, 
la batterie bien calée.  

     
   

Charge des accus
  
Pour les accus NiMh, il faut savoir que :

    - à chaque type d'éléments correspond un courant de charge maxi, 0,5 à 2 Ampères pour des éléments de type AA et plus de 10 Ampères pour des éléments de modélisme.
    - décharger complètement une NiMh la détériorera sérieusement (risque d'inversion de polarité) ; veiller à éteindre l'halogène dès qu'il faiblit ! 
    - il est déconseillé de les stocker déchargées.
    - lors de la charge, une NiMh ne doit jamais devenir exagérément chaude.
    - un chargeur spécifique NiMh avec détection automatique de fin de charge est nécessaire à une bonne durée de vie des batteries ; sinon prévoir un chargeur classique d'environ 150 mA (beaucoup moins onéreux) et être très méthodique sous peine de flinguer la durée de vie de l'accu.
  
Ce qui précède vaut aussi pour les accus LiIon de nos téléphones portables.

Voir aussi plus bas le paragraphe "entretien d'un accu"

 
     

Petite parenthèse
  

Prenons mes 3 accus : 12 Volts / 6300 mAh pour 900 g.
Ceux-ci peuvent fournir théoriquement 20 Watts pendant 3h47, soient 272 160 Joules.

Cette énergie correspond à seulement 18 grammes de pâtes alimentaires ! 

Cette énergie correspond aussi à l'élévation (avec un rendement de 100%) de 346 mètres d'une masse de 80 kg ! Supposons que cette masse mette 20 min pour gravir les 346 mètres, alors elle aura développé 226 Watts.

Bref, dans un monde parfait, 1 kg de pâtes pourrait alimenter un halogène de 20 Watts durant 8,75 jours.
     

        
     

Comparatif photos de 3 halogènes 12V / 20W
  

 

 

 

 

 

 


Philips
(12V / 20W / 10o)
 

 

 

 

 

 


General Electric
(12V / 20W / 8o)
 

 

 

 

 

 


Osram
(12V / 20W / 10o)

    
    

Juillet 2005 : comment je roule
  



































Un 1er phare de 20 watts fixé au cintre avec un accu 12V / 3.3Ah / 600g fixé au cadre avec des morceaux de chambre à air. 

Un 2ème kit identique utilisé en frontale avec accu dans le dos. 

J'obtiens ainsi quasi 4 heures d'autonomie en utilisation séparée. 

Cette configuration permet de  profiter des avantages des deux systèmes et de palier à une éventuelle panne d'un phare.

J'utilise parfois simultanément les deux éclairages en descente difficile et rapide.

Pour des sorties de 3 heures et + c'est l'idéal.

   
   

Allons un peu + loin...
 
Note de calcul
avec deux formules (U=R.I et P=U.I), on obtient la valeur de la résistance d'un halogène 12V / 20W qui est R=7.2 ohms et on déduit le tableau suivant :
  - 1er cas : on utilise un accu 12V / 3300mAh (m=600g) et on obtient 20W d'éclairage pendant 1h58 théorique
  - 2ème cas : on utilise un accu de 9.6V / 3300mAh (m=480g) et on obtient 12.8W d'éclairage pendant 2h28 théorique
halogène de 12V / 20W
tension appliquée (V) puissance émise (W)
13.2 24.2
12 20
9.6 12.8
7.2 7.2
6 5

 

Comment booster son halogène
une manière simple est de bourrer l'arrière du réflecteur de papier alu et ce pour 2 raisons :
  - réfléchir vers la cible la lumière qui s'échappe par l'arrière
  - réfléchir vers la résistance les infrarouges, ainsi celle-ci puisera moins d'énergie dans l'accu pour atteindre sa température de chauffe. Sur le terrain, la différence après coup est bien sensible.

On peut aussi l'alimenter en 13,2V (comme c'est fait chez certaines marques de phares) mais...
  - la durée de vie de l'ampoule s'amoindrira (mais à 10€ la pièce + la garantie 4000 h à 12V, on peut peut-être se le permettre)
  - l'autonomie décroîtra de 20% (exemple du tableau ci-dessus)  

  

  

Autonomie théorique / autonomie pratique
Pour un accu NiMh, la différence théorique / pratique est de l'ordre de 5% s'il est neuf et ce pour une tension de décharge faible (1.6A dans notre cas pour environ 2h de marche). 

Une raison principale : la résistance interne de l'accu qui engendre une chauffe de celui-ci. Bien entendu, plus le courant de décharge est élevé, plus l'accu chauffera et moins son rendement sera élevé. En modélisme, dans certains cas, il arrive qu'on décharge un accu en 5 min ! soit un courant de décharge de 40A ! A cet instant, l'accu devient très chaud. Pour anecdote, un moteur 12V bloqué peut consommer plus de 100 A. 

Une seconde raison est la température du milieu ambiant... température ressentie qui décroît lorsque la vitesse augmente (tableau ci dessus).

Une troisième raison est que la consommation de l'halogène est proportionnelle à la tension de l'accu... hors lorsqu'il sort d'une charge, sa tension (si donnée pour 12V)  est davantage proche des 14V que des 12V. Voir le tableau P=f(V).

   

Entretien d'un accu
La capacité d'un accu diminue avec l'âge mais de façon négligeable (du moins les deux premières années selon le type d'éléments utilisés) si l'on respecte scrupuleusement les points suivants :
  - ne jamais atteindre la décharge profonde, donc éteindre définitivement sa lampe dès qu'elle faiblit ! Pour information, un accu de 12V peut fonctionner jusqu'à 9V mais jamais en dessous ! (soit 0,9V par éléments de 1,2V). A ce propos, la courbe de décharge d'un accu 1,2V passe progressivement de 1,2 à 0,9V puis très brutalement chute après 0.9V (passage en décharge profonde)
  - toujours effectuer des cycles charge/décharge complets, pour se faire utiliser un chargeur/déchargeur automatique et donc, avant toute charge, finir de décharger son accu
  - éviter de stocker un accu complètement décharger
Il faut aussi savoir qu'un accu chargé, même s'il n'est pas utilisé, se décharge avec le temps (environ à partir de la 2ème semaine de stock), donc là aussi avant de le recharger, il faut le décharger.
C'est explication sont redondantes mais inéluctables ! A bon entendeur.

   
     

Le mot de la fin
    
Je viens de me confectionner un accu NiMh de 12 Volts / 6300 mAh / 900g. Couplé à mon halogène de 20 Watts, j'obtiens une autonomie pratique de 3h30 (3h45 en théorie). Le coût de l'accu est d'environ 100 €, celui de la lampe 12 €. 
 
A masse égale, on peut utiliser un accu LiPo de 11.1 Volts / 16350 mAh / 970 g. Couplé à un HID de 12 Watts (l'éclairage sera encore plus efficace), on obtiendra une autonomie théorique de 15h07, soit exactement 4 fois plus ! Le coût de cet accu est de 555 € !!! celui de la lampe de 250 € !!!


Mais les éclairages HID sont parfois garantis 1 mois, d'autre fois 200 heures... De plus ils sont toujours annoncés comme étant 3 à 5 fois plus efficaces que des halogènes, mais desquels !? J'ai essayé quatre ampoules / réflecteurs halogènes du commerce. 
- Le 1er de la marque du magasin était peu convaincant.
- Le 2ème, un Philips éclairait franchement bien, mais un peu jaune.
- Le 3ème, un Général Electric éclairait mieux que le Philips, avec une lumière plus blanche.
- Le 4ème, un Osram dont la puissance dépasse tous les autres
Pour finir, les halogènes sont prévus pour fonctionner environ 3000 heures, un gage de tranquillité.
  
Pour les accus, il en sort chaque année des plus performants. En 5 ans, pour un même type AA d'éléments, on est passé de 750 mAh (en NiCd) à 2500 mAh (en NiMh) avec une capacité à la décharge rapide accrue .

En résumé, rouler de nuit avec un bon éclairage a un coût important si l'utilisation n'en est pas intensive !

        
  

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