Transformations d'énergie dans une lampe torche : Chimique → Électrique → Lumière + Chaleur

Allumer une lampe torche déclenche une chaîne de conversion d'énergie claire :

Transformation étape par étape

1. Énergie chimique (Stockée)
   La pile contient réactifs haute énergie (Zn + MnO₂ en alcaline ; Li + CoO₂ en Li-ion). Énergie libre Gibbs = tension potentielle.
2. Énergie électrique (Courant)
   Fermer le circuit permet aux électrons de circuler anode → cathode à travers filament/LED. Tension × Courant = Puissance (Watts).
3. Énergie lumineuse (Rayonnante)
   
   • Incandescent : Filament (tungstène) chauffé à 2500–3000 K → rayonnement corps noir (majoritairement IR, ~5 % visible).
   • LED : Électrons traversent jonction p-n → recombinaison libère photons (électroluminescence). 30–50 % efficace.
4. Énergie thermique (Chaleur)
   
   • Incandescent : ~95 % énergie électrique → chaleur.
   • LED : ~50–70 % → chaleur (jonction + pertes driver).
   • Résistance interne pile (chute IR) génère aussi chaleur dans la cellule.

Diagramme Sankey (Alcaline typique + Incandescent)

 Chimique (100 %)
 │
 ├─→ Électrique (100 %) ──→ Lumière (5 %)
 │
 └─→ Chaleur (95 %)
 └─→ Chaleur interne pile (faible, incluse ci-dessus) 

Gain efficacité lampe torche LED

Métrique	Incandescent (Xénon)	LED moderne
Lumens par Watt	15–25 lm/W	100–180 lm/W
Autonomie (2×AA, 100 lm)	1,5–2 h	8–15 h
Chaleur ressentie	Chaude	Tiède

Point clé

Chimique → Électrique → (Lumière + Chaleur). Le *ratio* lumière/chaleur dépend entièrement de la **technologie source lumineuse**, pas de la pile. Passer ampoule à LED multiplie l'autonomie 5–10× sur mêmes cellules.