Conversion d'énergie lampe torche : entrée électrique vers sortie lumineuse
Une lampe torche convertit l'énergie chimique stockée en lumière visible. Comprendre le flux révèle les limites d'efficacité.
Chaîne énergétique
- Entrée : Énergie chimique dans piles (alcalines, Li-ion, NiMH). Capacité en Wh (Watt-heures) = V × Ah.
- Conversion 1 : Circuit électrique – Pile → circuit driver (boost/buck/linéaire) → LED. Pertes : résistance, efficacité driver (80–95%).
- Conversion 2 : Électroluminescence – Puce LED convertit électricité en photons. Efficacité wall-plug : 100–220 lm/W (meilleures LED blanches). Max théorique ~350 lm/W.
- Système optique – Réflecteur/lentille/optique TIR forme faisceau. Pertes : absorption, dispersion (10–20%).
- Sortie : Flux radiant (Lumière) – Mesuré en lumens (lm).
Équation efficacité
Efficacité globale (%) = (Flux lumineux sortie [lm] / Puissance électrique entrée [W]) × (683 lm/W)⁻¹
Lampe torche typique : 30–50% électrique-optique. Meilleures : 60%+.
Mesure
- Entrée : Multimètre (V, A) ou wattmètre USB.
- Sortie : Sphère intégrante + spectroradiomètre (labo) ou luxmètre étalonné distance connue (terrain).
Améliorer l'efficacité
- Driver haute efficacité (buck/boost synchrone).
- LED haute efficacité, haut IRC (ex. Nichia 519A, Samsung LH351D, Cree XHP50.3).
- Optique optimisée (TIR > réflecteur).
- Chemins faible résistance (fils épais, contacts propres).
Efficacité = autonomie plus longue + moins de chaleur = meilleure lampe torche.