Technologie - Bloc lumineux

Le bloc lumineux a pour rôle de maintenir, orienter et assurer le refroidissement des leds. Pour des leds haute puissance, cette notion de refroidissement est fondamentale car elle conditionne le rendement et la durée de vie des leds (voir article sur les leds).

Généralités

Refroidissement

Les leds puissantes génèrent une chaleur importante. La quasi totalité de l'énergie consommée par une led est dissipée en rayonnement calorique. Ainsi pour une puissance lumineuse de 200 lumens, la chaleur dissipée est de 1W pour les meilleurs leds. Pour 500 lumens on aura environ 3W et pour 800 lumens près de 8W. Cette chaleur qui s'accumule à la base des leds doit être évacuée pour éviter une chute du rendement de la lampe ainsi qu'une détérioration irrémédiable des composants électroniques. Pour évacuer la chaleur il faut la transférer le plus efficacement possible depuis la base des ends jusqu'à l'air ambiant. Pour cela il est important d'utiliser des matériaux assurant une bonne conduction thermique. Les matériaux les plus adaptés sont, le cuivre, l'aluminium, certaines céramiques et pierres volcaniques ... Si l'on prend aussi en compte le poids, le coût, la résistance mécanique ... l'aluminium est clairement le plus adapté pour les lampes frontales.

Une fois les matériaux choisi il est ensuite important de maximiser la surface d'échange entre la pièce en aluminium et l'air ambiant. Le refroidissement d'un objet est très dépendant du flux d'air à sa surface. Ainsi alors que dans une enceinte fermée sans courant d'air, la température du corps de lampe peut monter jusqu'à 55°C, elle plafonne à 35°C dès le moindre mouvement. En conditions d'utilisation nocturne avec déplacement (trail, VTT ou même marche) le corps de lampe restera donc à une température basse très proche de la température extérieur même à pleine puissance. Tout l'enjeu consiste donc à mettre un maximum d'aluminium directement en contact avec l'air en mouvement afin d'améliorer le refroidissement. Les blocs lumineux doivent donc privilégier de grandes surfaces de contacts (en multipliant le nombres d'ailettes ou de rainures par exemple) et disposer ces surfaces face au mouvement d'air. 

Une lampe avec un bon refroidissement et un boitier aluminium pourra offrir un rendement jusqu'à 40% supérieur à une lampe avec boitier plastique et sans refroidisseur extérieur.

Orientation du faisceau

Le bloc lumineux doit pouvoir être orienté verticalement sur au moins 75° pour s'adapter à tous les besoins (directement sur la tête, sur un casque ou un guidon). Un réglage précis est nécessaire (idéalement non cranté) pour permettre de toujours positionner le faisceau dans son angle optimal. 

Les technologies Stoots

Les lampes Stoots sont conçues autour d'un bloc lumineux entièrement en aluminium dont la surface de contact avec l'air ambiant est maximisé. La surface principale est orientée face au mouvement de manière améliorer le refroidissement. En utilisation standard (air ambiant 15°C, déplacement à 7km/h) et à une puissance de 500 lumens, le boitier ne dépasse pas les 22°C. La température à la base des leds est alors de 40°C environ. A cette température leur rendement n'est quasiment pas affecté par la température. Dans le cas d'utilisation statique en atmosphère confinée, la température du bloc lumineux peut monter jusqu'à 55°C (90°C à la base des leds). A cette température la lampe se met automatiquement en sécurité anti surchauffe pour éviter toute détérioration de la lampe ou brulure de l'utilisateur.

L'orientation du bloc se fait à l'aide d'une charnière élastique sans cran. Le système élastique permet de compenser l'usure potentielle de la charnière liée au mouvements d'orientation répétitifs. Le réglage continu sans cran prédéfinis permet un réglage précis jusqu'à une ouverture de 75°.