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Protocole Lampes frontales : autonomie, puissance et régulation (frontale)

Version 1.0 (23/11/2019)

par Anthony 23 nov. 2019 Soyez le premier à commenter share(partager) Soyez le premier à aimer ! :

Protocole utilisé pour :

Lampes frontales légères
Difficile de tester équitablement des lampes frontales, l'oeil humain n'est pas le meilleur juge, et de loin ! En effet, notre vision s'adapte trop vite à des changements d'éclairage, nous ne pouvons pas contrôler notre pupille. Nous pouvons en revanche le faire avec un appareil photo, en mode "manuel".

Tests indoor

Toutes les lampes frontales sont testées pour le même flux lumineux théorique, indiqué par le fabricant (par exemple, 100 lumens). Dans le noir, chaque modèle est placé à la même distance d’un mur blanc. Batterie chargée à bloc, nous allumons la frontale dans le mode 100 lumens, puis nous capturons une photo du mur éclairé à intervalle régulier. Le réglage de l’appareil photo est primordial : en mode manuel, tous les automatismes sont débrayés pour avoir une exposition parfaitement identique sur chaque photo, et une balance des blancs figée. Ces réglages photographiques sont rigoureusement identiques pour chaque frontale testée afin de pouvoir les comparer entre elles.
La casque sert à placer la frontale parfaitement (c'est un casque muni de clips pour maintenir parfaitement sa position) : toujours à la même distance du mur.
La casque sert à placer la frontale parfaitement (c'est un casque muni de clips pour maintenir parfaitement sa position) : toujours à la même distance du mur.
Notre cible : un autocollant Carnets d'Aventures :-) Les marquages servent à comparer les faisceaux.
Notre cible : un autocollant Carnets d'Aventures :) Les marquages servent à comparer les faisceaux.
Ainsi, le protocole permet de tester 5 caractéristiques à la fois :
  1. L’autonomie : le constructeur l’indique pour chaque mode de fonctionnement. Ainsi, nous pouvons vérifier que cette durée est atteinte, à température ambiante. 
  2. La régulation : si une lampe frontale est donnée pour 3 heures d’autonomie dans un mode, ni son faisceau ni son intensité ne doivent changer pendant toute cette période. De petites variations sont acceptées (car non perceptibles par l’oeil humain), mais le but est de fournir un éclairage constant.
  3. La focalisation : en plaçant les frontales proche du mur, on voit clairement la différence de focalisation des lampes, plus ou moins diffuse. Des petits repères sur le mur permettent de comparer leur faisceau : angle, bordure nette ou très dégradée... 
  4. Le passage en mode “survie” : après avoir épuisé la batterie, certaines frontales peuvent passer en mode survie. C’est un mode de secours avant d’être totalement à court de batterie. On observe différents comportements : soit une transition radicale vers un mode très faible, soit un éclairage diminué progressivement.
  5. La température de l'éclairage : en figeant la balance des blanc de l’appareil photo, on peut voir que certains éclairages sont plus chauds que d’autres. Un éclairage froid tire vers le bleu, tandis qu’un éclairage chaud tire vers le jaune. Anecdotique pour la majorité des usages, on peut avoir tendance à préférer l'un ou l'autre. 

Exploitation des résultats

Pour résumer, les photos obtenues permettent donc de visualiser : d'une part l'évolution des faisceaux, et d'autre part de les comparer entre frontales.
Deux frontales différentes à gauche et à droite.
En haut, c'est au démarrage du protocole, en bas, c'est 3h plus tard.
Deux frontales différentes à gauche et à droite.
En haut, c'est au démarrage du protocole, en bas, c'est 3h plus tard.
À l'oeil nu, on peut déjà conclure sur 2 points évoqués précédemment : la focalisation et la température de l'éclairage. En effet, on remarque bien que la lampe de gauche est plus diffuse et légèrement plus froide.

Pour les autres caractéristiques, l'oeil humain n'est pas un bon juge. Laissons faire la machine encore une fois ! Afin de mettre en évidence l'évolution du faisceau, on utilise donc deux méthodes :
- sur un logiciel de traitement d'image (Gimp), on utilise l'outil "Seuil" afin de ne voir que la zone "bien éclairée" du faisceau. Cet outil transforme une image en une image noir et blanc, où les pixels blancs sont ceux dont la valeur était supérieure au seuil sélectionné. En pratique, avec un seuil à 127 (la moitié sur une échelle de 0 à 255), tous les pixels éclairés à plus de 50% deviendront blancs, les autres seront noirs. Concrètement, en prenant l'image précédente et en lui appliquant ce seuil, je vois ainsi les parties du murs qui sont éclairées de la même manière entre les 2 frontales : cela permet de s'affranchir de tout dégradé pour ne s'intéresser qu'au coeur du faisceau.  
- avec une vidéo, on peut monter un timelapse pour voir l'évolution en accéléré. Une bonne manière de visualiser l'évolution des faisceaux.
Résultat suite à l'utilisation de l'outil "Seuil" sur l'image précédente.
Résultat suite à l'utilisation de l'outil "Seuil" sur l'image précédente.
Ces tests permettent alors de conclure sur les autre points :
  • l'autonomie : les photos étant datées précisément, on peut valider/invalider l'autonomie annoncée
  • la régulation : sur l'image en noir & blanc, on voit nettement que la frontale de gauche est moins bien régulée que celle de droite, car son faisceau s'affaiblit (alors qu'on est dans la plage d'autonomie annoncée). On peut aussi le voir sur la vidéo.
  • le passage en mode "survie" : certaines frontales passent soudainement à un éclairage très faible, tandis que d'autres le diminuent doucement jusqu'à ce faible éclairage. 

Puissance max

Pour prolonger le test, nous effectuons un test similaire dans le mode “puissance maximum” de chaque lampe. Étant donné que cette puissance varie d’un modèle à l’autre, cela ne permet pas de comparaison entre eux. En revanche, ce test nous permet :
  • De valider l’autonomie et la régulation dans ce mode-là
  • De voir si focalisation change selon la puissance : certaines frontales ont plusieurs LEDs, qui ne sont pas toutes utilisées selon le mode choisi. Certaines LEDs peuvent être plus diffuses tandis que d’autres plus concentrées.

Test thermique

La caméra thermique mesure à quel point les lampes frontales chauffent lors d'un usage prolongé. Au bout d'une heure de fonctionnement dans le mode 100 lumens, on fait une "photo thermique" pour visualiser cette chaleur.
Au bout d'une heure de fonctionnement en mode 100 lumens, les températures extérieures ne sont pas les mêmes.
Au bout d'une heure de fonctionnement en mode 100 lumens, les températures extérieures ne sont pas les mêmes.
On s'assure ainsi que le corps de la frontale n'est pas trop chaud, ce qui pourrait être gênant sur le front. Au delà du confort d'utilisation, une bonne régulation thermique permet également de tirer le meilleur parti des LEDs. Assez logiquement, les mesures montrent que l'aluminium permet une bien meilleure gestion thermique. Toutefois, concernant le confort, on remarquera qu'une bonne conception de la frontale permet, par exemple, d'écarter la source de chaleur du front et éviter tout désagrément.

Et la portée ?

Tester des frontales en intérieur, est-ce que ça a du sens ? Ce qui compte c’est de voir la nuit, le plus loin possible, non ? Eh bien, oui et non : la portée est une caractéristique peu mesurable, à prendre avec des pincettes. Elle est donnée à titre indicative parfois, surtout parce qu’elle dépend principalement de la focalisation : la même LED avec une optique plus diffuse a une portée moindre.

On s’intéresse donc surtout à la focalisation : la frontale doit avoir un faisceau cohérent avec le champ de vision humain, et être homogène. D’ailleurs, plus on va vite, plus le champ de vision se rétrécit. Idem lorsqu’on cherche du regard (que ce soit un objet, sa route…) : notre perception visuelle consciente devient étroite. En bref, vous l’aurez compris, la puissance ne fait pas tout : cracher des lumens sans les focaliser, ça n’est pas forcément la bonne solution, sauf pour consommer de la batterie inutilement. Seul cas où ça peut être un relatif avantage : si l’on fixe la frontale sur un vélo, un champ large est utile, car si on peut tourner la tête, on ne peut pas forcément tourner le guidon !
100 lumens à gauche et à droite, mais avec une focalisation bien différente. On a clairement l'impression de voir plus loin à gauche, avec un faisceau plus focalisé.
100 lumens à gauche et à droite, mais avec une focalisation bien différente. On a clairement l'impression de voir plus loin à gauche, avec un faisceau plus focalisé.
La même frontale (Kiska 2), 400 lm à gauche et 1000 lm à droite. Bien pratique d'y voir si clair en pleine nuit !
La même frontale (Kiska 2), 400 lm à gauche et 1000 lm à droite. Bien pratique d'y voir si clair en pleine nuit !
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