Eclairage

Principes généraux

L'éclairage actif

L'éclairage actif d'un vélo est obligatoire dès que la nuit tombe et dès que la visibilité est insuffisante (pluie), il existe plusieurs dispositifs permettant d'éclairer son vélo selon les lois en vigueur. Pour pouvoir sortir par tous les temps, on doit donc avoir un éclairage fonctionnel disponible en permanence.

L'éclairage doit être blanc à l'avant et rouge à l'arrière. Sur le plan réglementaire, la lumière émise doit être non clignotante. Cela dit, beaucoup de cyclistes roulent avec des feux clignotants. Justification trouvée sur un forum de discussion :

• À l'arrière : au milieu de plein d'autres lumières, le clignotant te signale comme un vélo, et prépare l'automobiliste qui arrive de l'arrière à devoir faire attention en te dépassant. Utile.
• À l'avant : ça te signale comme un vélo, mais dans ce sens-là (sens inverse) l'info n'est pas utile. Pire, celui qui arrive en face aura plus de mal à estimer ta vitesse et risque de la sous-estimer (donc de te couper la route). S'il ne jette qu'un coup d’œil rapide et que tu es à la périphérie de son champ de vision, il risque même de manquer la phase "allumé" du clignotement. Sans compter que pour toi, pour éclairer ton chemin, c'est pas top.

Les constructeurs d'éclairages clignotants utilisent parfois cet artifice illégal pour tenter de pallier la puissance très insuffisante de leur éclairage. Avec un éclairage puissant, le clignotement devient une nuisance importante. Le clignotement perturbe la perception de la distance ou se trouve le vélo ainsi que de sa vitesse de déplacement pour les observateurs.

Les dispositifs passifs (Catadioptres)

Les réflecteurs (catadioptres) doivent être fixés en permanence sur le vélo, quel que soit la météo ou la luminosité ambiante. On doit avoir :

• Catadioptre avant (blanc)
• Catadioptre arrière (rouge)
• Catadioptres de pédales
• Catadioptre sur chaque roue (La règlementation Française ne considère pas les bandes réfléchissantes sur les pneus comme équivalents aux catadioptres de roue, donc attention avec les vélos allemands et hollandais).

Souvent, les catadioptres avant et arrière sont incorporés à des feux démontables. Il est légal en France de déposer les feux lorsque les conditions météorologiques le permettent (s'il ne pleut pas et s'il fait jour) mais les catadioptres doivent rester en place, ce qui est rarement le cas avec des feux démontables.

Les dispositifs d'éclairage

Les phares avant

Obligatoirement blancs, ils incorporent parfois un catadioptre ce qui évite d'avoir un catadioptre indépendant. Quelques phares de haut de gamme ont un éclairage de jour différent de l'éclairage de nuit, parfois activé automatiquement. On trouve sur certains phares des éléments latéraux qui sont visibles de coté. Un bon phare ne doit pas être aveuglant et doit avoir une coupure haute (éclairement minimal en partie haute), mais ce n'est pas imposé par la règlementation Française, seulement par la règlementation allemande. On trouve quelques phares avec plusieurs LED pour essayer de créer un faisceau large proche et un faisceau plus étroit de plus longue portée, de manière similaire à ce qu'on a sur les voitures. Certains phares de haut de gamme alimentés par dynamo ont un maintien à l'arrêt (par supercondensateur ou par batterie).

Les feux arrières

Obligatoirement rouge, eux aussi incorporent souvent des catadioptres. Certains feux arrières à LED n'ont pas de diffuseur et ont un point lumineux trop concentré mais ce n'est pas règlementé. Le feu arrière doit être vu non seulement de l'arrière mais aussi de coté et il devrait y avoir normalement des éléments lumineux latéraux. Pour les feux alimentés par une dynamo, on trouve de plus en plus souvent un maintien à l'arrêt (par supercondensateur ou par batterie) durant 4 minutes (a partir du moment ou la capacité est rechargée). La durée correspond à l'exigence de la règlementation Allemande.

Autres éclairages

Outre les feux avant et arrière, on trouve aussi en accessoires divers dispositifs disposés dans les roues supposés améliorer la visibilité du cycliste. Ces dispositifs ne sont pas règlementés et ont souvent une fonction plus décorative que réellement utile.

Ampoules et DEL

L'éclairage actif sur un cycle a évolué avec l'arrivée des diodes électroluminescentes DEL (LED en anglais). Le rendement d'une LED est de 4 à 5 fois supérieur à celui d'une ampoule halogène et 8 a 10 fois supérieur à celui d'une ampoule ordinaire (LED: 80 à 110 lumen/W pour 15 à 20 lumen/W pour une ampoule halogène et environ 10 lumen/W pour une ampoule ordinaire). Ceci aurait du permettre une évolution vers un éclairage correct mais dans la pratique en France faute d'une règlementation stricte, cela a entrainé la disparition des dynamos et la multiplication des éclairages à piles et à batterie sans qu'on observe un réel progrès dans l'éclairage. Les LED ont l'avantage d'être robustes et pratiquement insensibles aux chocs. Leur durée de vie est très élevée et dans le cadre d'un usage cycliste, bien que les LED ne soient pas interchangeables, on peut espérer une durée de vie proche de celle du vélo.

Alimentation de l'éclairage

Un éclairage permanent est alimenté par une dynamo de moyeu ou plus rarement maintenant par une dynamo "bouteille" entraînée contre le flanc du pneu ou de la jante. Beaucoup d'éclairage sont alimentés par une batterie ou des piles rechargeables, ou bien l'alimentation du vélo à assistance électrique.

• La dynamo externe ou dynamo bouteille : placée en général sur le pneu de la roue arrière, tous les principes de bases sont expliqués là. Les dynamos traditionnelles absorbent beaucoup de puissance mécanique et ont parfois des problèmes de fonctionnement lorsqu'il pleut (elles glissent). Ce genre de dynamo est en voie de disparition mais on trouve encore quelques dynamos de bonne qualité et bon rendement chez le constructeur AXA. Il existe une dynamo de très bon rendement très légère fabriquée par Vélogical utilisée par les cyclistes de route mais son prix est extrêmement élevé.

• La dynamo dans le moyeu dite moyeu dynamo: Le terme dynamo est un abus de langage, c'est en fait un générateur de courant alternatif et c'est le mouvement de la roue qui génère l'électricité. Un article détaillé est disponible ici. C'est un dispositif très fiable mais son défaut principal est un poids important pour les modèles de bas de gamme.

Les éclairages alimentés par dynamo fournissent du courant au phare avant. Le feu arrière est généralement branché sur le phare avant et non en parallèle avec le feu avant. Ceci permet une mise en marche des deux feux avec le seul interrupteur du phare avant. Le retour du courant par le cadre du vélo a été abandonné et tous les feux sont désormais alimentés par deux fils, la conduction par le cadre étant aléatoire avec les cadres aluminium et composites. Le fil de masse est généralement repéré par un liseré blanc et il faut respecter la connexion du fil de masse car la masse de la dynamo est connectée au cadre et la masse des feux peut aussi être connectée au cadre. Une inversion de fils peut conduire à un court-circuit par le cadre. La connectique des feux vélos se fait avec des cosses plates 'faston' de 2.8 mm.

Dans de rares cas, on trouve un feu avant alimenté par dynamo et un feu arrière à pile, mais c'est cumuler les défauts des deux systèmes et il faut actionner séparément les feux avant et arrière.

• Les éclairages à pile ou batterie: Ils peuvent être rechargeables, soit sur prise de courant, soit par port USB (sur un chargeur, un ordinateur, etc.).

Réglementation

Voir ici pour un article détaillé : http://wiklou.org/wiki/Code_de_la_route#Eclairage_et_signalisations

Le décret 95-937 du 24 août 1995 précise en annexe II9 que tout cycle doit être vendu équipé d'un éclairage conforme au Code.

Cependant ce décret a été amendé le 1er août 2016 pour faciliter la vente de vélos en kit sur internet, ainsi que l'explique cet article.

On admet donc désormais que l'éclairage soit monté par l'utilisateur.

Normes allemandes

Les normes allemandes (StVZO) sont les seules normes ayant des exigences strictes concernant l'éclairage vélo, ce qui fait que tous les éclairages de qualité se conforment à ces normes. Cependant, ces normes ont été établies à l'époque des dynamos bouteilles et des ampoules halogènes et leurs exigences bien que très supérieures à ce qu'on peut observer au quotidien en France sont loin de ce qui est techniquement faisable avec des éclairage à LED et certaines adaptations seraient nécessaires. Le StVZO exige un éclairement de 10 lux à 10m de distance, mais sans imposer de largeur de faisceau. Comme pour les voitures, l'éclairage en partie haute doit être minimisé pour éviter l'éblouissement, c'est ce qu'on appelle la 'coupure haute'. Le fonctionnement des dynamos est précisé en imposant une production électrique minimale à partir d'une certaine vitesse. Ces 10 lux à 10 m correspondent à ce qui était techniquement faisable avec des ampoules halogènes. Dans la pratique, les dynamos de moyeu de 3W,6V qui ont des performances comparables aux dynamos traditionnelles permettent avec des LED un éclairement de 20 à 70 lux suivant la qualité du phare. En France, les éclairements des phares de base fournis en standard n'étant pas règlementés sont de l'ordre de 2 à 4 lux à 10m. A partir d'une vingtaine de lux, on a un éclairage qui permet au cycliste de se diriger et plus seulement d'être vu. La faible consommation des LED permet d'avoir des feux arrières maintenus éclairés à l'arrêt pendant 4 minutes (mais la norme ne l'exige pas).

Un blogueur Néerlandais qui publie des essais développés sur les éclairages vélo a aussi fait une analyse fouillée des normes allemandes qu'il a publié en anglais On trouve aussi des explications sur les avancées des normes allemandes sur le site afdc (en allemand).

Sécurité et éclairement de jour

Avoir un éclairage alimenté en permanence par une dynamo de moyeu permet de maintenir un éclairage permanent y compris de jour. Une étude Danoise a montré que maintenir cet éclairement de jour diminuait le taux d'accident de 19%. Si on met à part l'infrastructure, c'est de loin la mesure la plus efficace pour améliorer la sécurité des cyclistes. Cependant, l'imposer en pratique serait difficile quand on observe le nombre de vélos qui ne sont pas correctement éclairés de nuit.

Conception des feux

La coupure haute

Les feux d'une certaine puissance ne doivent pas aveugler les autres utilisateurs (y compris les piétons) et la partie haute de leur faisceau doit avoir une intensité réduite, comme ceci se fait sur les phares de voitures ou de motos. C'est ce qu'on appelle la 'coupure haute'. La puissance très limitée des feux à ampoules à incandescence (avant l'avènement des ampoules halogènes) n'était pas suffisante pour créer des problèmes sans équipement particuliers des feux vélos. La puissance actuelle des feux à LED qui peut atteindre une vingtaine de fois la puissance des ampoules à incandescence de base avec des feux alimenté par dynamo et plus de cinquante fois avec des feux a batterie cause actuellement des nuisances importantes mais en France il n'y a pas de règlementation définissant techniquement de manière précise les limites, le code de la route français mentionnant seulement que les feux ne doivent pas aveugler les autres utilisateurs, laissant le jugement à l'arbitraire des force de l'ordre. Seule la règlementation allemande définit précisément les valeurs d'éclairement au dessus de cette coupure haute. Elle est beaucoup plus exigeante que pour les feux de voiture probablement car les feux vélos sont souvent mal réglés. Cette coupure haute peut être obtenue simplement avec un cache devant l'optique mais dans ce cas la puissance au dessus de la ligne de coupure est dissipée en pure perte. Dans les feux de bonne qualité, l'optique est construite pour diriger toute la puissance sur la zone utile, mais la maitrise de la conception des optiques est un domaine très délicat aussi seuls les feux normés suivant StVzo respectent cette coupure. Par ailleurs certains utilisateurs ont besoin d'un éclairement en partie haute (les VTTistes et les gens roulant en zone rurale) aussi la seule solution pour que des feux de VTT soient utilisables sur la voie publique devient la création d'une position 'code/phare' comme pour les voitures et les motos. Ceci existe sur certains phares de vélos mais c'est pour le moment exceptionnel.

La forme du faisceau

Tout comme pour les voitures, les attentes pour un éclairage vélo sont multiples. Il est souhaitable d'avoir un éclairage latéral pour voir sur les bas-cotés mais aussi un éclairage lointain pour détecter de manière anticipée les aléas de la route. Sur les voitures ceci a conduit a avoir un faisceau avec une forme élargie sur une distance courte et une espèce de "pointe" au centre, parfois plus renforcée sur la droite. Ce genre de faisceau est rare sur les feux vélos toujours à cause de la difficulté de développement des optiques. Par ailleurs, un éclairage crée un 'effet tunnel' ou le conducteur tend a ne focaliser que devant lui. Ceci rend souhaitable une certaine progressivité de la diminution de l'éclairement sur les cotés du faisceau. Certaines optiques provenant de constructeurs réputés créent des 'coupures latérales' aussi brutales que la coupure haute ce qui est néfaste et renforce l'effet tunnel.

Les feux avec redirecteurs latéraux

Les optiques peuvent comporter des éléments redirigeant une partie du flux lumineux sur les cotés. C'est obligatoire sur les feux arrières homologués StVzo mais pas sur les feux avant bien que ce soit fréquemment installé sur des feux de bonne qualité. Ceci est très utile pour améliorer la visibilité en éclairage de jour. De nuit, les catadioptres latéraux (qui ne sont pas obligatoirement montés sur les roues) assurent une certaine visibilité latérale mais de jour, seul ces dispositifs le permettent.

La vérification de fonctionnement du feu arrière

La norme StVzo impose que le cycliste puisse vérifier le bon fonctionnement de son feu arrière en roulant. Les feux homologués sont donc équipés d'un petit redirecteur de flux vers le haut permettant cette vérification rapide. C'est indispensable avec un feu sur dynamo sans maintien à l'arrêt qu'on ne peut pas vérifier simplement.

Campagnes de sensibilisation

Certaines associations mènent des campagnes de sensibilisation des cyclistes à l'importance d'un bon éclairage.

• En France, la FUB organise la campagne "Cyclistes, Brillez !"
• Au Québec, Vélo-Québec mène des opérations sous le mot d'ordre "Être visible, c'est lumineux"

Ces campagnes comprennent notamment des distributions gratuites aux cyclistes de kits d'éclairage à LED.

Contribution technique recueillie sur la liste Rayons (des ateliers de l'Heureux-Cyclage)

Une dynamo (qui est en fait un alternateur) produit donc du courant alternatif, de valeur 0,5 ampére à peu prés (tension 6 volts, puissance 3  Watts, et comme P=UI...). Donc pour redresser ce courant alternatif, un pont de diodes de puissance 1,5 A sera bien suffisant (et il ne coûte que 52 cts HT.) (redresseur (pont de diodes) : http://fr.rs-online.com/web/p/products/6295153/ ).

Une fois redressé et filtré (ajout éventuel d'un petit condensateur) la tension augmente d'un facteur racine de 2 soit 1.41 : on est alors proche des 10 volts il faut donc un régulateur de tension.

• Régulateur : vous choisissez la tension avec la référence du composant : 7809 régule à 9 volts, 7806 régule à 6 volts etc. Si votre phare à piles utilise 2 piles, il faut prendre un 7803 car 2 piles en série font 3 volts, si il y a 4 piles il faut un 7806, si vous voulez charger votre téléphone ou GPS ou autre appareil avec prise USB il faut un 7805 pour produire 5 volts.
  • Ce composant coute 37 cts HT (voir exemple ici) et passe plus de 2 ampères, on est donc large.
  • Il se branche très simplement : la première patte c'est le "plus" entrant, non régulé, la deuxième patte c'est le "moins" commun a l'entrée et la sortie et la troisième patte c'est le "plus" de sortie régulé, celui qui va vers vos phares ou téléphone ou autre ... Pensez à le fixer sur un support métallique pour dissiper la chaleur.

À vos fers à souder! et dans certains cas vous pouvez même tenter de connecter tout ça avec de petits dominos si vous n'êtes pas à l'aise avec la soudure à l'étain.

Quant aux vélo électriques et leur phares à piles ou à dynamo, rien d'étonnant en fait. Beaucoup de vélos électriques allemands de qualité sont équipés de dynamos, et de phare avant et arrière Standlicht (avec condensateur intégré gardant la lumière allumée quelques minutes), car la batterie d'un VAE coupe souvent sans prévenir avant qu'elle soit vide (pour préserver les cellules) et c'est dommage de se retrouver dans le noir ! les Allemands pragmatiques voient leurs VAE comme des vélos avant tout qui peuvent aussi bien rouler sans batterie, c'est donc un choix raisonnable...

Enfin, sur la question des batteries, de leur production, de la pollution, une des seules solutions à peu prés vertueuses serait de réparer autant que possible celles déjà existantes. En effet, il arrive souvent qu'une batterie soit déclarée HS alors qu'un seul élément interne est défaillant. Pour protéger les autres éléments, le BMS coupe totalement la sortie et on peut croire à une défaillance de l'ensemble. Avec un peu de doigté et de patience on arrive parfois à refaire une bonne batterie avec 2 mauvaises mais c'est sûr qu'on est plus vraiment dans la mécanique et il ne faut pas s'y lancer sans connaissances car les risques d'explosion et d'incendie sont réels... pas mal de tutos sur le web pour ceux qui veulent tenter l'aventure.

Tests

Bapav réalise des tests pour la FUB en France en 2016.

Tests anglophones

Tests mtbr 2015 Tests de ville 2016

Tests germanophones

Tests

Liens externes

Wikipedia: éclairage de vélo