Chute de tension (circuits d'éclairage 12 V et 24 V)
La chute de tension est la tension perdue dans le câblage entre la batterie et le phare. Elle compte parce que la performance photométrique est certifiée aux bornes du phare — SAE J1383 y mesure à 12.8 V ± 20 mV — de sorte que tout ce que perd le câblage est pris directement sur le faisceau certifié.
Le phare ne voit pas la tension de la batterie. Il voit la tension de la batterie moins les pertes dans le câble, les connecteurs, les interrupteurs et le retour de masse, et son flux lumineux suit cette valeur plus faible.
Il n'existe pas de règle SAE des 3 %
Les limites en pourcentage citées dans ce secteur viennent pour l'essentiel d'ailleurs. SAE J1292 traite la chute de tension en imposant une section de câble minimale — 12 AWG pour les circuits d'alimentation, 14 AWG pour les dérivations jusqu'à 50 ft — et non un pourcentage. Les valeurs de 3 % et 5 % appartiennent au National Electrical Code, où elles figurent en notes informatives que le 90.5(C) déclare non contraignantes, et dont le 90.2 exclut d'ailleurs entièrement les véhicules automobiles du champ d'application. ABYC E-11 11.14.2.6 fixe bien des limites contraignantes, mais c'est une norme marine et elle place l'éclairage autre que les feux de navigation à 10 %, les 3 % étant réservés aux feux de navigation.
Le point de référence défendable est la condition de certification elle-même : J1383 4.1.4.4 exige des essais photométriques à 12.8 V ± 20 mV mesurés aux bornes du phare.
Le calcul
La chute de tension vaut I × R, avec R = ρL/A sur l'intégralité du trajet parcouru par le courant. La résistivité du cuivre est de 0.017241 Ω·mm²/m à 20 °C. Deux conventions coexistent et les mélanger est l'erreur courante : ABYC mesure la longueur du câble depuis la borne positive de la source jusqu'à l'appareil et retour, si bien qu'aucun facteur deux n'apparaît dans sa formule, tandis que les formules de type NEC utilisent la distance aller simple et multiplient explicitement par deux. Utiliser la longueur aller-retour et multiplier en plus par deux gaspille du cuivre ; utiliser la longueur aller simple sans le facteur deux divise la section du câble par deux.
La température est la plus grosse source d'erreur. La résistance du cuivre augmente d'environ 24 % entre 20 °C et 75 °C, si bien qu'un faisceau de compartiment moteur chute nettement plus que ne le prévoit le calcul à température ambiante. Discuter de 3 % contre 5 % en calculant à 20 °C, c'est de la précision placée à la mauvaise décimale.
Pourquoi le 24 V est bien plus tolérant
Prenons un phare de 100 W, 5 m de cuivre de 2.5 mm² dans chaque sens, à 20 °C. En 12 V le courant est de 8.33 A et la chute de 0.57 V, soit environ 4.8 %. En 24 V le courant est de 4.17 A et la chute de 0.29 V, soit environ 1.2 %. Même câble, même puissance, une perte en pourcentage environ quatre fois plus élevée sur le système à tension plus basse.
Avec des drivers LED à courant constant, c'est légèrement pire que l'arithmétique simple : quand la tension aux bornes baisse, le driver augmente le courant pour maintenir la puissance, ce qui donne environ 5.0 % contre 1.2 %. Remplacer des lampes halogènes par des LED sur un faisceau existant peut donc révéler un problème de chute que les anciennes lampes masquaient. Voir entrée multitension pour les phares qui acceptent les deux systèmes.
Un phare multitension accepte toute alimentation d'environ 9 à 32 volts CC : la même référence fonctionne sur les systèmes 12 V (pick-up, tracteurs utilitaires) et 24 V (camions, pelleteuses, engins miniers) sans convertisseur.
Driver enrobé de résine (potted driver)Un driver enrobé de résine est le circuit électronique du phare entièrement encapsulé dans la résine, ce qui le protège des vibrations, de l'humidité et des cycles thermiques — les trois tueurs de l'électronique des feux de véhicule.
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