Comment dimensionner un lampadaire solaire pour une route réelle

La plupart des projets de lampadaires solaires qui échouent n'ont jamais été des projets d'éclairage. C'étaient des projets d'achat : quelqu'un a spécifié 100 W parce que 100 W sonnait plus fort que 60 W, personne n'a calculé la route, et dix-huit mois plus tard la moitié des mâts sont éteints et l'autre moitié en est à sa deuxième batterie.

C'est la méthode que nous utilisons lorsqu'un client nous envoie une largeur de route et un budget au lieu d'une référence. Elle prend environ quinze minutes avec une calculatrice.

1. Partez de la route, pas de la puissance

Deux chiffres décrivent la route : la largeur de chaussée et la classe d'éclairage réellement nécessaire. Le reste en découle.

Une règle de départ pratique pour la hauteur de mât est de 0,5 à 0,8 fois la largeur de la chaussée. Une route de 7 m demande un mât de 8 m, pas de 4 m. L'espacement se situe ensuite entre 3 et 4 fois la hauteur de montage : un mât de 8 m donne un espacement de 24 à 32 m.

Accès résidentiel et villageois : 3 à 5 lux en moyenne
Voie de desserte avec piétons : 8 à 12 lux
Voie artérielle : 15 à 25 lux
Rond-point ou intersection : 25 lux et plus, et prévoyez davantage de mâts

Ces chiffres sont l'éclairement moyen maintenu sur la chaussée, pas les lux de crête sous le luminaire. Les lux de crête sont un chiffre que les vendeurs aiment parce qu'il paraît élevé.

2. Convertissez les lux en lumens

Les lumens nécessaires égalent les lux cibles multipliés par la surface éclairée, divisés par deux termes de rendement : l'utilisation (la part du flux qui atteint réellement la route) et le facteur de maintenance (salissure, dépréciation des LED, vieillissement de l'optique).

Lumens = (lux x width x spacing) / (utilisation x maintenance)utilisation 0,30 à 0,40 pour une optique type II courante ; maintenance 0,70 à 0,80

Exemple chiffré : chaussée de 7 m, mâts de 8 m, espacement de 30 m, cible de 10 lux.

(10 x 7 x 30) / (0.35 x 0.75) = 8,000 lmArrondissez, puis choisissez un module de 150 lm/W : environ 60 W

C'est ainsi que l'on arrive à un luminaire de 60 W sur un mât de 8 m, ce qui est une réponse courante et correcte. C'est aussi pourquoi un appareil de 150 W sur la même route n'est pas un meilleur produit, juste un moyen plus rapide de vider une batterie.

3. Dimensionnez la batterie en wattheures, pas en ampères-heures

Les ampères-heures ne veulent rien dire sans la tension. Convertissez d'abord tout en wattheures, puis appliquez la profondeur de décharge et le rendement aller-retour.

Wh per night = lumens-driven watts x burning hoursDivisez ensuite par 0,85 pour les pertes du driver et du contrôleur

Un luminaire de 60 W fonctionnant 11 heures consomme environ 660 Wh avant pertes, environ 780 Wh après. Un pack de 12,8 V 36 Ah stocke 460 Wh ; à pleine puissance, il couvre donc bien moins d'une nuit. Ce n'est pas un défaut, c'est de l'arithmétique, et c'est pourquoi tout dimensionnement crédible utilise un profil de variation.

Un profil de 100 % pendant les cinq premières heures, puis de 40 % pendant les six suivantes, donne 300 + 158 = 458 Wh. Le même pack couvre alors la nuit avec une petite marge. Les autonomies annoncées doivent toujours être lues par rapport au profil : trois à cinq jours couverts signifient presque toujours trois à cinq jours à la puissance réduite, pas à pleine luminosité.

4. Dimensionnez le champ selon les heures d'ensoleillement maximal

La puissance du panneau dépend de votre site, pas du luminaire. Utilisez les heures d'ensoleillement maximal (PSH) locales du mois le plus défavorable, pas la moyenne annuelle.

Région	PSH du mois le plus défavorable	Panneau pour 460 Wh/nuit
Afrique de l'Ouest (Sahel)	5,0 à 6,0	120 à 150 Wp
Afrique de l'Est	4,5 à 5,5	150 à 180 Wp
Golfe et péninsule Arabique	4,5 à 6,0	120 à 170 Wp
Asie du Sud et du Sud-Est	3,5 à 4,5 en mousson	180 à 230 Wp

La ligne de la mousson est celle qui piège tout le monde. Un dimensionnement qui fonctionne en février échoue en juillet, et la panne ressemble à un défaut de batterie alors qu'il s'agit en réalité d'un dimensionnement de panneau.

5. Ce qui tue vraiment les installations

Ombre. Une branche d'arbre sur un panneau peut coûter plus qu'un déclassement de 20 % du champ. Parcourez le tracé à la hauteur où sera le panneau.
Inclinaison et orientation. Cinq degrés d'écart, ce n'est pas grave ; être orienté du mauvais côté est fatal. Dans les tropiques du nord, orientez vers le sud ; au sud de l'équateur, vers le nord.
Poussière et salissure. Dans les conditions sahéliennes et du Golfe, prévoyez un nettoyage deux fois par an et ajoutez 10 % au champ photovoltaïque.
Corrosion. L'air côtier détruit les supports bon marché bien avant que l'électronique ne lâche. La galvanisation à chaud n'y est pas un plus, c'est une exigence.
Vol. Une batterie dans un socle de mât non verrouillé est une batterie qui partira. Les coffrets verrouillables et les fixations inviolables valent leur coût.

6. La liste de contrôle de la spécification

Si un fournisseur ne peut pas répondre à ces six questions avec des chiffres, sa fiche technique relève du marketing, pas de l'ingénierie.

Quel est le niveau de lux maintenu sur la chaussée à l'espacement et à la hauteur de montage indiqués ?
Quelle est la capacité de la batterie en Wh, et quel profil de variation a été retenu pour l'autonomie annoncée ?
Quelle valeur d'heures d'ensoleillement maximal du mois le plus défavorable a servi au dimensionnement du champ ?
Quel est le maintien du flux lumineux après 25 000 heures ?
Quels sont les indices de protection et de résistance aux chocs, et quel laboratoire les a délivrés ?
Quel taux de pièces de rechange et quel délai de production s'appliquent à une commande reconduite ?

Envoyez-nous la largeur de la route, la hauteur de montage possible et la classe d'éclairage nécessaire. Nous reviendrons avec une configuration et le calcul qui la sous-tend, afin que vous puissiez vérifier le travail.