Le traceur de flammes
Le traceur de flammes est un projecteur matriciel à flammes inspiré du projecteur Jarag. Il en reproduit les dimensions et la disposition.
Ainsi, il est pourvu de 5 lignes et 5 colonnes de flammes dans un carré de 60cm de côté. Il peut s'assembler modulairement et les flammes de traceurs mises bout à bout sont réparties régulièrement.
Cette machine permet donc de créer des murs à pixels de flammes, chacun étant commandable individuellement en tout ou rien : une flamme peut être allumée ou éteinte.
Origine
L'idée du traceur de flammes m'est venue à l'époque où je dansais et crachais le feu.
Je voulais disposer d'un moyen technique d'étendre le spectacle.
J'ai donc eu l'idée d'un "amplificateur" de flammes. Un chanteur a cappella pourrait difficilement remplir un stade. En revanche, équipé d'un micro, le son de sa voix amplifié et diffusé par des enceintes peut être entendu par un public très nombreux.
C'est le même principe que j'ai imaginé pour l'amplificateur de flammes.
Une caméra filmerait un danseur de feu et les flammes seraient amplifiées et diffusées par un grand écran cracheur de flammes.
Il restait donc à inventer une machine capable de constituer un écran cracheur de flammes. Le traceur de flammes en est la brique de base.
Etapes de conception
Nous avons mis deux ans à aboutir au traceur de flammes v1.
Auparavant, franchir un certain nombre d'étape a été nécessaire.
Il a tout d'abord fallu produire une flamme. Pour cela je me suis inspiré d'une machine à flammes verticale du commerce. Le fonctionnement est simple : du propane sous pression est libéré par une électrovanne et mis à feu par une paire d'électrodes soumise à des décharges haute tension qui génèrent un arc électrique.
Une fois ce fonctionnement connu et les composants identifiés pour y parvenir, il a fallu trouver un moyen de disposer les flammes pour avoir une première matrice. Initialement (courant 2025), cela était fait avec des planches de bois maintenues entre elles par des équerres. Pendant un moment nous avons donc utilisé un tel dispositif, pourvu de 3 × 3 flammes (voir photo ci-après).
Ce que nous avons appelé la v0 présentait une conception mécanique plus abouti. Une structure en profilés couverts de panneaux latéraux et d'une tôle percée à l'avant ont donné à cette version 4 × 4 du traceur de flammes une meilleure robustesse et un aspect plus solide. La v0 est visible sur la photo ci-dessous.
Notons que les électrovannes sont pourvues de buses et donc situées directement à la base des flammes. Par rapport à une configuration où les électrovannes seraient déportées et reliées via un tuyau à la base des flammes, cela présente l'avantage d'une plus grande réactivité. En effet le volume mort en aval de l'électrovanne est très faible donc son ouverture entraîne très rapidement l'éjection du gaz.
En revanche cela complique l'intégration et interdit l'utilisation de batteries d'électrovannes, très compactes, telles qu'utilisés dans l'industrie en pneumatique.
La commande des électrovannes et de l'ignition est également un sujet intéressant. Tout d'abord précisons que pour parvenir à créer des arcs électriques, il convient d'élever la tension et de la délivrer sous formes d'impulsions aux électrodes. Cette fonction est assurée par des modules électroniques que nous appelons blocs haute tension. Typiquement ils fournissent des impulsions de 1ms de durée toutes les 10ms à une valeur de tension de 12 à 15 kV. Visuellement, à cette fréquence, les arcs produits sont continus et le délai que l'on pourrait craindre pour l'allumage est imperceptible.
Initialement nous utilisions des actionneurs, électrovannes et blocs haute tension, fonctionnant avec la tension du secteur. Cela simplifiait l'installation. Les inconvénients principaux de ce choix étaient le risque électrique et dimensionnement plus importants des éléments de commutation. Dans la v1, les actionneurs fonctionnent en 24V et sont donc alimentables via des mosfets classiques.
Parlons maintenant de la commande. Dans les tous premiers essais, nous utilisions simplement la prise (rappelons que les actionneurs fonctionnaient sur secteur) puis un interrupteur pour allumer ou éteindre manuellement les flammes. Nous avons ensuite utilisé un système avec un microcontrôleur commandant des relais qui commutaient la tension du secteur pour les actionneurs. Par ailleurs, avec une carte ad hoc disponible dans le commerce, nous avons utilisé le DMX pour piloter des relais.
Dans la v0, un microcontrôleur STM32 recevait et traitait les trames DMX et donnait les ordres d'allumage résultants à un arduino qui commandait les relais.
Dans la v1, un traceur de flammes est pourvu d'une carte mère et de cartes de puissances d'un microcontrôleur STM32 chacune et communicant entre elles en RS485.
La carte mère reçoit et traite le signal DMX et envoie les signaux de commandes correspondant aux cartes de puissance, qui abritent les mosfets nécessaire à la commutation du 24V des actionneurs.
Nous avons aussi développé une interface pour tablette tactile. Celle-ci repose sur un serveur mis sur un ESP32 accessible via le wifi. Une carte électronique traduit les instructions en DMX lisible par les traceurs de flammes.