Un peu de technique...

 

 

C'est quoi une LED?

La lampe à diode électroluminescente, ou lampe à DEL, est un type de lampe électrique qui utilise des diodes électroluminescences (en abrégé DEL, ou encore LED en anglais).
Elles étaient surtout utilisées pour réaliser des voyants lumineux en raison de leur tension d'alimentation adaptée à l'électronique et leur longue durée de vie (témoin de veille ou de fonctionnement d'appareils électriques, signalisation...), mais avec les progrès techniques récents, elles peuvent maintenant aussi servir à éclairer.
Les leds sont considérées par beaucoup comme technologie d'avenir. En effet, on estime que d'ici à 2020, les LED pourraient représenter 75 % du marché de l'éclairage.

Une ampoule à incandescence classique éclaire en portant un filament de tungstène à une haute température. Le rendement lumineux est particulièrement mauvais, seulement 10 % de l'énergie est convertie en lumière visible, le reste est dissipé en chaleur. De plus, la montée en température du filament se fait le plus souvent très brutalement, entrainant un risque non négligeable de destruction du filament (ampoule qui « claque »).
Une lampe constituée de DEL produit de la lumière par électroluminescence d'un semi-conducteur, le rendement est bien plus intéressant sans toutefois atteindre celui des phénomènes de fluorescence (tube fluorescent, ampoule fluocompacte). La durée de vie des DEL est bien plus importante que pour ces deux derniers mécanismes avec un avantage certain, les DEL ne souffrent en aucune façon des alternances allumage/extinction.

Comparatif de rendement et de durée de vie 

Technologie Rendement (lumen par watt lm/W) Durée de vie moyenne (heures)
Lampe incandescente 12 - 20 lm/W 1 000 h - 1 200 h
Lampe halogène 18 - 25 lm/W 2 000 h - 3 000 h
Lampe fluorescente 60 - 100 lm/W 6 000 h - 15 000 h
Lampe à DEL > 100 lm/W 50 000 h - 100 000 h

Equivalence de consommation

Consommation lampe incandescente Consommation lampe LED Rendement en LUMENS (LM)
15 watts 1,7 watts 180 LM
25 watts 2,5 watts 300 LM
40 watts 3~4 watts 520 LM
60 watts 5~7 watts 840 LM
75 watts 8~11 watts 1100 LM
100 watts 13~15 watts 1600 LM

 

Différents types de culots

Dans nos habitations nous rencontrons différents types de culots d'ampoules..
Pour vous aidez à les différencier voici un tableau de tous les types de culots courants.

Différents type de culots

 Bilan énergétique

Une ampoule de 100 W consomme en énergie 100 Wh (Watts heure) soit 1 kW en 10 h.
Si tous les ménages des 23 millions (environ) de foyers de France remplacent 5 ampoules de 60 Watts par 5 ampoules dites à économie d'énergie LED de 2 Watts pour une période journalière d'éclairage de 2 heures, l'économie annuelle réalisée en kWh sera de :
(60-2) x 5 x 365 x 2 = 211 700 Wh/an ( arrondi à 212 kWh/an ) par ménage.
soit globalement pour la France :
212 kWh/an x 23 000 000 de foyers = 4 876 000 000 kWh/an d'économie.
soit 4,876 milliards de kwh / an d'économie.


Tableau comparatif
Une ampoule incandescente de 60 Watts = environ une ampoule FLC(fluocompacte) de 15 Watts = environ une ampoule LED High Power de 2 Watts

Base de cacul: 2008 Led FluoCompacte Lampe incandescente
Prix d'achat (exemple) 18 € 5 € 1.5 €
Nombre consommé pour 100.000h 1 10 100
Coût matériel pour 100.000h 18 € 50 € 150 €
Consommation Energie 2 W 15 W 60 W
Consommation totale pour 100.000h 200 kWh 1 500 kWh 6 000 kWh
Coût électricité 1 kWh = 0,084€ 16.80 € 126.00 € 504.00 €
Coût Total matériel + électricité) 34.80 € 176.00 € 654.00 €

Remplacer les ampoules à incandescences par des LEDs permet de diviser sa facture d'électricité (éclairage) par 18 environ!

Remplacer les ampoules à incandescences par des LFC permet de diviser sa facture d'électricité (éclairage) par 4 environ!

 

 

Lexique technique

Diode électroluminescente
Une diode électroluminescente, abrégée sous les sigles DEL ou LED (de l'anglais light-emitting diode), est un composant électronique capable d’émettre de la lumière lorsqu’il est parcouru par un courant électrique. Une diode electroluminescente ne laisse passer le courant électrique que dans un seul sens et produit un rayonnement monochromatique incohérent à partir d’une transformation d’énergie. Elle fait partie de la famille des composants optoélectroniques, et compte plusieurs dérivées, principalement, l'oled, l'amoled ou le foled (pour fexible oled). Les leds sont considérées par beaucoup comme technologie d'avenir. En effet, on estime que d'ici à 2020, les LED pourraient représenter 75 % du marché de l'éclairage.
Color Temperature La température de couleur est une caractéristique de la lumière visible qui a d'importantes applications dans la photographie, vidéographie, l'édition et d'autres domaines. La température de couleur d'une source de lumière est déterminée en comparant sa chromatiques avec une partie théorique, chauffée corps noir. La température (généralement mesurée en kelvin (K)) au cours de laquelle le noir chauffée radiateur corps correspond à la couleur de la source lumineuse est la température de couleur de cette source.
IRC
L'indice de rendu de couleur ou IRC est la capacité d'une source de lumière à restituer les différentes couleurs du spectre visible sans en modifier les teintes. L'indice général de rendu des couleurs Ra détermine la qualité d'une lumière à partir de l'indice de rendu de 8 couleurs normalisées.L'IRC est, avec la température de couleur, le second facteur permettant de qualifier une source de lumière.
L'indice maximum Ra=100, correspond à une lumière blanche ayant le même spectre que celui de la lumière solaire (voir rayonnement du corps noir).
          * La lumière du jour est par définition de Ra=100.
          * Les lampes à incandescence sont proches de Ra=100.
          * Les lampes à décharge ont un IRC variable qui dépend du gaz contenu dans l'ampoule et de la poudre fluorescente placée à l'intérieur du tube.
          * Les tubes fluorescents ont un IRC de 60 à 90. Les tubes fluorescents dits « blanc industrie » ou « blanc universel » ont un IRC médiocre et donnent parfois ces teints « blafards » ou « verdâtres » qui ont donné une mauvaise réputation aux tubes fluorescents.
          * Certaines lampes utilisées dans le secteur routier ou autoroutier sont de type lampe à vapeur de sodium basse pression. C'est leur IRC particulièrement bas (environ 25), et non leur température de couleur (rouge orangée), qui explique la modification des couleurs de carrosserie des voitures. On pourrait dire en simplifiant grossièrement qu'un IRC de 25 ne restitue qu'un quart des nuances du spectre.
          * Les lampes au sodium haute pression ont un bien meilleur IRC (65-80), avec une lumière plus blanche convenant à un usage commercial, mais un rendement et une durée de vie insuffisants pour l'éclairage urbain.
          * Les lampes aux halogénures métalliques ont un IRC compris entre 60 et 95, donc un très bon rendu des couleurs, comparé au sodium basse pression. Les lampes à mercure avec revêtement fluorescent, ont un IRC compris entre 35 et 60, mais un spectre pauvre en couleurs.
          * En France, les voitures possédaient auparavant des phares jaunes, peu éblouissants, mais de faible IRC. Ils sont maintenant blancs, par harmonisation avec l'Union européenne, pour en augmenter l'IRC.
          * Depuis 2009, des DEL (diodes électroluminescentes) blanches atteignent l'IRC de 85 et deviennent ainsi mieux adaptées à l'éclairage. Les premières DEL blanches étaient dominées par leur DEL bleue utilisée pour pomper leurs luminophores émettant dans le jaune et n'avaient qu'un IRC de 70 à 80.
Lumen (unité)
Le lumen (du latin, lumière) est l’unité dérivée du système international utilisée pour le flux lumineux, ou puissance lumineuse. En physique, Son symbole est lm.
Lampe fluorescente
Aussi appelée lampe fluorescente compacte (LFC) ou plus simplement fluo compacte, elle est une adaptation du tube industriel à un usage domestique. C'est un tube fluorescent émettant de la lumière, dont le tube est miniaturisé, plié en deux, trois ou quatre, ou encore enroulé, doté d'un culot contenant un ballast électronique.
         . Les inconvénients des lampes basse consommation sont :
                  - Mauvais rendement économique par temps froid tel que les conditions hivernales québécoises moyennes. Elles supportent mal les basses températures et doivent être remplacées plus souvent, augmentant du même coup leur coût d'utilisation. Les ampoules LED sont plus efficaces si la puissance lumineuse nécessaire est réduite dans ce type d'application.
                  - Il faut un certain temps (de l'ordre de quelques dizaines de secondes) aux lampes fluorescentes pour atteindre leur intensité lumineuse optimale. Ce qui n'est pas un problème pour les usages prolongés (par exemple dans les pièces à vivre), mais peut être gênant quand la lampe ne sert que pour de courtes périodes (éclairage de couloir ou d'escalier, sanitaires etc).
                  - La présence de poudres fluorescentes et d'un gaz à base de vapeur de mercure dans le tube, non dangereuses en cours d'utilisation, fait que ces lampes constituent un déchet dangereux nécessitant une élimination particulière.
                  - Ces lampes émettent des UV (quoique en proportion variable selon les modèles, la couche fluorescente de la lampe étant censée les absorber et ne réémettre que de la lumière visible - de spectre discret), responsables de cancers de la peau, kératites, cataractes, voire de DMLA (et ce d'autant plus si l'exposition a commencé dès l'enfance, puisque le cristallin n'a pas encore jauni, l'œil étant alors dépourvu d'un filtre efficace).
                  - La lumière réémise par la couche phosphorescente contient un spectre bleu de forte intensité, dangereux pour la rétine (particulièrement chez les jeunes là encore, et pour les mêmes raisons que précédemment), même en vision périphérique.
                  - Ces lampes peuvent également émettre dans d'autres fréquences du spectre électromagnétique, à savoir ondes radio basses fréquences (50 à 500 Hz, générées par le ballast et 20 à 60 kHz, générées par le correcteur d'intensité), affectant les personnes dites électro-sensibles et provoquant chez elles céphalées, fatigue ou démangeaisons.