Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Les LEDs sont considérées comme une technologie d'éclairage d'avenir. Commercialisées depuis près de 20 ans, elles allient plusieurs intérêts : faible consommation d'énergie, longue durée de vie et très faibles rayonnements. La technologie LED est aujourd’hui mature pour trouver des applications dans certains éclairages intérieurs tels que l'éclairage d'ambiance, l'éclairage des plans de travail ou encore le balisage lumineux. Toutefois, dans certains domaines, leur implantation est déconseillée, principalement pour des raisons de rentabilité économique. Architecture, fluorescence, mise en œuvre : cet article présente de manière détaillée les caractéristiques technico-économiques des LEDs, afin de faire le point sur les performances réelles de cette technologie.
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Laurent MASSOL : Dirigeant du bureau d’étude LED Engineering Development
INTRODUCTION
Prolonger le jour par une lumière artificielle est parfois le seul moyen à des populations en voie de développement de permettre à leur jeune génération de suivre un enseignement scolaire. Ainsi, l’association Light up the world se bat depuis plusieurs années afin de proposer à ces populations des systèmes autonomes (panneaux solaires, batteries et modules LEDs) permettant de fournir une lumière « suffisante » à la lecture et l’écriture.
Mais, cet éclairage, « suffisant » dans ce contexte, est bien loin des normes européennes, en vigueur aujourd’hui, applicables à l’intérieur des bâtiments. Néanmoins, cette technologie prometteuse propose une alternative à certaines sources lumineuses, gourmandes en énergie, qui seront bannies petit à petit (lampes à incandescence), suite aux politiques d’économie d’énergie mises en place depuis quelques année (nouvelles réglementations, Grenelle de l’environnement). C’est d’ailleurs un des ses principaux atouts, avec sa durée de vie, qui permettront de réduire fortement des dépenses énergétiques en éclairage, d’abord pour des applications intérieures puis, plus tard, avec l’amélioration des performances, pour des application d’éclairages général et public.
La présence des LEDs (Light Emitting Diode), dont la commercialisation a démarré vers 1996 pour les premières LEDs blanches, est très récente. L’évolution de leurs performances est très rapide (flux lumineux, qualité de l’éclairage, efficacité).
Malgré cela, il existe encore des domaines où leur implantation n’est pas conseillée en terme de rentabilité économique (programmes Caliper aux USA et Citadel, récemment lancés en France). Voici pourquoi cet article expose les éléments technico-économiques, permettant de faire le point sur les performances réelles de cette technologie très prometteuse. Nous nous focaliserons sur l’éclairage intérieur des bâtiments.
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Conclusion
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3. Charte de qualité d’un produit à LEDs
Au cours des années 2005-2007, des programmes d’évaluation de la qualité des applications à LEDs ont été lancés aux États-Unis, comme le programme Caliper, suivi en Europe et, plus particulièrement, en France en 2008-2009 avec le programme Citadel ayant pour but final d’informer les utilisateurs de produits à LEDs et de définir des paramètres permettant de mesurer la qualité de ces produits (voir le Pour en savoir plus).
Ce vif intérêt des gouvernements pour se doter d’outils d’évaluations de la qualité des produits à LEDs, montre à l’évidence l’importance que l’on porte à cette technologie.
Il est primordial de connaître les performances actuelles des LEDs et de se projeter aussi dans un futur proche, afin de pouvoir effectuer des choix judicieux pour les différentes applications d’éclairage.
Il est tout aussi important de fixer des limites et des niveaux de qualité à atteindre pour garantir, non seulement un résultat satisfaisant, mais également pour limiter l’invasion de produits de mauvaise qualité.
3.1 Performances des LEDs et des éclairages d’intérieurs à LEDs
Fin 2009, les efficacités des meilleures LEDs disponibles sur le marché par dizaines de milliers de pièces, et dans des couleurs de température acceptables en utilisation intérieure (à savoir < 4 000 K dit « neutre »), étaient de 90 lm/W. Ces composants, fournissant un flux autour de 100 lumens pour une consommation continue de 1,15 W environ, coûtent 1,5 €HT pour des quantités de 30 000 à 50 000 pcs.
Une fois intégrées dans les applications, la perte d’efficacité est souvent de l’ordre de 20 à 40 % (10 à 15 % du fait de la gestion thermique, 10 à 20 % au niveau des optiques additives ou autres diffusants). Ainsi, les meilleurs systèmes d’éclairage intérieur à LEDs annoncent des efficacités de l’ordre de 50 à 75 lm/W.
Ce niveau est bien supérieur à la technologie à incandescence et rivalise, voire dépasse légèrement la technologie fluo compacte (qui, de plus, possède des problématiques de démarrage progressif et non instantané, comme le proposent les LEDs). Mais, il n’en reste pas moins le constat suivant : les LEDs ne peuvent actuellement,...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - NAKAMURA (S.) - Solid State Lighting and Display Center - Materials and ECE Departments Université de Californie, Santa Barbara.
-
(2) - XIAOHUI (Q.), SIU CHUNG WONG, CHI K. TSE - Color Control System for RGB LED Light Sources Using Junction Temperature Measurement - Department of Electronic and Information Engineering, The Hong Kong Polytechnic University, Hong Kong.
-
(3) - * - Lighting Research Center – Rensselaer Polytechnic Institute, New York.
-
(4) - BODROGI (P.), CSUTI (P.), SZABO (F.), SCHANDA (J.) - Why does the CIE CRI fail for RGB LED light sources ? - Colour and Multimedia Laboratory, Université de Veszprém (Hongrie).
-
(5) - GASSE (A.) - Le Packaging des LEDs - journée JESSICA (12 nov. 2008).
-
(6) - CRAFORD (M.G.) - LEDs for Solid State Lighting and Other Emerging Applications : Status, Trends, and Challenges - C.T.O....
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Université de Californie – Départements Matériels et ECE
https://www.bachelorstudies.fr/universites/Etats-Unis/University-of-California-Los-Angeles-UCLA/
-
Rensselaer Polytechnic Institute – Lighting Research Center
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Programme Caliper
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Programme Citadel
2 Données statistiques et économiques
Les éclairages à LEDs représentaient fin 2008 moins de 2 % du marché total.
Les prochaines 4 à 5 années verront une forte augmentation de leurs parts de marchés dans différents domaines (figure 1), notamment pour des applications utilisant, jusqu'à présent, des lampes à incandescence.
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