Ce que vous devez savoir sur les ampoules LED

Qu’est-ce qu’une diode ?

 

Un composant électronique appelé diode est à l’origine des LED. Ce composant possède deux pôles, l’anode et la cathode, et ne laisse passer le courant électrique que dans un sens.

Le principe d’électroluminescence

 

Les LED sont des diodes particulières car elles sont capables d’émettre de la lumière lorsqu’elles sont traversées par un courant électrique. Le déplacement des électrons produit une énergie libérée sous forme de photons.

 

Apprenez à décrypter les caractéristiques de vos ampoules

Le rayonnement thermique

 

Tout corps chauffé émet un rayonnement qui se traduit par une émission de lumière d’une certaine longueur d’onde. Ainsi, le corps humain, d’une température de 37°C, produit un rayonnement infra-rouge. Ce principe est à l’origine de toutes les solutions traditionnelles d’éclairage : la flamme d’une bougie, les rayons du soleil etc.

 

L’incandescence

 

C’est ainsi que fonctionnent les ampoules à incandescence. Elles comportent un filament de tungstène qui atteint 3000°C lorsqu’il est traversé par un courant électrique. Il produit ainsi ce que l’on nomme une lumière blanche, c’est-à-dire une lumière proche de celle du jour.

 

Différence de performances entre l’incandescence et l’électroluminescence

 

Les ampoules à incandescence utilisent 95% de l’énergie qu’elles consomment pour produire de la chaleur. Elles ne nous restituent que 5% de cette énergie sous forme de lumière. À l’inverse, les LED permettent de produire de la lumière sans émettre de chaleur. Jusqu’à 50% de l’énergie utilisée pour un éclairage LED nous parvient sous forme lumineuse.

Les matériaux semi-conducteurs

 

Les LED sont composées de matériaux semi-conducteurs, ni tout à fait isolants, ni conducteurs. Chaque matériau semi-conducteur produit un éclairage d’une longueur d’ondes différente. C’est ce qui permet d’obtenir des LED de couleurs variées. Longtemps, les LED ont été rouges, jaunes ou vertes. La LED bleue est apparue en 1992 seulement, et sa découverte a permis l’invention de la LED blanche.

 

De la LED blanche à l’ampoule à LED

 

L’éclairage domestique nécessite une longueur d’onde relativement proche de celle de la lumière du jour pour percevoir les couleurs de manière correcte. En ajoutant à la récente LED bleue un matériau luminophore jaune, la LED a pu devenir une technologie appliquée à l’éclairage.

Le kelvin

 

On utilise une unité nommée kelvin (K) pour mesurer la température d’une couleur. Cette température se traduit par une teinte de la couleur visible allant du rouge orangé (celui d’une flamme) au bleu (celui d’un arc électrique). Plus la température de couleur est basse, plus la teinte lumineuse sera proche du rouge. Une température de couleur élevée se traduira par une lumière bleutée.

 

Ambiances et températures de couleurs

 

Températures de couleur des ampoules à LED blanches
	Température de couleur en kelvin	Ambiance de l’éclairage
Éclairage blanc chaud	2 300 K à 3 200 K	Cette température d’éclairage est proche de celle offerte par les ampoules à incandescence. Elle procure un éclairage chaleureux, propice à une ambiance reposante. Elle confère cependant une teinte un peu jaune aux objets éclairés.
Éclairage blanc chaud léger	3 500 K à 4 500 K	Cette température de couleur est idéale pour un éclairage d’ambiance à la fois naturel et reposant.
Éclairage Daylight	5 000 K à 6 000 K	Cette température de couleur est la plus proche de celle de la lumière du jour. C’est celle qui modifie le moins les couleurs perçues.
Éclairage blanc froid léger	6 500 K à 8 000 K	On perçoit dans cette catégorie d’éclairage une légère nuance bleutée. Elle peut mettre en valeur un mobilier moderne, mais ses nuances bleues peuvent fatiguer l’œil.
Éclairage blanc froid	8 000 K à 20 000 K	Cette lumière fortement bleutée est surtout utilisée pour de puissants éclairages extérieurs. Elle serait assez désagréable à l’œil pour une utilisation domestique.

Le watt et le lumen

 

Pour choisir la puissance de notre éclairage, nous nous reportons habituellement au nombre de watts indiqués sur l’emballage des ampoules. Le watt est une unité de puissance qui équivaut à 1 joule par seconde. Cela signifie que le calcul de la puissance d’un éclairage était jusque-là directement indexé sur sa consommation d’énergie.

 

Les performances énergétiques des nouvelles solutions d’éclairages ont rendu cet indice insuffisant.

 

Le lumen permet d’indiquer directement le rendement lumineux* d’un éclairage.

 

La correspondance entre les watts et les lumens

 

Correspondance entre watts et lumens pour une ampoule à incandescence
Puissance exprimée en watts	Flux lumineux en lumens
25 W	Environ 200 lm
40 W	Environ 400 lm
60 W	Environ 700 lm
75 W	Environ 800 lm
100 W	Environ 1500 lm

Les lumens par watt

 

Le calcul du nombre de lumens offerts par watt consommé permet de mesurer l’efficacité lumineuse d’un éclairage. Les ampoules à LED produisent davantage de lumière pour une même consommation d’énergie.

 

L'efficacité énergétique selon la technologie d’éclairage utilisée

 

Comparatif de la consommation d’énergie des différentes technologies d'éclairage
Lumens restitués	Ampoule à incandescence	Ampoule halogène	Ampoule fluo-compacte	Ampoule à LED
250 lm	25 W	20 W	7 W	4 W
470 lm	40 W	28 W	10 W	8 W
806 lm	60 W	42 W	13 W	10 W
1055 lm	75 W	53 W	17 W	12 W
1521 lm	100 W	70 W	25 W	15 W

Qu’est ce qui explique cette longévité ?

 

La durée de vie d’une ampoule LED est estimée entre 25 000 et 50 000 heures, soit 50 fois plus que celle d’une ampoule à incandescence. Cette longévité s’explique en partie par sa très basse consommation. La LED dispose également d’une grande résistance aux chocs, aux vibrations et aux extinctions répétées.

 

Longévité théorique et longévité réelle

 

Si la LED est très résistante, il n’en est pas nécessairement de même pour les composants qui l’entourent. Le transformateur notamment, peut avoir une durée de vie plus faible que celle de la LED. La chaleur, l’humidité ou les variations de tension peuvent également amoindrir cette durée de vie théorique. L’éclairage à LED offre pour autant une longévité bien supérieure à celle des autres technologies d’éclairage.