Les lampes à LED : tout savoir avant d'acheter

jeudi 03 septembre 2009 Écrit par  Yves Heuillard

lampes et éclairage à LED

Les lampes à LED (diode électroluminescente) ne sont pas nouvelles, mais leur utilisation dans les locaux d'habitation, économies d'énergie obligent, ne fait que démarrer. Pour la rédaction de cet article nous avons interrogé Weena Lemoine, chef de produit éclairage grand public chez Philips, leader mondial de l'éclairage.

LED (light emitting device en anglais) ou DEL en français signifie Diode Electro Luminescente. Il s’agit d’un composé semi-conducteur qui émet de la lumière lors du passage d’un courant électrique. Son utilisation domestique date des années 70. La LED était initialement utilisée pour la signalétique comme témoin lumineux dans les équipements ménagers par exemple (télécommande, réveil). Au cours des 10 dernières années, des progrès considérables ont été accomplis dans la technologie, offrant la possibilité de l’utiliser comme source de lumière dans les illuminations extérieures.

Une économie substantielle

Sur la base d'une lampe à incandescence de 50 W payée 1 euros et fonctionnant 1000 heures par an, la consommation d'électricité génère un coût de l'ordre de 5 euros ; 0,5 euros avec une lampe à LED qui coûte 30 euros.

Sur la base d'une hypothèse plutôt prudente d'une durée de vie de l'ampoule classique de 2 ans et de 15 ans pour l'ampoule LED. Le coût total est de 82,5 euros pour l'incandescence et de 37,5 euros seulement pour la lampe LED.

L'économie électrique sur la période est de 675 kWh soit le tiers d'une tonne de CO2 en moins sur la base du mix européen de production électrique.

Pourtant, jusque dans les années 1990, les LED n’étaient disponibles qu’en rouge ou vert. Quand la première LED bleue a été développée, il est devenu possible de créer une lumière blanche en mélangeant du rouge, du vert et du bleu ou encore une LED bleu dont le matériau semi-conducteur a été dopé avec des atomes de phosphore. Aujourd’hui, on constitue des lampes LED en associant le rayonnement lumineux d’une ou plusieurs diodes à une optique qui permet de diffuser un flux lumineux plus homogène. Ainsi la LED entre dans nos maisons.

Robustes et d’une grande efficacité énergétique, les LED sont probablement l'avenir de l’éclairage domestique et représentent un excellent choix environnemental par leur grande faculté à réduire les consommations d’énergie et donc les émissions de CO2. Leur petite taille permet de révolutionner l'industrie du luminaire et plus généralement la conception de l'éclairage intérieur.

Elles sont néanmoins encore chères à l'achat et leur installation dans des luminaires existants doit faire preuve de précautions du fait de la chaleur émise par les culots des lampes. Nous invitons les architectes à interroger les fabricants sur ce point lors de la conception des éclairages intérieurs. Un article récent (en anglais) de LED Magazine, invite les concepteurs d'éclairage à lire entre les lignes des spécifications techniques des fabricants et à tenir compte des conditions d'installations.

Avantages et inconvénients résumés des lampes à LED

Durée de vie 15 à 25 fois fois plus grande qu'une lampe à incandescence et 3 à 4 fois fois plus grande qu'une lampe fluocompacte. Economie d'énergie allant jusqu'à 90 % par rapport à une lampe à incandescence équivalente.

Pour l'instant les lampes à LED restent toutefois limitées en puissance. Dans la nouvelle gamme de Philips à usage domestique les lampes à LED les plus puissantes lampes (5W) équivalent à une lampe à incandescence de 50 W. Attention toutefois l'éclairage à LED peut être moins diffus, et la comparaison à l'incandesecnce peut être trompeuse. En particulier l'éclairage nécessaire peut être moins important si la surface à éclairée est très circonscrite et la lampe très directive (spot).

Sur l'étiquette apprenez désormais à évaluer la puissance d'une lampe par la valeur du flux lumineux exprimé en lumen (abbréviation lm).

L'allumage des LED est instantané, comme les lampes à incandescence et les fluocompactes récentes. Les lampes à LED ont une insensibilité aux allumages répétés, ce qui n'est pas le cas des lampes fluocompactes dont la durée vie est affectée par le nombre d'allumages.

Notre conseil

Rares encore sont les profesionnels qui ont une bonne expérience de l'éclairage domestique à LED. Concernant l'adéquation de telle ampoule à LED à tel luminaire, ne vous fiez qu'à des professionnels avertis dont l'expérience de terrain est avérée. En cas de doute vérifiez l'élévation de température du support de l'ampoule.

Pas de champ électromagnétique ou de rayonnement UV généré, contrairement aux lampes fluocompacte (dans des proportions faibles cependant). Pas de mercure dans les lampes à LED, mais elle doivent faire l'obet d'un recyclage attentif. Les vendeurs ont l'obligation de les reprendre.

Les lampes à LED ne rayonnent pas d'infrarouges vers l'avant de la lampe, mais en revanche l'arrière de la lampe doit être ventilé convenablement pour évacuer une chaleur importante. On fera donc attention à installer les ampoules à LED dans des luminaires ou des supports de spot qui sont bien ventilés. Les fabricants indiquent généralement la destination recommandée de la lampe (lustres, lampes de chevet, spots, etc.)

Les fabricants proposent des températures de couleur qui peuvent varier de l'équivalence avec les lampes à incandescence à la lumière du jour. Des lampes de couleurs variées ( rouge, bleu, vert) sont également disponibles.

Les lampes à LED sont faite pour fonctionner à une température ambiante de 25°C. Lorsque la température moyenne de fonctionnement augmente sa durée de vie diminue. D'où la nécessité, encore une fois, d'une bonne ventilation.

Par nature la lampe à LED n'est pas compatible avec les variateurs sauf mention contraire indiquée sur la boîte. A partir de 2010 toutes les lampes Philips seront compatibles avec les variateurs.

L'usage avec les minuturies est déconseillée (réduction de la durée de vie).

Les prix des lampes à LED sont encore élevés (de 8 à 30 euros dans la gamme Philips).

Focus

Indice de rendu des couleurs

L’indice de rendu des couleurs (IRC) représente la qualité de lumière ; à savoir sa faculté à rendre fidèlement la vraie nature des couleurs telles qu’on peut les voir sous la lumière naturelle du soleil. Plus cet indice se rapproche de 100, plus la qualité de la lumière est excellente. Par exemple l’IRC des lampes LED Performance de Philips se situe entre 85 et 90.

Stabilité des couleurs

Selon Philips, certains produits en vieillissant peuvent changer de couleur. Une lumière LED blanche pourra donc par exemple tirer sur le vert en fin de vie. Grâce à une sélection rigoureuse des diodes de forte puissance utilisées dans la fabrication de ses lampes LED, Philips assure que la couleur de la lumière de ses lampes LED ne change pas durant toute leur période d’utilisation.

Durée de vie

Une diode peut durer entre 50.000h et 100.000h comparativement à 1.000h (soit 1 an) pour une ampoule à incandescence ordinaire. Toutefois, la lampe LED ne peut atteindre une durée de vie aussi élevée que la diode qu’elle contient car les composants électriques qui composent également la lampe, eux, ne durent pas 50.000 ou 100.000 heures. En général les durées de vie annoncées sont de l'ordre de 15 000 à 25 000 heures. Les constructeurs sont tous soumis au même protocole de calcul pour établir la durée de vie. Celle-ci est une mesure statistique ; elle est définie comme la durée au delà de laquelle plus de 50 % des lampes d'un échantillon suffisament grand sont grillées. Ce qui veut dire que la durée de vie indiquée sur la boîte n'est pas une garantie, mais une indication. Néanmoins, quand vous achetez une lampe à LED, gardez le ticket de caisse ; votre lampe est garantie contre tout défaut de fabrication et si sa durée de vie était vraiment trop courte, les services consommateurs des bons vendeurs devraient réagir favorablement.

Evolution des performances dans le temps

Selon Philips, certains produits LED sont efficaces les premiers temps mais baissent très vite de niveau pour ne produire en fin de vie que 20% de la quantité de lumière initiale. Philips assure que ses diodes Luxeon Rebel, qui sont par ailleurs utilisées en milieu professionnel (illuminations), sont les plus performantes du marché. Selon le fabricant, la quantité de lumière produite en fin de vie est encore au moins de 70% (par rapport à la quantité de lumière initiale). Une donnée qui sera toutefois difficile à vérifier d'une part parce qu'il faudrait un luxmètre (appareil pour mesurer l'éclairement lumineux), et d'autre part parce que sur une durée de fonctionnement de 25 000 heures, soit de l'ordre de 20 à 25 ans d'usage régulier, la décroissance est faible (il semble qu'elle soit linéaire). L'évolution des performances dans le temps sera également affectée par la température de fonctionnement de la lampe.

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