Ce que vous devez savoir sur les ampoules LED
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Sommaire
L’éclairage LED s’impose depuis quelques années, et vient remplacer progressivement nos anciennes technologies d’éclairage. Comment fonctionne cette technologie, est-elle réellement plus économique et plus performante et comment bien choisir les ampoules LED ? Quelle énergie vous explique 7 choses que vous devez savoir sur les LED.
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Ampoules LED : Nous vous informons qu'il n'est plus possible de bénéficier de notre offre subventionnée d'ampoules LED.
1 - Une LED est un composant électronique appelé diode électroluminescente
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.
2 - La LED n’a pas besoin d’émettre de chaleur pour produire de la lumière
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.
3 - Sa couleur dépend directement de son matériau
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.
4 - Chaque ampoule à LED possède une température de couleur
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. |
5 - La puissance lumineuse des LED ne s’exprime pas en watts, mais en lumens
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 |
*Le rendement énergétique désigne le rapport entre l’énergie nécessaire à un équipement pour fonctionner (l'énergie absorbée) et sa capacité à produire lui-même de l’énergie (l'énergie utile).
6 - Les LED offrent un rendement énergétique inégalé
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 |
7 - Les LED ont une importante durée de vie
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.
