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LED

Technologie LED

Une diode électroluminescente (LED), de l'anglais light-emitting diode, diode émettrice de lumière, est un composant semi-conducteur photoémissif dont les caractéristiques électriques correspondent à celles d'une diode. Si un courant électrique traverse la diode dans le sens du passage, elle émet de la lumière, du rayonnement infrarouge et même ultraviolet à une longueur d'onde dépendant du matériau semi-conducteur et du dopage.

 

Technologie LED

 

Efficience et rendement lumineux des LED

Les LED sont énergétiquement très efficientes. Leur bilan favorable d'énergie et de puissance est le résultat d'un long développement technique. La première LED atteignait en 1962 un rendement lumineux de 0,1 lumen par watt (lm/W). Actuellement, les High-Power LED fournissent 100 à 120 lm/W en service quotidien. En laboratoire, il même été réalisé des valeurs de 200 lm/W et plus.

 

A titre de comparaison: une lampe à halogène arrive à environ 20 lm/W, les lampes efficientes à fluorescence atteignent 80 à 100 lm/W.

 

Energieeffizienz B1

 

L'efficience dépend de nombreux facteurs

L'économie d'énergie effective d'une installation d'éclairage à LED ne dépend cependant pas que du rendement lumineux des diodes utilisées. Ce qui est déterminant, c'est bien plus

 

  • l'interaction avec les optiques et appareils d'exploitation.
  • le guidage de lumière dans le luminaire.
  • les conditions ambiantes.

 

C'est le flux lumineux des luminaires qui compte

Aussi faut-il faire une nette distinction, pour les LED, entre le flux lumineux de la puce LED et le flux lumineux effectivement utilisable d'un luminaire ou d'une lampe LED. C'est pourquoi les techniciens de la lumière, à propos de l'éclairage LED, parlent plutôt du flux lumineux de luminaire et non du flux lumineux de lampe. Car seul le flux lumineux de luminaire indique avec précision la quantité de lumière effectivement fournie par le luminaire complet.

La raison en est que les indications de flux lumineux fournies par les fabricants de LED se réfèrent à des puces LED „à l'état brut“: ces valeurs sont donc obtenues dans des conditions de laboratoire. Cela signifie que le flux lumineux est mesuré à la température idéale de 25 degrés Celsius directement dans la puce – et que la LED est mesurée avec des courants considérablement plus faibles que les 350 ou 700 milliampères courants et ce, pour un temps très court seulement. Ces valeurs sont ensuite extrapolées, donnant des quantités de lumens élevées qui ne peuvent être maintenues dans l'utilisation pratique d'un luminaire LED.

Par ailleurs, suivant le type de LED et la couleur de lumière, des températures de plus de 80 degrés Celsius sont admissibles afin d'atteindre la durée de vie indiquée. Ces limites doivent impérativement être respectées en pratique au moyen d'une gestion thermique. Les fabricants sérieux de produits LED prêts à l'emploi indiquent le flux lumineux du luminaire.

 

La température influence l'efficience

La température surtout a une grande influence sur le rendement lumineux d'une LED. La règle est la suivante: plus l'environnement est froid, plus la LED fonctionne efficacement. Les endroits froids lui sont favorables, c'est
pourquoi les LED peuvent être utilisées de manière particulièrement efficace dans l'éclairage extérieur ou comme sources lumineuses pour congélateurs. Des températures trop élevées ont au contraire une influence négative sur le rendement lumineux. Elles peuvent également abréger la durée de vie utile. Un important élément de qualité des solutions LED est donc toujours une gestion efficace de température.

 

En résumé: les LED ont des avantages par leur grand efficience et leur longue durée. Et leur développement n'est pas encore terminé. Aussi les planificateurs doivent-ils toujours, lors de projets d'éclairage, tenir compte des valeurs valables d'efficience des LED.

 

Technologie des lampes à filament

Le type de lampes ressemblant à s’y méprendre aux lampes classiques à filament de carbone est ce qu’on appelle la „lampe à filament LED“ ou „LED filament“. Cette technique enchaîne de minuscules LED qui, comme autrefois le filament, sont enfermées dans une ampoule de verre. Ces nouvelles lampes LED Retrofit Classic sont généralement conformes aux exigences de la classe d’efficacité énergétique A++, consomment donc environ 90 pourcent de moins d’énergie que la lampe à incandescence classique et durent jusqu’à 15’000 heures, soit 15 fois plus longtemps.

Pour un filament LED, 25 à 30 minuscules LED sont alignées sur un circuit imprimé miniature, montées en série et enrobées d’une masse contenant du phosphore, ce qui donne au filament sa couleur jaunâtre. Les spécialistes appellent cela. „Chip on Cord„ par analogie à l’expression courante „Chip on Board“.

Afin de protéger les composants, surtout les LED, d’un échauffement excessif, l'ampoule de verre est remplie d’hélium qui, grâce à ses propriétés chimiques, garantit une dissipation thermique optimale.

La lumière d’un blanc chaud (2'700 Kelvin) est rayonnée de manière uniforme sur presque tout le pourtour (300 degrés). Avec des valeurs entre 250 lumens (remplacement 25 watts) et 806 lumens (remplacement 60 watts), le flux lumineux est tout aussi élevé qu’avec le modèle précédent correspondant. Il n’y a aucune différence entre les versions professionnelles et celles destinées aux consommateurs finaux sur ce type de lampes LED: les 15'000 heures de durée de vie utile et les 100'000 commutations ont été déterminées et garanties par des tests poussés de qualité.
Ces valeurs peuvent cependant varier d’un fabricant à l’autre. L’indice de rendu des couleurs (CRI/Ra) peut être de 80 à plus de 90 suivant le matériel phosphore utilisé.

 

Application: dans tous les luminaires où la source lumineuse est un élément optique visible pour l’observateur.

 

Filamentlampen Bild1 klein Filamentlampen Bild2 klein

 

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