Informations sur l’éclairage LEDs

L’éclairage est une technologie dont l’homme ne pourrait absolument plus se passer, la lumière artificielle enrichit nos vies d’innombrables façons. Grâce à elle nous pouvons vivre sans suivre uniquement le rythme du soleil ; nos journées s’en voient rallongées, ce qui est particulièrement important dans les pays nordiques. Elles nous offrent sûreté et sécurité, permettent l’existence des transports modernes… L’utilisation de lumière artificielle a également transformé la production alimentaire, en fournissant des conditions acceptables pour la production de plantes, cultivées dans des immenses serres.
L’inconvénient majeur est l’énergie très importante que nécessite la production de lumière. L’Agence Internationale de l’Energie (AIE) a calculé que 19% de l’électricité mondiale est consommée pour l’éclairage et que les émissions de CO2 générées par cela sont équivalentes à 70% des émissions mondiales produites par les voitures. Cette consommation excessive est due principalement à l’utilisation de technologies obsolètes et inutiles, comme l’éclairage à incandescence, qui gaspillent de l’électricité et donc de l’énergie. La technologie la plus efficace élaborée jusqu’à présent, pour lutter contre ce gaspillage, est la diode électroluminescente ou LED.

Nous allons voir ensemble comment traiter le problème du gaspillage d’électricité, et quelles solutions d’éclairage moins polluantes s’offrent à nous.

Les critères importants pour choisir l’éclairage à utiliser sont mesurables en lumens et comprennent flux, émissivité et efficacité. Ces mesures ne concernent que l’émission de lumière visible pour l’œil humain.

Ainsi, bien que des ampoules provenant de technologie plus âgée puissent présenter une puissance plus élevée en termes de Watt, cette puissance n’est pas à prendre en compte car une grande partie de cette énergie est inutile. En outre, une grande partie de cette énergie est gaspillée sous forme de chaleur produite par l’ampoule. Ces ampoules à incandescence et fluorescentes ont donc une efficacité énergétique très faible. En réalité, la lumière à incandescence standard ne convertit que 5 à 8% de l’énergie totale consommée en lumière visible, plus de 90% de l’énergie est donc gaspillée. Face aux problématiques actuelles sur le climat et l’énergie, cette technologie semble clairement dépassée.
Quant aux ampoules fluo compactes, elles n’ont pas un meilleur effet sur l’environnement car elles contiennent du mercure et du béryllium, qui sont deux composants toxiques et non recyclables. En outre, elles produisent des ondes électromagnétiques qui peuvent être dangereuses notamment en raison du mercure qu’elles contiennent : elles ne conviennent donc pas à un usager proche de l’utilisateur.
Un autre critère important pour l’éclairage artificiel est la qualité de la couleur émise. Même si certaines lampes au sodium ont une bonne efficacité lumineuse, la lumière qu’elles émettent possède une mauvaise qualité de couleur, avec des longueurs d’onde émises dans le spectre orange. Or cette couleur de la lumière n’est pas adaptée, pour la plupart des applications notamment pour la culture de plantes. En revanche, les LEDs à lumière blanche ont une très haute qualité de couleur, avec des longueurs d’onde émises qui saturent le spectre visible et peuvent être optimisées pour correspondre à la sensibilité de l’œil humain, ce qui les rend aptes à toutes les applications.

Les diodes électroluminescentes sont l’une des nouvelles technologies de lumière artificielle les plus prometteuses actuellement. L’éclairage LED utilise une puce de semi-conducteur, qui produit une lumière relativement monochromatique avec laquelle il est possible de créer un grand nombre de couleurs suivant le type de semi-conducteur utilisé. La couleur émise sera différente, allant de l’UV (certaines Led émettent autour de 275 nm) au proche infrarouge (850 nm).

Le semi-conducteur est fabriqué à partir de l’empilement de couches de différents matériaux et de différentes épaisseurs, et il est soudé à un support qui est à la fois conducteur de chaleur et de courant. Il est ensuite protégé par une lentille de plastique transparent, qui permet de laisser passer la lumière. La lentille peut également agir comme un filtre pour restreindre certaines longueurs d’onde, ce qui affecte la couleur de la lumière émise.
Le développement de solutions d’éclairage LED pour une utilisation dans des serres agricoles/ commerciales, mais également pour un usage domestique à plus petite échelle, est un domaine en constante évolution depuis quelques années. Le département américain de l’agriculture a récemment investit 4.9 millions de dollars dans la recherche et le développement de l’éclairage LED dans les serres.

La technologie aux LEDs est en plein essor. Le seul point noir de cette technologie et le coût initial d’ampoules LED, qui reste relativement plus élevé que les autres ampoules. Cependant, les éclairages aux LEDs ont une durée de vie 10 fois supérieure aux ampoules classiques. De plus le coût annuel de fonctionnement en terme de consommation électrique est considérablement plus élevé pour les lampes halogènes ou à incandescence que pour les LEDs, qui ne consomment que très peu d’électricité, à savoir environ 50% d’économie en consommation d’énergie.

Ce chiffre devient particulièrement important pour l’écologie une fois appliqué à l’échelle mondiale ou pour l’éclairage de serres agricoles à grande échelle.

Grâce aux progrès constants de la technologie et grâce à la production de LEDs, une diminution mondiale de la consommation électrique est désormais possible.