Les diodes électroluminescentes (LED) haute puissance deviennent aujourd'hui suffisamment performantes pour remplacer les ampoules à incandescence et les lampes fluorescentes dans de nombreuses applications. Par rapport aux lampes fluorescentes, les LED présentent plusieurs avantages notables : aucun délai d'allumage et aucune présence de mercure toxique à recycler. Toutefois, bien qu'elles soient efficaces, elles ne sont généralement pas aussi lumineuses que les ampoules à haut rendement.
La grande différence
Les ampoules fluorescentes contiennent un gaz ionisé comprenant un faible pourcentage de vapeur de mercure. Lorsque le courant électrique traverse ce gaz, le mercure absorbe une partie de l'énergie et la restitue sous forme de lumière ultraviolette. Celle-ci vient ensuite frapper un revêtement de phosphore appliqué à l'intérieur de l'ampoule : le phosphore absorbe alors cette lumière ultraviolette invisible et la convertit en lumière visible.
Les LED fonctionnent différemment : elles produisent leur lumière en injectant de l'énergie aux électrons d'une puce semi-conductrice. La quantité d'énergie dépend du matériau utilisé et du procédé de fabrication, mais chaque LED n'émet qu'une seule longueur d'onde. Pour obtenir une lumière blanche, il faut soit assembler trois LED (ou plus) de couleurs différentes, soit utiliser une LED bleue capable d'exciter un phosphore jaune-rouge.
Ces différences fondamentales dans les processus de production de lumière expliquent les écarts de performance entre l'éclairage fluorescent et l'éclairage LED.
Efficacité lumineuse
L'efficacité lumineuse mesure la capacité d'une ampoule à convertir la puissance électrique en lumière visible. Elle s'exprime en lumens par watt, le lumen quantifiant la puissance optique contenue dans la partie visible de la lumière émise. Les lampes fluocompactes affichent une efficacité d'environ 60 à 70 lumens par watt, tandis que les tubes T5 et T8 de 120 cm atteignent 80 à 100 lumens par watt.
Bien que les LED constituent une technologie encore récente, certaines dépassent désormais 100 lumens par watt. Attention cependant : les écarts entre modèles sont importants, et certains produits descendent jusqu'à 50 lumens par watt seulement.
Indice de rendu des couleurs
La perception des couleurs est un sujet complexe, car elle dépend non seulement de la qualité de la source lumineuse, mais aussi de la couleur des objets éclairés et des mécanismes perceptifs du cerveau humain. L'indice de rendu des couleurs (IRC) est la métrique de référence pour comparer la qualité des sources de lumière blanche. Bien que sa pertinence fasse encore l'objet de débats parmi les spécialistes, il demeure aujourd'hui le meilleur indicateur disponible. Une valeur de 100 signifie que la source restitue les couleurs telles qu'elles apparaissent sous un soleil éclatant.
Les tubes fluorescents modernes affichent un IRC d'environ 85. Les LED conçues pour remplacer ces tubes présentent quant à elles un IRC variant de 56 à 89 selon les modèles.
Température de couleur
Pour comprendre ce concept, pensez à la résistance chauffante d'un grille-pain : elle commence par briller d'un rouge terne, passe à un rouge plus vif, puis à l'orange, voire au jaune. La couleur émise dépend donc directement de la température. Le soleil, par exemple, émet sa lumière jaunâtre parce qu'il se trouve à une température d'environ 5000 K (soit près de 8500 °F).
Les sources lumineuses artificielles se caractérisent par leur température de couleur corrélée, c'est-à-dire la température qu'aurait la source si elle était un simple corps chauffé. Pour les ampoules à incandescence, cette valeur correspond à leur température réelle, autour de 2300 K. Les lampes fluorescentes et les LED produisent leur lumière par des procédés différents, ce qui complique légèrement les choses, mais la température de couleur corrélée reste mesurable et permet de comparer efficacement les sources entre elles.
À titre d'exemple, les lampes fluocompactes couvrent une plage de températures de couleur allant de 2300 K à 6500 K, tandis que les LED destinées aux mêmes douilles varient de 2700 K à plus de 7100 K.
Une règle générale
Les ampoules LED sont globalement au moins aussi efficaces que les lampes fluorescentes, mais leur flux lumineux total n'atteint pas encore celui offert par les meilleurs tubes fluorescents. Face aux fluocompactes, les LED sont comparables aux ampoules de 600 à 800 lumens actuellement sur le marché. En revanche, comparées aux tubes fluorescents, elles fournissent environ deux fois moins de lumière.
Pour certaines applications, les autres atouts des LED — notamment leur durée de vie nettement supérieure et leur robustesse — compensent largement cette production lumineuse réduite.
Catalogue d'ampoules spécifiques
Le ministère américain de l'Énergie (Department of Energy) tient à jour un catalogue recensant les performances de sources lumineuses précises, qu'il s'agisse d'ampoules fluorescentes ou de LED. Ce répertoire est accessible via les sites Energy Star et Lighting Facts. Il permet de comparer facilement les caractéristiques d'éclairage de modèles spécifiques : efficacité lumineuse, flux en lumens, indice de rendu des couleurs et température de couleur.
Source : https://jardin.98905.com/building-remodeling/energy-efficient-homes/1007119204.html