Lampe à diode électroluminescente

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Lampe à LED

La lampe à diode électroluminescente, ou lampe à LED (abrégé de l'anglais Light-Emitting Diode), plus rarement lampe à DEL (abrégé du français), est un type de lampe électrique qui utilise des diodes électroluminescentes.

Elles sont historiquement surtout utilisées pour réaliser des voyants lumineux, en raison de leur tension d'alimentation adaptée à l'électronique et de leur longue durée de vie (témoin de veille ou de fonctionnement d'appareils électriques, signalisation…), mais sont de plus en plus utilisées pour l'éclairage, suite aux avancées technologiques dont a bénéficié le domaine des diodes électroluminescentes.

Lampe à LED CEI GU10
Lampes à LED à douille à vis Edison E27 (27 mm)
Lampes à LED

Chronologie[modifier | modifier le code]

Présentation[modifier | modifier le code]

Une ampoule à incandescence classique éclaire en portant un filament de tungstène à une haute température. Le rendement lumineux est particulièrement mauvais, au maximum 5 % de l'énergie est convertie en lumière visible, le reste est dissipé en chaleur. De plus, la montée en température du filament se fait le plus souvent très brutalement[N 1], entrainant un risque non négligeable de destruction du filament (ampoule qui « claque »).

Une lampe constituée de LED produit de la lumière par électroluminescence d'un semi-conducteur, le rendement est bien plus intéressant sans toutefois atteindre celui des phénomènes de fluorescence (tube fluorescent, ampoule fluocompacte). La durée de vie des LED est bien plus importante que pour ces deux derniers mécanismes avec un avantage certain, les LED ne souffrent en aucune façon des alternances allumage/extinction (attention cependant, ce n'est pas forcément le cas de l'électronique l'accompagnant dans l'ampoule).

Comparatif de rendements et de durées de vie[modifier | modifier le code]

Technologie Rendement (lumen par watt lm/W) Durée de vie moyenne (heures)
Lampe incandescente 10 - 20 lm/W 1 000 h - 2 000 h[3]
Lampe halogène 15 - 20 lm/W 2 000 h - 3 000 h
Lampe fluorescente 40 - 70 lm/W 6 000 h - 15 000 h
Lampe à LED 40 - 100 lm/W 15 000 h - 50 000 h

Le rendement des ampoules à LED est souvent indiqué à la tension d'usage (basse tension) et, non pas à la tension du réseau (110-120 ou 220-250 volts).

Points forts et faiblesses[modifier | modifier le code]

Avantages :

  • faible consommation électrique due à un rendement correct (voir tableau comparatif ci-dessus) ;
  • durée de vie beaucoup plus longue qu'une lampe à incandescence ou à fluorescence (théoriquement 30 000 heures), la fin de vie se déclarant par une baisse de rendement progressive et non par un claquage brutal. Après 30 000 h de fonctionnement, le rendement aura baissé d'en moyenne 30 %[4].
  • sécurité d'un fonctionnement en basse tension ;
  • chauffent proportionnellement moins que l'incandescence en raison du meilleur rendement ;
  • ne produit pas d’UV ;
  • à l'inverse d'une lampe fluorescente (fluocompacte), une lampe à LED n'émet pas de rayonnement à moyenne ou basse fréquence, susceptible d'être nocif à faible distance ;
  • peut produire une grande variété de couleurs par simple composition, à la fabrication, de différentes diodes électroluminescentes la constituant, ou en dynamique par modification des courants alimentant les différentes LED ;
  • grand choix de la température de couleur. Les coloris existants sont :
    2 300 K à 3 200 K pour le blanc chaud,
    3 500 K à 4 500 K pour le blanc chaud « léger »,
    5 000 K à 6 000 K pour le blanc ivoire,
    6 500 K à plus de 8 000 K pour le blanc froid.
  • un impact environnemental plus faible que les lampes fluorescentes, lié notamment à l'absence de polluants comme le mercure. Cependant, l'amélioration de la puissance des LED repose fréquemment sur l'utilisation d'indium, un métal dont les dérivés sont dangereux pour la santé des ouvriers qui le manipulent[5].

Inconvénients :

  • en 2006, le prix à l’achat des lampes à LED reste deux à quatre fois plus élevé que celui d'une lampe classique, à luminosité égale mais devrait baisser rapidement compte tenu du développement rapide des ventes[6] ;
  • les LED dites blanches produisent ce blanc par mélange de quelques couleurs de base et n'ont donc pas un spectre continu comme les lampes à incandescence ;
  • la température du blanc produit tire souvent vers le bleu (blanc froid), perçu par les utilisateurs comme donnant une atmosphère « froide » aux intérieurs, il existe cependant des lampes blanches tirant plus vers le jaune (blanc chaud) ;
  • le rendu des couleurs (IRC) est lui aussi généralement médiocre (il est nettement meilleur avec les LED apparues en 2009) ;
  • les LED ne supportent pas les hautes températures : la dissipation thermique des ampoules à LED est un facteur limitant la montée en puissance de ces dernières ;
  • les LED bleues[7] ainsi que les LED blanches contiennent un spectre bleu de forte intensité dangereux[8] pour la rétine si elles entrent dans le champ de vision, même périphérique. Ceci est bien sûr proportionnel à leur puissance. Cela devient de plus en plus préoccupant puisque des LED toujours plus puissantes sont mises sur le marché[N 2]. Toutefois sont récemment apparues des LED à tons chauds, au spectre appauvri en lumière bleue.

Notes et références[modifier | modifier le code]

Notes[modifier | modifier le code]

  1. Ce n'est pas le cas par exemple d'un lampadaire halogène de salon car le gradateur associé pilote la montée en puissance progressive (bien que très rapide ~100 ms).
  2. En particulier, ce problème se pose pour les LED utilisées dans les flashs ou dans les projecteurs de véhicules.

Références[modifier | modifier le code]

  1. « Le prix Nobel de physique 2014 attribué aux inventeurs de la LED à haute puissance », sur http://foxled.fr,‎ 08/10/2014 (consulté le 08/10/2014)
  2. (en) « New light to illuminate the world », sur http://www.nobelprize.org,‎ 07/10/2014 (consulté le 07/10/2014)
  3. Limitation due à l'obsolescence programmée de ces ampoules, voulue par les fabricants, et non à une limite technologique intrinsèque, d'après le documentaire "Prêt à jeter - Obsolescence Programmée" de Cosima Dannoritzer, diffusé sur Arte
  4. [1] Article sur les bases de la technologie LED
  5. « L'objet du jour : l'ampoule à LED, par Terra Eco », sur LeMonde,‎ 7/12/2009 (consulté le 24/11/2014)
  6. [2] Article du Nikkei en anglais du 17 déc. 2007
  7. [3] Ocular input for human melatonin regulation
  8. [4] Article Blue Light Induces Mitochondrial DNA Damage and Free Radical Production in Epithelial Cells

Annexes[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Lien externe[modifier | modifier le code]