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Connaissances sur la LED
Unités & termes techniques
Autour du thème de la lumière, on rencontre rapidement une multitude de termes techniques. PIXLIP propose un petit aperçu des notions, unités et mesures les plus importantes en technologie de l’éclairage.
Luminance
La luminance est la mesure de la perception de la luminosité émise par une surface éclairée. Elle décrit le rapport entre l'intensité lumineuse et la taille de la surface émettrice : candela / m².
Cas particulier : De manière similaire aux surfaces mates, les textiles translucides ne réfléchissent pas la lumière, mais la transmettent. Dans ce cas, la luminance est calculée à partir de l'éclairement (candela) et du degré de transmission. Le degré de transmission décrit le rapport entre le flux lumineux transmis et le flux lumineux incident.
Flux lumineux
Le flux lumineux est exprimé en lumens (lm) et décrit la puissance lumineuse totale d'une source de lumière. Contrairement à l'unité d'énergie watt, le flux lumineux prend également en compte la sensibilité spectrale de l'œil.
Intensité lumineuse
L'intensité lumineuse désigne le flux lumineux émis par la source de lumière dans une direction donnée. Elle est mesurée en lumens par angle solide : la candela (cd). En tant qu'unité de base de la technique de l'éclairage, toutes les autres grandeurs photométriques en sont dérivées.
Rendement lumineux
Le rendement lumineux décrit la quantité de lumière (lumens) produite par unité d'énergie consommée (watts). Il mesure donc l'efficacité et le rendement de la source lumineuse. Plus le rendement lumineux est élevé, plus la lampe est économe en énergie et en coûts.
Durée d'éclairage
La durée de vie moyenne d'une ampoule est définie comme le moment où seulement 50 % des composants sont encore fonctionnels. Une longue durée de vie permet d'économiser les coûts d'investissement et de maintenance. Elle est indiquée en heures (h).
Intensité lumineuse
L'éclairement lumineux (lux) décrit la densité de flux lumineux sur une surface et se réfère au rapport entre le flux lumineux (lumen) et la taille de la surface éclairée en m² (lm / m²). Il peut être mesuré à n'importe quel endroit de la pièce, mais diminue avec la distance à la source lumineuse.
Technologie LED en détail
Autrefois considérée comme froide, sombre et coûteuse, la LED est aujourd'hui reconnue comme l'avenir de la technologie d'éclairage. Nous expliquons pourquoi, quels avantages les LED offrent et ce qu'il faut savoir sur ces petites diodes lumineuses discrètes.
Définition des termes
En tant que diode semi-conductrice, la LED (diode électroluminescente) fait partie des émetteurs électroluminescents. Elle convertit l'énergie électrique en lumière. Dès que le courant électrique traverse la diode, elle émet de la lumière.
Auparavant, cette technologie ne permettait de produire que de la lumière bleue, verte, jaune et rouge. Les LED étaient donc principalement utilisées comme voyants dans les interrupteurs ou les affichages. Ce n’est qu’à la fin des années 90 qu’il est devenu possible de générer de la lumière blanche grâce à une couche fluorescente supplémentaire dans le cristal semi-conducteur. De plus, il est désormais courant de combiner des diodes rouges, bleues et vertes pour obtenir la couleur blanche par mélange. Ces LED RVB permettent plus de 16 millions de couleurs lumineuses différentes.
Tendanceur
Le développement de techniques d’éclairage LED performantes progresse aussi rapidement que celui de la technologie informatique. Par rapport aux solutions d’éclairage traditionnelles, la LED offre déjà aujourd’hui de nombreux avantages décisifs en matière de conception lumineuse, d’économie et de durabilité. Cette tendance a également été reconnue par les architectes et les concepteurs d’éclairage. Dans les constructions neuves et les rénovations, on recourt de plus en plus souvent à la nouvelle technologie LED.
Leadership sur le marché
Alors que l'ampoule à incandescence a été évincée du marché il y a plusieurs années, la LED vise actuellement la domination du marché. Les développeurs travaillent donc particulièrement sur des « systèmes de gestion intelligente de la lumière », qui s'adaptent dynamiquement aux conditions de la lumière du jour et aux besoins biorythmiques des personnes. De plus, des formes plus compactes, un meilleur rendement lumineux et une fabrication plus économique sont au centre des développements futurs.
Conception de l'éclairage
Les LED offrent des conditions idéales pour un design d’éclairage complet et varié :
Qualité de la lumière : Les LED sont disponibles dans différentes classes de puissance, qui se distinguent principalement par le niveau de luminosité souhaité. Grâce à leur bonne restitution des couleurs avec un indice Ra95 et un rendement lumineux élevé allant jusqu’à 150 lumens/watt, elles répondent également à des exigences élevées. La source lumineuse ponctuelle permet une direction précise de la lumière. À l’aide d’optiques, la lumière peut être diffusée sans éblouir. La grande variété de couleurs offre en outre la possibilité de créer des ambiances lumineuses et des effets. Avec des températures de couleur allant de 2500 K à 6000 K, il est également possible de produire une large gamme de lumière blanche.
Contrôle de la lumière : En tant que composant électronique, les LED peuvent être pilotées avec précision et dimmées de manière continue, ce qui facilite leur intégration dans des systèmes de gestion de l’éclairage. Par exemple, l’éclairage peut être activé et atténué par un détecteur de mouvement. Le démarrage sans délai des LED et la réponse rapide au contrôle permettent également des scénarios lumineux rapides et dynamiques.
Rentabilité
Les LED offrent une série d’avantages économiques par rapport aux sources lumineuses traditionnelles.
Longue durée de vie : Les LED sont considérées comme très résistantes et robustes. Elles supportent non seulement les chocs violents, mais aussi les fortes variations de température. Les défaillances précoces sont rares. Avec une durée de vie de plus de 50 000 heures, une LED est nettement plus durable que d’autres sources lumineuses. Après cette période, elles conservent en moyenne environ 70 % de leur luminosité initiale et ne tombent pas immédiatement en panne. Les coûts de maintenance sont donc presque entièrement éliminés.
Efficacité énergétique : Comparées à l’ancienne ampoule à incandescence, les LED consomment environ 90 % d’électricité en moins. Les coûts d’exploitation peuvent être considérablement réduits grâce à cette faible consommation. Avec un rendement lumineux de 110-160 lm/W, elles affichent une faible puissance absorbée.
Durabilité
La hausse des coûts énergétiques et la rareté des ressources poussent de plus en plus d’utilisateurs à adopter des solutions écoénergétiques, comme la technologie LED.
Émission lumineuse : Le spectre lumineux de la LED se situe uniquement dans la zone visible. Il n’y a donc pas de rayonnement UV ni infrarouge dangereux, ce qui signifie par exemple que les plastiques ne souffrent pas de l’éclairage et que les couleurs ne se décolorent pas. Les animaux et insectes sensibles à la nuit sont également protégés grâce à l’absence de rayonnement UV.
Recyclage : Contrairement aux lampes économiques, les LED ne contiennent pas de substances toxiques ou nocives comme le mercure, ce qui permet de les éliminer de manière écologique et sans effort important.
Respect des ressources : La faible consommation électrique des LED entraîne une faible émission de CO2. La consommation de métaux comme le cuivre est également réduite.
Lumière & Ambiance
L'œil humain ne distingue pas seulement le clair et l'obscur. Notre perception est également influencée par la couleur de la lumière : tandis que la lumière blanc chaud est perçue comme chaleureuse, le blanc neutre paraît plutôt froid et factuel.
Perception
L'œil est notre organe sensoriel le plus important. Plus de 80 % de toutes les informations que nous recevons passent par nos yeux : et ce, grâce aux stimuli lumineux.
C'est la lumière ambiante qui permet notre perception visuelle quotidienne. Cela devient particulièrement évident dans l'obscurité ou en cas d'éclairage insuffisant, lorsque notre vision est altérée et que notre orientation en souffre. Alors que nous évitons l'obscurité, nous sommes attirés par la lumière : un effet dont la publicité profite surtout.
Couleur de la lumière
La « température de couleur » décrit la couleur propre de la lumière émise par une source lumineuse. La température de couleur est mesurée en kelvins (K). La référence pour cette température de couleur est le « corps noir de Planck ».
Il s'agit d'un corps noir idéalisé qui n'absorbe pas la lumière mais la capte. Lorsqu'il est chauffé lentement, il traverse une échelle de couleurs allant du rouge au jaune, puis au blanc et au bleu clair. Plus la température est élevée, plus la couleur est blanche.
Température de couleur
La température de couleur des lumières blanches est divisée en trois groupes principaux :
Blanc chaud avec des températures de couleur inférieures à 4000 K. Cette couleur de lumière est perçue comme confortable et relaxante, et ressemble à la lumière naturelle d’un coucher de soleil.
Blanc neutre avec des températures de couleur entre 4000 et 5000 K. Cette couleur crée une ambiance plutôt froide et factuelle, ce qui la rend adaptée, par exemple, aux cuisines et salles de bains.
Blanc lumière du jour avec des températures de couleur supérieures à 5000 K. Cette couleur de lumière correspond à la lumière du jour à midi et influence positivement notre bien-être. Elle favorise la concentration et est idéale pour l’éclairage des postes de travail.
