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La tendance la plus remarquable de ces dernières années dans le domaine de l'éclairage est certainement la disparition progressive de la lampe à incandescence au profit des lampes led. Si les lampes à semi-conducteurs servaient avant exclusivement de système de balisage pour escaliers et allées ou pour la signalisation routière, les lampes led actuelles se prêtent aussi à un éclairage fonctionnel.

D'après les spécialistes du Laboratoire de la Technologie Lumineuse, il est cependant un peu trop tôt pour dire que dans les immeubles de bureau, elles parviennent réellement à rivaliser avec d'autres solutions d'éclairage comme les lampes tl.

Le Laboratoire de la Technologie Lumineuse, un groupe d'une quinzaine de chercheurs au sein de la Haute Ecole KAHO Sint-Lieven à Gant, est en Belgique la référence absolue dans le domaine de la recherche en matière de lumière et de couleur et dont le projet le plus connu auprès du grand public est le consortium Groen Licht Vlaanderen, qui assure la promotion de l'éclairage économique.

"Outre nos missions au niveau de l'enseignement et de la recherche, nous offrons nos services aux entreprises du secteur de l'éclairage", explique Wouter Ryckaert, qui en sa qualité de professeur est rattaché au laboratoire et co-responsable du domaine de recherche de l'éclairage intérieur. "Nous disposons d'instruments de mesure spécifiques et coûteux, qui nous permettent d'analyser les produits qu'elles ont développés et de les améliorer."

Attention aux tubes led

Le labo travaille néanmoins de façon indépendante. "Nous avons mis sur pied de façon autonome une étude afin d'analyser pendant plusieurs milliers d'heures de fonctionnement les différents tubes led disponibles sur le marché.", dit Wouter. "Il existe plusieurs 'entrepreneurs' qui proposent de vendre de telles lampes aux entreprises en vue de réaliser des économies d'énergie, à un prix variant entre 50 et 120 euros la lampe. Mais souvent leur connaissance de l'éclairage est limitée. Dans certains cas, il est vrai que la consommation est effectivement réduite de moitié, mais ce qu'ils ne disent généralement pas, c'est que souvent l'intensité lumineuse est aussi réduite de près de la moitié et que l'éclairage n'est pas homogène. En guise de test, nous avons donc remplacé les lampes fluorescentes de notre salle de réunion sur le campus par trois tubes led. La puissance est effectivement moitié moindre, mais l'intensité lumineuse passe aussi de 280 lx à une intensité très insuffisante 150 lx. Les tubes led trouvent à s'appliquer utilement dans les réfrigérateurs et congélateurs de grands magasins parce qu'ils fonctionnent de manière optimale dans un environnement froid."

De la lumière bleue à la lumière blanche grâce phosphore

Néanmoins, la technologie led est performante dans le domaine de l'éclairage fonctionnel. "Il s'agit surtout des lampes led bleues haute puissance composées d'une couche de phosphore séparée, contrairement aux leds blancs où la couche de phosphore établit un contact direct avec la diode', explique Arno Keppens, chercheur. "Le phosphore est capable de convertir la courte longueur d'onde de la lumière led bleue en un spectre plus large qui produit une lumière blanche. Les avantages de ces lampes led sont leur grande homogénéité chromatique - la couleur lumineuse est pratiquement la même dans toutes les directions - et leur fonctionnement efficace. Cette technologie connaît une ascension rapide en tant qu'éclairage de plafond orienté vers le bas, appelé 'downlight' dans le jargon."

Pas plus économique

La salle de réunion du laboratoire a été équipée, pour le test, d'un éclairage led fonctionnel. "Son prix est actuellement encore 2 à 3 fois supérieur à celui des lampes tl, mais il doit pouvoir être composé par une très haute durée de vie de 40.000 à 50.000 heures de fonctionnement," estime Arno.

Wouter Ryckaert: "L'éclairage led n'est certainement pas plus économique que les lampes tl. En fait, au niveau du nombre de lumens produits par watt, il se situe entre la lampe économique (50 lumens par watt) et la lampe tl (105 lumens par watt)."

Le led produit aussi une énorme quantité de chaleur!

L'éclairage led fonctionnel exige en outre une autre approche. Contrairement à ce que beaucoup pensent, la lampe led produit énormément de chaleur. D'où vient cette idée fausse? "Dans une lampe à incandescence, cette chaleur est rayonnée dans le faisceau lumineux. Ce n'est pas le cas du led', explique Wouter. " A l'arrière de la lampe, se trouve obligatoirement une système de refroidissement spécial qui proportionnellement prend beaucoup de place. Et à cause de celui-ci, il n'est pas toujours évident de concevoir des armatures led en tant qu'éclairage fonctionnel. Mais une bonne évacuation de la chaleur est essentielle pour l'efficacité et la durée de vie de la lampe. Il s'agit-là d'un aspect important dans les armatures encastrées."

Led plus intéressant aux endroits difficilement accessibles

Il est donc possible d'éclairer des espaces de bureaux et magasins avec un éclairage led. Mais dans quel cas le choix du led est-il idéal? "Pour l'éclairage général d'un bureau ordinaire, la lampe tl demeure encore le meilleur choix, si vous y associez un starter électronique et une bonne armature', répond Wouter. "A l'heure actuellement, il est tout à fait possible de faire varier l'intensité d'une lampe tl, mais aussi de l'équiper d'un détecteur de présence et d'une sonde crépusculaire. Aux endroits difficilement accessibles, où le remplacement d'une lampe revient cher, l'éclairage led fonctionnel peut s'avérer plus intéressant que l'usage de lampes tl."

Hôtels, magasins et musées

Les couloirs d'hôtels sont les endroits où l'éclairage led fonctionnel trouve le mieux à s'appliquer. "A ces endroits, les lampes brûlent facilement 8.000 heures par an et leur longue durée de vie est très utile", précise Arno. "Mais aussi pour un éclairage dirigé dans les musées et magasins, les lampes led sont un bon choix. Vu la petite taille du led, vous pouvez facilement créer un faisceau de lumière pour éclairer avec précision certains objets, sans les soumettre à un rayonnement de chaleur. Songez à ce boulanger qui expose ses gâteaux au chocolat dans sa vitrine. Car le dégagement de chaleur se produit, comme nous l'avons déjà dit, à l'arrière de la lampe. Dans les musées aussi, le led a trouvé à s'appliquer car il ne provoque aucun rayonnement ultraviolet ni infrarouge, ceux-là même qui peuvent occasionner des dommages aux objets soumis à la lumière artificielle."

Un rendement atteignant 20%

Le marché de l'éclairage fonctionnel et de la signalisation offre de nombreux débouchés pour la technologie led, mais les défis sont grands. "Pour un éclairage fonctionnel, il est capital d'atteindre un rendement supérieur à des intensités lumineuses élevés", pense Arno. "L'éclairage led n'est donc pas encore la solution la plus économique, mais dans certains cas, il constitue la meilleure option."