La structure métallique du luminaire est dimensionnée pour permettre la dissipation de la chaleur à l’arrière des diodes et assurer ainsi la bonne température au niveau de celles-ci.
Éclairer des espaces de bureaux avec des appareils uniquement équipés de leds constituait un pari difficile. Pour le gagner, Philips a développé un luminaire spécifique dont les caractéristiques répondent aux exigences d’éclairagisme en vigueur.
Pour le maître d’ouvrage Generali, c’est la volonté de favoriser le confort maximal de l’utilisateur qui a dicté l’implantation des leds. La particularité de sa demande résidait dans le souhait d’installer un éclairage constitué de leds dans des modules 600 x 600 classiques, dans les bureaux de l’immeuble (100, avenue des Champs-Elysées à Paris), du 2e au 6e étage. Or, il n’existait pas de luminaires encastrés sur le marché capables de recevoir un nombre important de leds, de fournir un défilement de qualité, de pouvoir évacuer la chaleur émanant de l’alimentation des leds et d’offrir un niveau d’éclairement suffisant. Plus précisément, le luminaire devait répondre à différentes contraintes :
– s’intégrer dans un faux-plafond tramé 600 x 600 ;
– respecter des exigences de consommation énergétique liées à la réglementation thermique 2005, la valeur de référence pour l’éclairage des bureaux étant de 12 W/m² ;
– respecter les recommandations pour l’éclairage des locaux tertiaires en termes de niveau d’éclairement et de confort visuel, conformément à la norme européenne d’éclairage des lieux de travail EN 12464.
Un radiateur pour dissiper la chaleur
Pour saisir la complexité de la mise en œuvre des diodes électroluminescentes dans un encastré classique de bureaux, il faut revenir au principe de fonctionnement de cette puce. L’émission de couleur monochromatique des leds résulte du passage d’un courant à la jonction entre deux semi-conducteurs, avec la création de particules de lumière appelées photons. C’est le contrôle thermique qui pose le problème le plus critique rencontré par les diodes dans leur intégration à des systèmes d’éclairage. Une lampe à filament nécessite d’être assez chaude pour fonctionner, contrairement à une led qui fonctionne mieux à basse température. Une led possède un spectre compris principalement dans le visible, donc la lumière émise est quasiment dépourvue d’infrarouges et d’ultraviolets, ce qui évite de chauffer ce qu’elle éclaire. En revanche, les pertes, d’ordre thermique, chauffent la led elle-même, ce qui a une incidence sur sa durée de vie (réduction), le flux lumineux (qui décroît) et la tension aux bornes.
La principale difficulté pour Philips consistait donc à développer un radiateur qui puisse dissiper la chaleur à l’arrière de l’appareil encastré dans le faux plafond, sans affecter les valeurs définies par le projet d’éclairage tant en ce qui concerne le flux lumineux, la durée de vie, le nombre de leds.
Autre niveau de complexité : la définition des optiques. L’appareil prévu initialement était un downlight pour 2 lampes fluocompactes de 26 W qui ne pouvait pas recevoir les 16 ou 12 leds nécessaires. Partant du postulat qu’un niveau d’éclairement de 500 lux devait être obtenu sur les surfaces de référence (bureau) et 300 lux dans le local, la simulation des points lumineux a permis de déterminer qu’un diamètre de percement de 5 cm était nécessaire pour chaque led pour respecter les normes en vigueur concernant l’éblouissement dans les bureaux (UGR 19).
Des optiques spécialement étudiées
Afin d’offrir aux futurs utilisateurs un excellent confort visuel et éviter tout reflet sur les écrans, des optiques spécifiques ont été définies. Elles mettent en œuvre un réflecteur en aluminium à haut pouvoir de réflexion et une optique microprismatique pour obtenir un rendement de 60 %. La position en retrait des leds a notamment permis d’occulter la vision directe de la lumière et réduit ainsi les risques d’éblouissement. Par ailleurs, la miniaturisation liée aux diodes électroluminescentes permet une plus grande liberté dans la conception des luminaires, ici encastrés dans des modules 600 x 600 mm. Chacun d’eux est équipé d’un ensemble de 16 leds de 2,6 W pour les luminaires disposés côté façade ou de 12 leds de 2,6 W pour ceux implantés en fond de bureaux ou côté couloir. Le niveau d’éclairement obtenu est de 300 lux sur la totalité des espaces et 500 lux sur les plans de travail, comme l’exige la norme EN 12 464-1. L’indice de rendu des couleurs est de 80 et la température de couleur obtenue de 2 900 K, d’une teinte légèrement rosée.
La consommation moyenne de la zone de bureaux est de 44 W au lieu de 54 W dans le projet d’origine et des encastrés SpotLed 3K2 équipés de 3 leds de 3 W ont été installés dans les circulations, représentant une consommation de 12 W contre 55 W avec des encastrés halogène très basse tension 50 W prévus à l’origine.
Au final : une économie sur la puissance installée, 20 % dans les bureaux et 40 % dans les couloirs, une réduction des consommations, et une maintenance quasiment nulle puisque la durée de vie du système est estimée à 18 ans, avec le maintien du flux lumineux à 70 %.
