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ECLAIRAGE Une révolution qui va de l’incandescence à la LED

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ECLAIRAGE Une révolution qui va de l’incandescence à la LED

Les sources de lumière n’ont cessé d’améliorer leurs performances au cours de ces 30 dernières années : efficacité lumineuse élevée, durée de vie allongée, amélioration de la qualité d’éclairage et réduction drastique des consommations.

Toutes les lampes d’aujourd’hui sont fabriquées à partir de deux principes : l’incandescence (lampes à filament porté à incandescence) et la luminescence (décharge électrique dans un gaz). Toutes absorbent plus ou moins d’énergie électrique pour produire de la lumière. Le flux lumineux (en lumens : lm) mesure la quantité de lumière émise, la puissance mesure en watts (W) la quantité d’énergie consommée par la lampe et son appareillage, l’efficacité lumineuse indique le rapport lumens/W entre le flux lumineux et la puissance absorbée. Ce rendement diffère d’une lampe à l’autre d’autant que toute la puissance électrique n’est pas convertie en lumière : une partie est perdue en chaleur, l’autre convertie en rayonnement visible. C’est cette notion de rendement qui va permettre d’apprécier l’efficacité énergétique d’une lampe.

Les années 70, jusque-là cantonnées aux lampes incandescentes classiques qui consomment et chauffent beaucoup (durée de vie 1 000 heures, verront l’arrivée de la lampe incandescente halogène.

Cette lampe linéaire dite « crayon », de forte puissance (300 à 500 W), avec une lumière chaude éclatante, a une durée de vie de 2 000 heures et une efficacité lumineuse de 20 lm/W (contre 15 lm/W pour les lampes incandescentes) et permet la variation de lumière. Son gros défaut : une grosse consommation d’énergie.

Fluorescence et électronique transforment l’éclairage

À la fin des années 70, les tubes fluorescents T8 (Ø 26 mm) remplacent les premières générations (T12, Ø 38 mm). Ils durent 10 000 heures (contre 8 000 heures pour leurs prédécesseurs T12) et ont une efficacité lumineuse de 60 lm/W (90 lm/W aujourd’hui) tout en consommant jusqu’à 40 % de moins. Mais ces « néons » procurent une ambiance crue et ont la fâcheuse tendance à vibrer lors de leur lente agonie. C’est vers les années 80 que les fluocompactes (des tubes fluorescents « pliés » qui intègrent l’appareillage dans le culot) viennent répondre à la préoccupation des exploitants : réduire les consommations d’énergie. En effet, de petites dimensions et de culot à vis ou à baïonnette, elles peuvent se substituer aux lampes incandescentes, consomment 5 fois moins et durent 10 fois plus. Des versions professionnelles à culots à broches existent également et possèdent une efficacité lumineuse de plus de 80 lm/W.

En parallèle, dans les applications commerces, apparaissent les halogènes très basse tension avec réflecteur dichroïque intégré (2 000 à 4 000 heures).

Puis c’est le tour, dans les années 90, des premières iodures métalliques compactes de faibles puissances, avec 8 000 heures, un indice de rendu des couleurs de 80 et plus, et une efficacité lumineuse de 85 lm/W qui peuvent avantageusement remplacer les lampes halogènes, en particulier dans les éclairages d’accentuation ou de mise en scène (commerces).

Naissance des Led

Les recherches sur la réduction des consommations et l’alimentation électronique aboutissent, en 1996, à la création d’un tube fluorescent extra fin, le T5 (Ø16 mm), qui fonctionne uniquement avec un ballast électronique et offre ainsi plus de 20 % d’économies par rapport au T8. Son efficacité lumineuse dépasse les 100 lm/W. Son alimentation électronique permet de prolonger la durée de vie (20 000 heures), de pouvoir associer détecteurs de présence, variation de lumière, programmation d’ambiances lumineuses, voire de piloter plusieurs groupes de luminaires à partir d’une unité centrale.

Enfin, avec le passage au xxie siècle, se développent les diodes électroluminescentes ou Led (Light Emitting Diodes). Le principe en est connu depuis longtemps : il s’agit de la luminescence de certaines substances, généralement solides, sous l’action d’un champ électrique. Les Led consomment très peu d’énergie (de l’ordre de 10 mW à 1 W), leur luminance peut atteindre plusieurs milliers de candelas par m2, elles offrent de très petites dimensions et surtout une très longue durée de vie, environ 50 000 heures, et ce dans toutes les couleurs (rouge, jaune vert, bleu, blanc). Longtemps limitées au balisage et aux feux tricolores, elles sont de plus en plus utilisées en éclairage grâce à l’amélioration de leur efficacité lumineuse qui est passée en 25 ans de 7 lm/W à 50 lm/W aujourd’hui et sans doute davantage dans les ­prochaines années.

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