Luminaire

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Le led pour nos luminaires

Les LED sont considérées, comme une technologied'avenir dans le domaine de l'éclairage.

Une diode électroluminescente, abrégée sous les sigles DEL ou LED (de l'anglais light-emitting diode), est un composant opto-électronique capable d’émettre de la lumière lorsqu’il est parcouru par un courant électrique.
Une diode électroluminescente ne laisse passer le courant électrique que dans un seul sens (comme une diode classique) de plus elle produit un rayonnement monochromatique ou polychromatique incohérent à partir de la conversion d’énergie électrique lorsqu'un courant la traverse. Elle compte plusieurs dérivées, principalement, l'OLED, l'AMOLED ou le FOLED (pour flexible oled).
En effet, on estime que d'ici à 2020, les LED pourraient représenter 75 % du marché de l'éclairage.

Définition d'un luminaire

Un luminaire est un appareil ayant pour destinationpremière l'éclairage d'un lieu.

Selon l'Association Française d’Éclairage « un luminaire est un appareil servant à répartir, filtrer ou transformer la lumière d’une ou de plusieurs lampes et comprenant, à l’exclusion des lampes elles-mêmes, toutes les pièces nécessaires pour fixer et protéger les lampes et, éventuellement, les circuits auxiliaires ainsi que les dispositifs de connexion au circuit d’alimentation. »

Cet appareil, quand il n'est pas directement la source de lumière, supporte un système fournissant la lumière artificielle, lampe, bougie, cierge, bec de gaz, ampoule électrique.

Rendement lumineux du Led

Le rendement lumineux selon les types dediodes,est variable.

Le rendement lumineux est généralement compris entre 20 et 100 lm/W, et atteint en laboratoire les 160 lm/W. Une grande disparité dans les performances est présente selon la couleur (température de couleur pour le blanc), la puissance ou encore la marque. Les bleues n’excèdent pas les 30 lm/W alors que les vertes peuvent avoir une efficacité lumineuse bien plus élevée comme de 100 lm/W[4]. Les efforts colossaux effectués en recherche et développement pour les LED blanches leur ont permis d’être aussi efficaces (voir plus) que les LED de couleur.

La limite théorique d’une source qui transformerait intégralement toute l’énergie électrique en lumière visible est de 683 lm/W (cette valeur dérive directement de la définition de la candela et par extension du lumen). Pour cela, il faudrait qu’elle possède un spectre monochromatique de longueur d’onde 555 nm. Le rendement lumineux théorique d’une LED blanche est de l’ordre de 250 lm/W. Ce chiffre est inférieur à 683 lm/W du fait que le maximum de sensibilité de l’œil se situe vers 555 nm.

Le rendement lumineux des LED blanches de dernière génération est supérieur à celui des lampes à incandescence mais aussi à celui des lampes fluocompactes ou encore de certains modèles de lampes à décharge. Le spectre de la lumière émise est presque intégralement contenu dans le domaine du visible (les longueurs d’onde sont comprises entre 400 nm et 700 nm). Contrairement aux lampes à incandescence et aux lampes à décharge, les diodes électroluminescentes n’émettent quasiment pas d’infrarouge.

Le rendement lumineux dépend de la conception de la LED. Pour sortir du dispositif (semi-conducteur puis enveloppe externe en époxy), les photons doivent traverser (sans être absorbés) le semi-conducteur, de la jonction jusqu’à la surface, puis traverser la surface du semi-conducteur sans subir de réflexion et, notamment, ne pas subir la réflexion totale interne qui représente la grosse majorité des cas. Une fois arrivé dans l’enveloppe externe en résine époxy (quelquefois teintée pour des raisons pratiques et non pour des raisons optiques), la lumière traverse les interfaces vers l’air à incidence proche de la normale ainsi que le permet la forme de dôme avec un diamètre bien plus grand que la puce (3 à 5 mm au lieu de 300 µm). Dans les diodes électroluminescentes de dernière génération, notamment pour l’éclairage, ce dôme plastique fait l’objet d’une attention particulière car les puces sont plutôt millimétriques dans ce cas et le diagramme d’émission doit être de bonne qualité. À l’inverse, pour des gadgets, on trouve des LED quasiment sans dômes.