Qu'est ce que c'est ?
L'ampoule à diode électroluminescente, ou ampoule à LED, est un type d'ampoules électrique qui utilise des diodes électroluminescences.
Une diode électroluminescente, abrégée sous les sigles DEL ou, plus couramment, LED (pour light-emitting diode) est un composant électronique capable d'émettre de la lumière lorsqu'il est parcouru par un courant électrique. Une diode ne laisse passer le courant électrique que dans un seul sens. Elle fait partie de la famille des composants optoélectroniques.
Les diodes électroluminescences étaient surtout utilisées pour réaliser des voyants lumineux en raison de leur tension d'alimentation adaptée à l'électronique et leur longue durée de vie (témoin de veille ou de fonctionnement d'appareils électriques, signalisation...), mais avec les progrès techniques récents, elles peuvent maintenant aussi servir à éclairer.
Utilisation d'une ampoule LED
Les ampoules à LED ne doivent pas être installées dans une lampe totalement fermée. En effet, en cas d'installation d'une ampoule à LED dans une lampe fermée sa durée de vie sera bien plus courte que prévue.
Les différentes diodes LED du marché
Les ampoules à LED sont composées de diodes LED. Il existe une multitude de diodes LED sur le marché, cependant, il y a uniquement deux grands fabricants de ces diodes LED.
Il s'agit des diodes Edison et des diodes Cree. Les diodes Edison viennent de Taiwan et les diodes Cree viennent des USA. Ces deux diodes sont les seules LED qui ont une durée de vie de 20'000 à 50'000 heures ainsi qu’un rendu lumineux fait pour de l’éclairage.
Avec la constante augmentation des ventes des ampoules LED, beaucoup de marchands vendent des ampoules LED équipées de diodes de très mauvaises qualités. Cela aura comme conséquence un très mauvais rendu lumineux et une durée de vie très limitée.
Fonctionnement
Une ampoule à incandescence classique éclaire en portant un filament de tungstène à une haute température. Le rendement lumineux est particulièrement mauvais, environ 10 % de l'énergie est convertie en lumière visible, le reste est dissipé en chaleur. De plus, la montée en température du filament se fait le plus souvent très brutalement, entrainant un risque non négligeable de destruction du filament (ampoule qui « claque »).
Une ampoule constituée de LED produit de la lumière par électroluminescence d'un semi-conducteur, le rendement est bien plus intéressant sans toutefois atteindre celui des phénomènes de fluorescence (tubes fluorescents, ampoules fluocompactes dites « ampoules économiques »). La durée de vie des LED est bien plus importante que pour ces deux derniers types d'ampoules.
Rendement lumineux
Le rendement lumineux est le rapport du flux lumineux émis par la puissance électrique consommée. Il s'exprime en lumens par Watt (lm/W). Ce paramètre permet de comparer l'efficacité de la conversion de l'énergie en lumière visible des diverses sources de lumière.
Selon les types de diodes, le rendement lumineux est variable. Généralement compris entre 20 et 80 lm/W, il dépasse parfois les 100 lm/W. Une grande disparité dans les performances est présente selon la couleur, la puissance ou encore la marque. Le rendement lumineux des LED blanches de dernière génération est supérieur à celle des ampoules à incandescence mais aussi à celui des ampoules fluocompactes (ampoules économiques). Le spectre de la lumière émise est presque intégralement contenu dans le domaine du visible. Contrairement aux ampoules à incandescence et aux ampoules à décharge, les diodes électroluminescentes n'émettent quasiment pas d'infrarouge.
Luminosité
L'intensité lumineuse générale des diodes électroluminescentes est assez faible, mais suffisante pour la signalisation sur tableau, ou bien les feux de circulation (feux tricolores, passages piétons). Les LED bleues sont également suffisamment puissantes pour signaliser les bords de route, la nuit, aux abords des villes. Le bâtiment du NASDAQ, à New York possède une façade lumineuse animée entièrement réalisée en LED (quelques dizaines de milliers).
Des LED dites super lumineuses ont vu le jour à la fin du XXe siècle. Au début du XXIe siècle, des rendements aux alentours de 130 lumens par watt sont atteints avec ces types de technologies. Pour comparaison, les ampoules à filament de 60 W atteignent 14 lumens par watt.
Points forts et faiblesses
Avantages
- Excellente résistance aux chocs, écrasement et vibrations
- Très faible consommation électrique grâce à un très bon rendement.
- Durée de vie beaucoup plus longue qu'une ampoule à incandescence classique ou même qu'une ampoule fluorescente (50000 à 100000 heures contre 6000 à 15000 heures pour les fluorescentes et au maximum un millier d'heures pour les lampes à incandescence).
- Les LED atteignent immédiatement leur intensité lumineuse nominale ceci contrairement aux ampoules fluorescentes.
- Les LED classiques ne chauffent presque pas et ne brûlent pas les doigts. Les LED de puissance supérieure à 1W, il faut prévoir une dissipation de la chaleur sans quoi la diode sera fortement endommagée voire détruite du fait de l'échauffement. En effet, une diode électroluminescente convertit environ 20% de l'énergie électrique en lumière, le reste étant dégagé sous forme de chaleur.
Inconvénients
- En 2008, le prix à l'achat des LED reste de deux à quatre fois plus élevé que celui des ampoules classiques, à luminosité égale mais devrait baisser rapidement compte-tenu du développement rapide des ventes.