Éclairage LED : comment cela fonctionne-t-il ?


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La LED pour Light Emitting Diode ou DEL pour diode électroluminescente est une diode qui produit de la lumière lorsqu'une tension est appliquée à ses bornes. Une diode est un composant électronique qui permet le passage du courant électrique dans un seul sens. Les diodes les plus courantes sont composées de semi-conducteurs, et tous matériaux semi-conducteurs sont constitués de plusieurs éléments pour un meilleur rendement (phosphure de Gallium, nitrure de Gallium Indium, ...). Créée en 1932 par Nick Holonyack Jr.



la DEL est devenue incontournable dans la vie quotidienne : voyant lumineux des appareils électroménagers, flash de téléphone portable, éclairage de tableau de bord de voiture, télécommande, faisceau laser pour la lecture et la gravure des CD et DVD, etc. On connaît depuis longtemps la DEL infrarouge, commercialisée pour la première fois par Texas Instrument, célèbre pour ses calculatrices. Vient ensuite la DEL verte grâce aux semi-conducteurs. La LED bleue voit le jour dans les années 90 grâce notamment aux recherches du japonais Shuji Nakamura. Par la suite, la LED blanche est née du fait de l'utilisation couplée de LED bleue et de luminophore jaune, une découverte appliquée pour les écrans de téléviseurs et d'ordinateurs. Les ampoules d'éclairage blanches à DEL sont prévues pour 2008/2009, mais d'ores et déjà, la DEL blanche peut remplacer les lampes classiques à condition bien sûr d'en disposer en nombre suffisant. Cette technique est utilisée notamment pour les éclairages de secours, les éclairages de pistes la nuit, les feux de signalisation. Certains constructeurs automobiles prévoient même de remplacer les feux avant classiques par des lampes à DEL.


Une diode électroluminescente est composée de plusieurs éléments : une puce qui émet la lumière, une coupelle réflectrice qui permet de diriger les rayons lumineux, des contacts d'alimentation constitués par une anode et une cathode, d'un fil de bonding et enfin d'une lentille qui n'est autre qu'un boîtier transparent ou coloré. La couleur de la lentille ne détermine pas la couleur émise par la DEL. Ainsi, une diode à lentille translucide peut très bien émettre une couleur.


eclairage led
Les options de couleurs sont plutôt obtenues soit en combinant différentes DEL à la fabrication, soit en modifiant l'intensité du courant les parcourant. Pour brancher une DEL, il faut tenir compte de la polarité et de l'intensité maximale supportée par la diode. Pour les applications d'éclairage, il faut maîtriser les techniques des montages en série et en parallèle. Ainsi, une lampe LED ne comporte pas de filament comme les ampoules usuelles, la lumière est produite par électroluminescence d'un semi-conducteur, ce qui explique en partie leur durée de vie exceptionnelle estimée à plus de 50.000 heures. Contrairement aux lampes classiques qui dégagent beaucoup de chaleur, les DEL ne chauffent presque pas, et ne produisent pas d'ultraviolet.



Par rapport aux autres lampes classiques (fluorescente, halogène, incandescente), elles se distinguent par leur faible consommation électrique (moins d'1 Watt) et par leur résistance exceptionnelle aux chocs et autres vibrations. Elles fonctionnent en très basse tension, ce qui est synonyme de sécurité. Ces qualités sont largement exploitées dans la production d'écrans de très grande taille. Certaines villes les utilisent pour leurs feux tricolores ou pour apporter une touche de gaieté aux lieux publics.


De nouveaux appareils tels que les panneaux de sortie de secours commencent aussi à utiliser des DEL. Parmi leurs inconvénients, on peut dire que pour le moment, une DEL coûte quatre fois plus chère qu'une lampe classique. Celles qui possèdent une forte puissance ont une durée de vie plus faible, et un rendement lumineux peu élevé. Concerne les flashes à DE, la forte intensité du spectre bleu des DEL bleues et blanches peut endommager la rétine. Il est aussi déconseillé d'utiliser une DEL bleue dans la chambre à coucher (la lumière bleue diminue la production de mélatonine indispensable pour un bon sommeil). Le rendu des couleurs est mauvais surtout pour les DEL blanches. Il n'est pas facile de dresser une liste exhaustive des différents types de LED puisque chaque type est défini par sa forme, sa puissance, sa taille, son spectre et enfin par le nombre de puces.
eclairage led


Citons entre autres la LED de puissance, la LED blanche, la LED de couleur, la LED organique, etc. L'utilisation dépend de la puissance : la DEL de faible puissance est utilisée par exemple comme voyant lumineux sur les appareils électroménagers tandis que celle de forte puissance (supérieure à 1 W) peut être utilisée comme éclairage général. Certaines DEL, pourvues d'un circuit électronique qui permet le clignotement, peuvent clignoter ou changer de couleur. Les DEL constituent un espoir certain pour les pays en voie de développement vu qu'un village d'une cinquantaine de familles qui utilise des DEL blanches de faible puissance (0,1 Watt) pour produire de la lumière consomme l'équivalent d'énergie d'une seule ampoule classique de 100 W !

Le Jeudi 23 Octobre 2008 à 10:46
Article écrit par Toli ()


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Il y a 1 commentaires pour cet article :

 magic9 a écrit [03/11/2008 - 12h08] 
magic9

Bonjour,
Compte tenu des exigences d'économies d'énergies, les LED sont l'avenir de l'éclairage c'est évident.
Pourriez vous compléter cet article fort intéressant, avec la puissance d'éclairage (en lumens) fournie par les ampoules en fonction du nombre de led ?
cdlt





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