Qu'est-ce qu'une LED ?

La suprématie des diodes électroluminescentes (LED) dans le monde de l'éclairage ne doit pas passer inaperçue. Une LED est un dispositif semi-conducteur qui émet une lumière visible lorsqu'il est parcouru par un courant. Au cours des dix dernières années, nombre d’utilisateurs ont abandonné les ampoules à incandescence traditionnelles ou les ampoules fluocompactes au profit des ampoules à diodes électroluminescentes (LED) en raison des multiples avantages ci-après :

• les LED consomment moins d'énergie ;
• elles sont plus lumineuses ;
• elles durent plus longtemps ;
• elles sont plus rentables ;
• elles sont plus efficaces sur le plan énergétique ;

 

 

Comment ça marche ?

Les LED créent de la lumière par électroluminescence à l'intérieur des matériaux semi-conducteurs. Qu'est-ce que cela signifie ?

En termes simples, la lumière se crée à travers un circuit et ce, grâce à la recombinaison des électrons dans la diode. Cette dernière représente pour un semi-conducteur sa forme la plus simple et laisse passer le courant uniquement dans un seul sens. Dans une LED, ladite diode contient des sections de semi-conducteur de type N (chargé négativement car il existe des électrons supplémentaires) connectées à un semi-conducteur de type P (chargé positivement car il existe des électrons manquants) avec des électrodes à l'extrémité.

Lorsque la diode n'est pas sous tension, les électrons ne sont pas en mesure de traverser la jonction entre les sections chargées positivement et négativement (la jonction P-N).

 

 

En cas d’application d'une tension suffisante, les électrons libres qui se trouvent à l’intérieur du conducteur de type N sont attirés vers l'électrode positive, traversant ainsi la jonction P-N pour combler les lacunes électroniques. Lorsque les électrons effectuent cette transition et rejoignent un atome auquel il manquait un électron, un photon (particule d'énergie lumineuse) est alors libéré.

Pour que le photon ainsi libéré soit visible à l'œil nu, la diode doit être fabriquée à partir de matériaux bien précis. Dans une LED, les semi-conducteurs sont constitués de silicium, qui produit des photons à haute fréquence, lesquels créent de la lumière dans le spectre visible lorsqu'ils sont traversés par un courant. Les LED libèrent une source de lumière monochromatique (de même longueur d'onde) car tous les photons émis affichent le même niveau d'énergie et la même fréquence. Les photons ne sont produits qu'à la jonction P-N de la diode, pour qu’une seule bande étroite de lumière soit émise. Par conséquent, une couche de semi-conducteur est rendue fine et transparente, ce qui permet aux photons de s'échapper facilement et à la lumière d’être utilisée afin de former une ampoule LED.

Avantages des LED :

Comparées aux lampes à incandescence traditionnelles, les LED présentent de nombreux avantages et peuvent être considérées comme l’option idéale pour vos besoins d'éclairage.

• Les LED sont environ 90 % plus efficaces que les ampoules traditionnelles. Ce rendement s’explique par la façon dont la lumière est produite à l'intérieur des deux ampoules. Les ampoules à incandescence utilisent par exemple un filament qui chauffe excessivement et « excite » les électrons afin qu'ils s'entrechoquent et produisent de la lumière. Les LED, quant à elles, n'utilisent pas de filament mais un courant électrique qui traverse un matériau semi-conducteur. Les ampoules à incandescence ne transforment que 5 à 10 % de l'énergie en lumière contrairement aux LED qui n’en font que 90 %. Les LED ne gaspillent pas l'énergie sous forme de chaleur, d'où leur capacité à produire la même quantité de lumière que les ampoules traditionnelles en utilisant moins d'énergie.

• Les LED sont également beaucoup plus sûres. Les ampoules à incandescence représentent un risque d'incendie car elles peuvent facilement atteindre des températures supérieures à 200 °C. Généralement, elles déclenchent des incendies lorsqu'elles sont en contact avec des matériaux inflammables, en raison des températures extrêmes qu'elles atteignent. Il est également courant d'assortir un luminaire à une ampoule à incandescence dont la puissance dépasse la limite du luminaire. Cette manipulation peut entraîner une surchauffe de l'ampoule et, souvent, l'appareil peut prendre feu. Les ampoules LED ne chauffent qu'à environ 32 °C et, en raison de leur faible tension, il est difficile d'installer une lampe qui ne corresponde pas à la puissance de l'appareil. Les LED ne contiennent pas non plus d'ingrédients toxiques (mercure et vapeur d'argon) présents dans les ampoules à incandescence et les LFC susceptibles d’être nocifs pour la santé.

• Les LED sont plus écologiques. Les ampoules traditionnelles contiennent des matériaux toxiques pouvant s'écouler et contaminer l'environnement dans les décharges, au contraire des LED qui n’en contiennent pas et pourraient nuire à l'environnement. Les LED possèdent une empreinte carbone beaucoup plus faible en raison de leur consommation d'énergie réduite et de leur durée de vie plus longue, ce qui entraîne des fréquences de remplacement d’ampoules moins régulières et donc une faible quantité de déchets.

• Les LED consomment moins d’énergie, ce qui permet de réaliser des économies considérables. De fait, les LED consomment en moyenne 5 à 8 fois moins d'énergie que les ampoules à incandescence.

• Les LED sont beaucoup plus durables que les ampoules traditionnelles. La durée de vie d'une lampe à incandescence est d'environ 1 000 heures ; pourtant, les LED à efficacité maximale peuvent aller jusqu’à 50 000 heures. Le fait que les LED soient à la fois économes en énergie et bénéficient d’une longue durée de vie en fait l'option la plus rentable à long terme, ce qui a joué un rôle moteur dans l’adoption des LED par ses utilisateurs.

• Les LED sont disponibles en différentes couleurs. Elles peuvent produire n'importe quelle couleur du spectre, ce qui les rend totalement personnalisables pour votre maison.

• Les ampoules LED peuvent être « intelligentes ». Ce type de technologie est de plus en plus répandu dans de nombreux foyers. Avec les ampoules LED intelligentes en effet, vous avez la possibilité de les contrôler à partir d'une application sur votre téléphone ou avec vos autres appareils intelligents, à l’instar d’Alexa. Vous pouvez en outre allumer et éteindre vos lumières, les tamiser, en choisir les couleurs, les synchroniser avec de la musique et faire plein d’autres choses encore. Grâce à une puce supplémentaire à l'intérieur du circuit de la LED, il est possible d'obtenir cette fonctionnalité. Les LED peuvent être intelligentes en raison de leur faible dégagement de chaleur, qui n'endommage pas la technologie nécessaire.

• La qualité de la lumière des LED est également supérieure :
• Tout d'abord parce qu'elles émettent de la lumière dans une seule direction. Cela signifie que la lumière ne se retrouve pas dans des directions inattendues et élimine donc le besoin de réflecteurs utilisés par les ampoules traditionnelles pour rediriger la lumière.
• Les LED présentent également un indice de rendu des couleurs (IRC) très élevé. Il s'agit de la capacité de la lumière à révéler la véritable couleur d'un objet. Les ampoules à incandescence traditionnelles produisent une représentation jaunâtre des objets, alors que les LED peuvent imiter la lumière naturelle avec une grande précision.
• Les LED peuvent être gradées dans la mesure où elles peuvent fonctionner indépendamment du pourcentage de leur puissance nominale.
• Les LED sont beaucoup plus lumineuses que les ampoules à incandescence, car leur rapport lumen/watt est plus élevé. Si l'on compare une ampoule à incandescence de 40 W à une ampoule LED de 40,5 W, la différence en nombre de lumens est de 3 550 W.