La lampe à diode électroluminescente, dite en français lampe à DELAbréviation de « diode électroluminescente ».. parfois utilisant l'acronyme anglais lampe à LEDAbréviation de l'anglais . ou lampe LED est un type de lampe électrique qui utilise des diodes électroluminescentes, lesquelles mettent en œuvre le phénomène d'électroluminescence.

vignette|redresse|Lampes à DEL à culot à vis Edison E27 (). vignette|redresse|Lampes à DEL.

vignette|redresse|Une ampoule DEL équivalente allumée vue au travers d'un filtre.

Historique Historiquement, l’électroluminescence a d’abord permis l’essor des diodes électroluminescentes pour constituer des voyants lumineux en raison de leur tension d'alimentation adaptée à l'électronique et de leur longue durée de vie (témoins de veille ou de fonctionnement d'appareils électriques, signalisation). Puis, à la suite des avancées technologiques et de l'augmentation des puissances et du rendement lumineux, des lampes basées sur cette technologie ont été développées et produites de façon industrielle.

Après l'interdiction en Europe des lampes à incandescence classiques en 2012, puis des lampes à incandescence halogènes en 2018, et du fait d'une meilleure durée de vie, d'une consommation plus faible et de prix en baisse, la part de marché des lampes à DEL ne cesse d'augmenter, dans le domaine de l'éclairage domestique, mais aussi dans des lieux publics comme le métro parisien...

Chronologie

1907 : Henry Round est le premier à mettre en évidence un phénomène d'électroluminescence..

1927 : Oleg Lossev dépose une première demande de brevet de ce qui sera appelé, bien plus tard, une diode électroluminescente. 1962 : Nick Holonyak Jr., consultant chez General Electric invente la première DEL à spectre visible utilisable. Dans les années 1990, les recherches, entre autres, de Shuji Nakamura et Takashi Mukai de Nichia, dans la technologie des semi-conducteurs InGaN permirent la création de DEL bleues« LED / DEL », originedeschoses.com, consulté en janvier 2017..

Le , les trois chercheurs japonais Shuji Nakamura, Isamu Akasaki et Hiroshi Amano à l'origine de la première DEL bleue à forte puissance. lumineuse ont reçu le prix Nobel de physique..

Points forts et faiblesses

+Comparatif d'efficacités lumineuses et de durées de vie Technologie Efficacité lumineuseen lumen/watt Durée de vie moyenne(heures) Lampe à incandescence Voir Efficacité lumineuse page 7, sur europole.net, consulté le 21 mai 2019. « La véritable histoire de l'ampoule de Livermore », drgoulu.com, ... Lampe halogène Lampe fluorescente Lampe électroluminescente .

Avantages vignette|redresse|Économies d'émissions de gaz à effet de serre associées à différents changements de mode de vie (en kg équivalent par an).. L'utilisation d'ampoules DEL à faible consommation électrique a permis de réduire l'empreinte carbone de l'humanité de 1,5 % en 2017.. Durée de vie beaucoup plus longue que les lampes à incandescence ou fluorescente, la fin de vie se déclarant par une baisse de rendement progressive. Après de fonctionnement, le rendement aura baissé en moyenne de 30 %Article sur les bases de la technologie LED, sur le site leclubled.fr., à condition que les composants électroniques de l'alimentation restent fonctionnels. Faible consommation électrique due à une bonne efficacité lumineuse.. Le bon rendement des DEL permet, par exemple, le fonctionnement à partir d'une énergie potentielle gravitationnelle faible comme pour la GravityLight, une lampe sans batterie.. Sécurité de fonctionnement en très basse tension pour certaines (GU4), directement en pour les autres (GU10). Faible production de chaleur. Pas de production d’UV. Possibilité de produire une grande variété de couleurs par l'ajout de DEL de couleurs différentes (souvent rouge, verte et bleue) et par la variation des courants alimentant les différentes DEL. Grand choix de température de couleur pour les DEL blanches allant du blanc chaud au blanc froid. Possibilité d’allumer et d’éteindre rapidement et fréquemment les lampes sans les endommager. Pleine puissance lumineuse (généralement moins d'une seconde) après l'allumage, contrairement aux ampoules fluocompactes dites « basse consommation » qui affichent généralement 60 % de la puissance lumineuse au bout de . Impact environnemental plus faible que les lampes fluorescentes, lié notamment à l'absence de polluants comme le mercure. Cependant, l'amélioration de la puissance des DEL repose fréquemment sur l'utilisation d'indium, un métal dont les dérivés sont dangereux pour la santé des ouvriers qui le manipulent..

Inconvénients vignette|upright|gauche|Spectre du rayonnement émis par une lampe à DEL blanche de température de couleur en 2015. Indice de rendu de couleur (IRC) vers l'an 2000 Le rendu de couleur des lampes électroluminescentes (comme celui des lampes fluocompactes) est moins bon que celui des lampes à incandescence (traditionnelles et halogènes) dont l’IRC est proche de 100. Au début du siècle, les DEL blanches étaient des DEL bleues dont une partie de la lumière produite était transformée par fluorescence en lumière jaune. donnant un spectre moins régulier que celui d'une lampe halogène. Dans de plus rares applications, le blanc était reproduit par trois diodes de couleurs complémentaires ; dans ce cas, , mais la couleur s'ajustait dans un large gamut pour des effets décoratifs.

. Le diagramme d'émission ci-contre montre la répartition spectrale sur une DEL de 2015. Effet de la « lumière bleue » Le spectre du rayonnement des lampes électroluminescentes se composait d'une fine raie bleue et d'un ensemble jaune orangé réparti sur une large plage obtenu par fluorescence. Ce principe permet d'obtenir une température de couleur à partir de , ressemblant à celle d'une lampe à incandescence, jusqu'à , ressemblant à la lumière du jour. Ces dernières ont l'avantage d'aviver les couleurs, et ont rencontré un certain succès. Mais, d'une part, un éclairage similaire à la lumière du jour à tout heure du jour et de la nuit a des effets sur le rythme circadien, et d'autre part, la puissance du rayonnement bleu dans une bande étroite, par opposition aux sources où cette puissance est répartie sur une plus large plage, peut avoir, selon certains médecins-ophtalmologues, des effets néfastes sur la rétine.. L'Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail (ANSES, France) ., c'est-à-dire celles qui se rapprochent le plus de la lumière du jour (). Ce conseil coïncide avec les résultats de la recherche ancienne, d' qui estimait que les éclairements faibles sont plus agréables avec des températures de couleur relativement basses ().. Le physicien Sébastien Point met en cause la méthodologie des articles retenus pour affirmer la toxicité des DEL... Il considère que les travaux pour une meilleure compréhension des effets sanitaires des DEL doivent continuer, mais qu'en l'état actuel des connaissances, le risque est ., sauf en cas d'une maitrise insuffisante des paramètres d'exposition, par exemple dans le cas des lampes torches ou des jouets pour enfants (l’œil de l'enfant collectant plus de lumière que l'œil adulte) S. Point, Blue light hazard: are exposure limite values protective enough for newborn infants, Radioprotection, 2018., ou dans le cadre de certaines pseudo-thérapies comme la chromothérapie. S. Point, the danger of chromotherapy, Skeptical Inquirer, juillet-aout 2017. L'affirmation que le spectre des lampes à DEL est plus dangereux pour les enfants que les spectres des technologies plus anciennes (lampes à filament et fluorescentes), plus riche en ultraviolets, est également discutée.. De plus, la brillance des ampoules DEL étant supérieure à celle d'autres ampoules, il est plus désagréable de les regarder directement, ce qui selon Serge PicaudDirecteur de recherche à l'Institut national de la santé et de la recherche médicale, docteur en neurosciences, membre de l'Institut de la vision et du comité scientifique de la Fédération des aveugles et handicapés visuels de France. ..

Les lampes électroluminescentes de forte puissance doivent être refroidies Les jonctions de semi-conducteurs fonctionnent à une température maximale de , au-delà de laquelle elles peuvent être détruites, si un circuit disjoncteur n'intervient pas. Environ la moitié de l'énergie est dissipée en chaleur, à comparer aux pour les lampes à incandescence. Une lampe de , équivalent à peu près à en lampe à incandescence, doit donc évacuer environ , sans que la diode elle-même ne dépasse la limite de température. Une enveloppe bien conçue permet de le faire pour les faibles puissances, mais pour les fortes puissances, un radiateur encombrant et une ventilation forcée peuvent être nécessaires.

La compatibilité électromagnétique (CEM) Les diodes électroluminescentes fonctionnent à très basse tension. Certains circuits des lampes réduisent la tension d'alimentation par découpage. Certaines lampes « bas de gamme » laissent ces commutations à haute fréquence perturber d'autres appareils, malgré la directive 2004/108/CE sur la compatibilité électromagnétiqueDirective 2004/108/CE du Parlement européen et du Conseil du relative … concernant la compatibilité électromagnétique…, legifrance.gouv.fr, consulté le 21 juillet 2019, en particulier, ceux qui fonctionnent par courants porteurs en ligneQuand j’allume mes ampoules à LED le CPL (courant porteur en ligne) ne fonctionne plus !, sur deled.pro, des récepteurs de radioLampes à LED et perturbation radio, sur sonelec-musique.com

Compatibilité avec les variateurs Seules les lampes compatibles (dites « dimmable » en anglais) peuvent être utilisées avec un variateur d'intensité.

Technologies Composant monté en surface (CMS ou SMD) : chaque DEL de la lampe se trouve sous forme d'un composant indépendant brasé sur la carte électronique.. : les DEL sont directement brasées sur la carte électronique, ce qui permet un meilleur rendement et diminue le coût de production.

Comparaison avec les anciennes technologies Les ampoules à incandescence utilisent 95% de l’énergie qu’elles consomment pour produire de la chaleur. Elles ne nous restituent que 5% de cette énergie sous forme de lumière. À l’inverse, les DEL permettent de produire de la lumière sans émettre de chaleur. Jusqu’à 50% de l’énergie utilisée pour un éclairage DEL nous parvient sous forme lumineuse.

+Coûts comparés (équivalent ampoule à incandescence 60 watt (au tarif réglementé de l'électricité EDF 2023 0,2062€/kWh) DELTube fluorescentT5-HE ( 0.849m) lampefluocompacte. Halogène. incandescence.Philipsultraefficient(2023)EcoSmartclear(2018).V-TAC(2018).Philips(2017).Cree(2019).Coût unitaire7.19 3.291.792.543.936.441.541.170.41Watts46.598.59.521144360lumens8408008068008152100775.750860lumens/watt100température de couleur (kelvin)300027002700270027002700270029202700Indice de rendu de couleur808080+80859082100100Durée de vie (heures)5000015000200001000025000250001000010001000Durée de vie (années) 11.5Coût énergétique sur 20 ans Coût d'une ampoule sur 20 ans Coût total sur 20 ans $ $ $ $ $ $ $ $Comparaison basée sur une utilisation moyenne de 6 h/jour (43800 h sur 20 ans)

Notes et références Notes

Références

Annexes

Articles connexes Diode électroluminescente Lampe électrique

Liens externes

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Bibliographie . .

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