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Choisir ses ampoulesOn a tous constaté que les rayons ampoules de nos supermarchés se sont enrichis de nouveaux produits. Devant ce large choix il est difficile de ne pas s''y perdre! Pourtant chaque technologie à ses avantages et ses inconvénients, sans parler du prix qui évolue sur une très large gamme.

Cet article à pour but de présenter brièvement les différentes technologies disponibles, leurs points forts et points faibles afin de clarifier les choses et proposer un outil  comparatif simple pour faire son choix.

Si vous souhaitez passer directement aux conclusions, lisez le dernier paragraphe "A retenir".

 

Quelques chiffres

En Europe l'éclairage représente 10% à 20% de la consommation électrique des ménages. En Suisse une estimation grossière prévoit une économie de environ 400 mioKWh par an générée par le remplacement des anciennes ampoules à incandescence par des modèles plus économes en énergie.

Puissance consommée et intensité lumineuse

Historiquement l'intensité lumineuse d'une ampoule était caractérisée par la puissance électrique consommée par une ampoule à incandescence standard (typiquement on se référait à des ampoules de 40W, 60W, 100W, etc).

Les nouvelles technologies proposent des lampes qui fournissent la même intensité lumineuse tout en consommant beaucoup moins d'énergie. Pour décrire précisément l'intensité lumineuse il faut donc utiliser une unité qui n'est pas liée à la puissance électrique consommée par la lampe, mais bien à la mesure de la lumière rayonnée. Cette unité c'est le lumen [lm] , pour la définition voyez l'encadré ci-dessous.

Le Lumen

Le lumen quantifie la quantité de lumière perçue par un être humain « moyen » en présence d'une source de rayonnement électromagnétique. Il s'agit d'une unité subjective dépendant de l'être humain. En particulier, l'œil humain percevra subjectivement une plus grande sensation lumineuse pour des longueurs d'ondes proches de 555 nm que pour des longueurs d'onde proches de 450 nm ou 650 nm. La perception sera même nulle ou quasi nulle pour des longueurs d'ondes inférieures à 380 nm ou supérieures à 780 nm.

On peut calculer un flux lumineux en lumens connaissant l'intensité de lumière en watts par stéradian pour chaque longueur d'onde. On utilise pour cela un tableau d'efficacité lumineuse pour pondérer l'intensité lumineuse et tenir compte de la perception subjective de l'œil humain.


Le tableau suivant établi la correspondance entre l'intensité lumineuse en lumen et la puissance d'une ampoule à incandescence standard

 Puissance consommée par une lampe à incandescence  Intensité lumineuse
 40 W  480 lm
 60 W  720 lm
 100 W  1200 lm

 

Pour facilité la transition entre la technologie à incandescence et les LED ou les lampes fluocompactes, les emballages indiquent généralement la puissance réellement consommée par la lampe et l'intensité lumineuse en lumen ainsi que l'équivalent  en ancienne puissance d'une lampe à incandescence qui produirait la même intensité lumineuse.

Couleur et température

Le spectre de couleur émis par les différents modèles de LED et fluocompactes  peut varier. Ainsi on décrit la composante principale par une "température" exprimée en Kelvin [K]. En dessous de 3000K il s'agit d'une couleur chaude, en dessus de 3000 K la couleur est dite froide.

 relation couleur-Kelvin

Tableau comparatif

 LED

 Halogènes

LED bulbeLED spot 

Ampoule Halogène 

 Technolgie

Une LED est une diode électroluminescente (Light Emitting Diod).

Un matériau semi-conducteur traversé par un courant électrique émet un rayonnement monochromatique.  Dans le cas des LED de puissance, ce rayonnement a une couleur bleue. Un composé chimique luminophore convertit ensuite une partie de cette lumière en jaune : ainsi l'œil perçoit une lumière blanche.

Le mécanisme d'émission provient de la recombinaison d'un électron avec un trou dans un semi-conducteur, ce processus s'accompagne de l'émission d'un photon dont la longueur d'onde dépend de la différence des niveaux d'énergie de l'électron avant et après émission du photon.

Une lampe halogène est une ampoule à incandescence améliorée.

Le filament de tungstène est plongé dans un gaz halogène (iode ou brome par exemple) qui est enfermé sous haute pression dans une capsule de quartz (pour supporter les hautes températures).

La lumière est produite par l'échauffement du filament dont la sublimation (passage de tungstène de l'état solide à l'état gazeux) est modérée par le gaz halogène sous pression.

Avantages

Très basse consommation
Facilité de montage et d'arrangement géométrique
Résistance mécanique aux chocs et vibrations
Longue durée de vie
Allumage instantané

Excellent rendu des couleurs
Allumage instantané

Inconvénients

Les LED bleue (les plus puissantes) présentent un danger de lésion occulaire chez les enfants lorsqu'elles sont proche du visage.

Supporte mal les températures élevées

Des matériaux toxiques tels que l'arsenic entrent dans la fabrication des LED

 Consommation moyenne

Recyclage

Certains matériaux rares pourraient être récupérés.
Le verre peut être recyclé.

 Pas de problème majeur. Le verre peut être recyclé

Prix d'une ampoule

 10 à 50 CHF

 3 à 10 CHF

Longévité

 10'000 à 25'000 heures (10 à 25 ans)

 ~ 2'000 heures (2 ans)

Résistance aux nombreux allumages

 Excellente

 Bonne

Consommation

 Très basse, ~15 * 10-3 W / lumen

  Elevée, ~70 W / lumen

 Produits en vente

 Ampoules LED

 Ampoules halogènes

 

Ampoules à incandescence

Fluocompactes

Ampoule à incandescence

Fluocompacte droite

Fluocompacte spirale

Technolgie

Un mince filament de tungstène est placé dans un bulbe de verre vidé de son oxygène. Le volume intérieur est soit laissé sous vide soit rempli avec un autre gaz comme l'argon ou le krypton.

Le filament est parcouru par un courant; il en résulte un échauffement du filament (effet joule) qui devient incandescent et rayonne une lumière de couleur blanche à jaune.

Afin d’augmenter la longueur du filament et donc la quantité de lumière visible produite, ce dernier est enroulé en hélice.

Une décharge électrique à l'intérieur du tube permet d'exciter des atomes de mercure qui émettent alors des rayons ultraviolets. Ces rayons sont convertis en lumière visible lorsqu'ils traversent une poudre fluorescente tapissant les parois du tube.

Avantages

Lumière chaude, enclenchement immédiat

Basse consommation

Inconvénients

Consommation élevée

L'enclenchement peut être lent, l'intensité lumineuse est optimale après quelques minutes seulement.

Risque sanitaire du mercure en cas de casse. Recyclage indispensable.

Certaines personnes sont sensibles à leur champ magnétique lorsque ces ampoules sont employées dans une lampe de bureau/chevet.

Recyclage

Pas de problème majeur. Le verre peut être recyclé.

Indispensable pour récupérer le mercure

Prix d'une ampoule

1 à 2 CHF

5 à 30 CHF

Longévité

~ 1'000 heures (une année)

5'000 à 10'000 heures (5 à 10 ans)

Résistance aux nombreux allumages

Bonne

Mauvaise (réduction de la durée de vie)

Consommation

Très élevée, ~ 80 * 10-3 W / lumen

Basse, ~ 20 * 10-3 W / lumen

Produits en vente

 

Ampoules fluocompactes

 

A retenir

Bannir les ampoules à incandescence standards.

De manière générale privilégiez les LED, leur  bilan écologique est bien supérieur. Malgré leur prix d'achat élevé, à moyen et long terme leur utilisation est économiquement rentable.

Ne pas utiliser de LED bleue dans un luminaire placé proche du visage (bureau, chevet,...) à cause du danger de lésion oculaire. Une LED à couleur "chaude" fera très bien l'affaire.

Ne pas utiliser d'ampoules fluocompactes dans des endroits froids, ou pour des utilisations qui impliquent de nombreux allumages.

Recycler les LEDs et ampoules fluocompactes