Comment les lumières LED vont changer le monde avec la disparition progressive des ampoules à incandescence

Classé sous :

L’héritier de l’ampoule à incandescence ne fait que débuter.

Après avoir régné pendant plus d'un siècle, l'ampoule à incandescence, autrefois puissante, a été contrainte d'abandonner son trône de douille au début du mois.

Le coup d’État, préparé depuis plus de 16 ans, a eu lieu le 1er août, lorsque l’administration Biden a finalement mis en œuvre une règle longtemps retardée en vertu de la loi de 2007 sur l’indépendance et la sécurité énergétiques. La règle interdit effectivement la vente de la plupart (mais pas de tous) les types d’ampoules à incandescence, le design classique en forme de montgolfière qui a illuminé une grande partie de la planète depuis l’époque de Thomas Edison.

Le nouveau monarque est la diode électroluminescente, ou LED, et elle est sur le point d'exercer un règne durable. Au cours de la dernière décennie, des scientifiques, des ingénieurs, des concepteurs et des décideurs politiques ont préparé la LED à régner, l’amenant à faire tout ce qu’une ampoule à incandescence pouvait faire, mais avec une fraction de l’énergie nécessaire. Une ampoule LED fournit la même quantité de lumière qu’une ampoule à incandescence tout en utilisant 90 % moins d’électricité et en durant 25 fois plus longtemps. Le prix Nobel de physique 2014 a été décerné aux scientifiques qui ont inventé la LED bleue.

« Il s'agit absolument d'une révolution au niveau d'Edison dans la technologie d'éclairage », a déclaré Morgan Pattison, président de Solid State Lighting Services et conseiller auprès du programme de recherche sur l'éclairage du département américain de l'Énergie.

Au-delà de l’imitation de son prédécesseur, la technologie LED apporte une toute nouvelle suite de capacités et pourrait nous permettre de repenser toute notre relation avec la lumière. Les LED sont intrinsèquement dimmables. Ils peuvent s’intégrer directement aux surfaces, transformant les murs et les plafonds en sources lumineuses. Leur consommation d’énergie peut également encore diminuer.

Mais l’une des caractéristiques les plus importantes de la LED est sa capacité à régler la lumière et la couleur. Optimiser l’ombre et la portée de la lumière plutôt que l’éclairage général pourrait améliorer la sécurité, la productivité, le confort et la santé. Nous commençons seulement à saisir les possibilités.

« L'éclairage LED a dépassé notre compréhension de la manière d'utiliser l'éclairage en général », a déclaré Pattison. "Au lieu de simplement éclairer un lieu, nous pouvons être plus précis dans la diffusion de la lumière."

Ce contrôle accru de l’éclairage pourrait s’avérer être le plus grand impact pratique des LED. Non seulement ils fournissent plus de lumière, de meilleure qualité et à moindre coût énergétique, mais ils peuvent également aider à restaurer le crépuscule et l’obscurité perdus dans notre monde suréclairé.

Pourquoi était-il si difficile de changer une ampoule ? La lampe à incandescence avait plusieurs avantages : elle était simple et bon marché. Il fonctionne en faisant passer un courant électrique à travers un filament dans une ampoule à vide, ce qui fait chauffer et briller le filament.

La LED, inventée par Nick Holonyak Jr. en 1962, est un peu plus compliquée. Il s'allume lorsqu'un courant électrique traverse une diode semi-conductrice. Une diode est essentiellement un clapet anti-retour ou une voie unidirectionnelle pour un courant électrique. Une diode électroluminescente utilise un matériau semi-conducteur spécialisé qui émet de la lumière lorsque les électrons le traversent.

Ces matériaux spécialisés augmentaient le coût des premières LED et limitaient leurs performances par rapport aux lampes à incandescence. Les LED ne produisent pas non plus de lumière blanche à elles seules. Une LED blanche nécessite un mélange de plusieurs couleurs de LED différentes ou nécessite un matériau appelé phosphore qui absorbe la lumière à une longueur d'onde et l'émet à une autre. Les LED ont souvent besoin d'un pilote, un dispositif qui convertit le courant alternatif haute tension provenant d'une prise murale en courant continu à une tension plus faible et plus utilisable.

Cependant, comme les LED produisent de la lumière sans produire beaucoup de chaleur, elles présentent un avantage inhérent par rapport aux lampes à incandescence. Seulement environ 10 pour cent de l’électricité utilisée dans les ampoules à incandescence est convertie en lumière. Le reste est gaspillé sous forme de chaleur.

Au fil des décennies, les ingénieurs ont réduit l'écart de coût et de performance entre les deux lampes, et les LED ont réduit la consommation d'énergie partout où elles ont été utilisées pour remplacer les lampes conventionnelles. En 2005, un immeuble commercial consacrerait environ 40 pour cent de son électricité à l’éclairage. "Il est désormais en baisse entre 6 et 8 pour cent", a déclaré Mark Lien, président d'Augmented Illumination et consultant auprès de l'Illuminating Engineering Society.