Les clefs pour réaliser les bons choix

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1 Les clefs pour réaliser les bons choix Benjamin MONTEIL Responsable de LED-fr.net Ingénieur développement chez Sammode Membre actif de l AFE (Association Française de l Eclairage)

2 Mon parcours 2004 Vision «marché» et «techno» 2005 Vision mécanique 2007 Vision électronique 2008 Vision «luminaire» 2

3 Plan 1. Mon parcours 2. Contexte 1. Les différentes sources lumineuses 2. La migration de l éclairage vers le numérique 3. Luminaires à LEDs: les critères de performance 1. Qualité de la lumière 2. Normes et standards 3. Photométrie 4. Exemples de technologies 3

4 L éclairage : les deux voies [ZISSIS] Benjamin Monteil Lumiville Luminaires à LEDs: les clefs pour réaliser les bons choix 4

5 La luminescence [ZISSIS] 5

6 L incandescence [ZISSIS] 6

7 Les différentes familles de sources Génération de la lumière Incandescence Luminescence Lampes à incandescence (radiateur proche du corps noir) Lampes à décharge (Gaz) LEDs et OLEDs (Solide) Rayonnement et dégagement de chaleur par échauffement du filament Rayonnement électromagnétique suite à l excitation d atome de gaz Rayonnement électromagnétique suite à la recombinaison d un électron avec un trou Spectre continu Spectre de raies Spectre continu relativement «fin» 7

8 Tungstène - Halogène Fluorescence Halogénures métalliques LEDs (blanc froid, blanc chaud) 8

9 L éclairage en quelques chiffres 33 milliards de lampes fonctionnent par jour TWh Energie électrique consommée par an 19% de la production mondiale d électricité 12% France 9% Allemagne 21% USA 34% Tunisie 86% Tanzanie Services 48% Urbain 8% Industriel 16% 16 milliards de lampes nouvelles par an 25 milliards d Euros (CA industrie des lampes) CA en croissance constante depuis plus de 20 ans (Mils, RL-5, 2003) [ZISSIS] Résidentiel 28% millions de tonnes de CO 2 par an 80 tonnes de déchets contenant du Hg en France par an Nuisances Lumineuses 9

10 Efficacité au cours du temps 10

11 La loi de Haitz Loi de Haitz: les performances des LEDs augmentent tandis que les prix baissent 11

12 Plan 1. Mon parcours 2. Contexte 1. Les différentes sources lumineuses 2. La migration de l éclairage vers le numérique 3. Luminaires à LEDs: les clefs de l intégration 1. Qualité de la lumière 2. Normes et standards 3. Photométrie 4. Exemples de technologies 12

13 La migration vers le numérique 13

14 La collision de deux mondes «Il y a le monde du semi-conducteur et le monde de l'éclairage qui sont en pleine collision (...) On va attendre que tout cela explose» André-Jacques Auberton-Hervé, P-DG de SOITEC 14

15 Les acteurs du marché des LEDs 15

16 Comment faire les bons choix? Contexte : - Manque de repères (marché, technologique, ) - Méconnaissance des critères de comparaison - Méconnaissance des technologies existantes - Raisonner «luminaire» et non «LED» => Les décisionnaires sont perdus! 16

17 Plan 1. Mon parcours 2. Contexte 1. Les différentes sources lumineuses 2. La migration de l éclairage vers le numérique 3. Luminaires à LEDs: les critères de performance 1. Qualité de la lumière 2. Normes et standards 3. Photométrie 4. Exemples de technologies 17

18 L intégration LED «nue» Intégration 18

19 L intégration LED «nue» 19

20 Intégration dans un système 20

21 Maintenance des performances - Quantitatif: 21

22 Maintenance des performances - Quantitatif: 22

23 Fiabilité du système 23

24 Qualité du package Un luminaire s intègre dans un environnement parfois hostile: chaleur, empoussièrement, humidité, vibrations Mécanique: IK (solidité face aux chocs), IP (résistance aux liquides) Electronique: facteur de puissance, efficacité, résistance aux variations de tension et aux harmoniques Optique: rendement optique, photométrie 24

25 L impact de la thermique Chaleur => - Baisse du flux lumineux (efficacité lumineuse) - Baisse de la durée de vie, on atteint plus vite 70% du flux initial - Baisse de la durée de vie par dérive chromatique 25

26 L impact de la thermique 26

27 27

28 Efficacité et température 28

29 29

30 Qualité de lumière 6510K 5030K 4170K 3460K 2840K Une LED ne possède pas le spectre d une corps noir! Le blanc des LEDs se situe dans cette zone CIE 1931 Lumiville Luminaires à LEDs: les clefs pour Benjamin Monteil réaliser les bons choix 30

31 Qualité de lumière Indice de rendu des couleurs Bon IRC Mauvais IRC 31

32 Maintenance des performances Les caractéristiques de la lampe à LEDs ou du luminaire doivent être maintenues. - Qualitatif: la température de couleur doit être stable au cours du temps Benjamin Monteil Lumiville Luminaires Doc «à Cree LEDs: les Xlamp clefs pour XP réaliser Family les bons LED choix Reliability» 32

33 Maintenance des performances 33

34 Les teintes de blanc ANSI C78.377A 34

35 La teinte blanche des luminaires n est pas homogène sur toute la longueur 35

36 La teinte blanche des luminaires est pas homogène sur toute la longueur 36

37 37

38 Normes 38

39 Normes 39

40 Synthèse des normes 40

41 Synthèse des normes 41

42 42

43 La photométrie Actuellement il n y a pas de règles pour réaliser la photométrie d un luminaire à LEDs. 43

44 44

45 Proposition du CELMA 45

46 Pourquoi des standards? Pour comparer des luminaires à LEDs entre eux lors d une étude d éclairage Pour éviter les erreurs de calculs lors des simulations Pour être sur de satisfaire aux exigences en terme de consommation et de qualité de lumière Pour anticiper la maintenance de l installation 46

47 Pourquoi des standards? 47

48 Plan 1. Mon parcours 2. Contexte 1. Les différentes sources lumineuses 2. La migration de l éclairage vers le numérique 3. Luminaires à LEDs: les critères de performance 1. Qualité de la lumière 2. Normes et standards 3. Photométrie 4. Exemples de technologies 48

49 Qualité de lumière - Efficacité 49

50 Qualité de lumière - Efficacité 50

51 Qualité de lumière - Efficacité 51

52 Prix (lm/ ) au cours du temps 52

53 La lampe de substitution 53

54 Eclairage d accentuation Besoin: intensité dans l axe afin de faire de l accentuation Les LEDs sont très «intensives», donc elles ont répondu à ce besoin rapidement. 54

55 Eclairage général Besoin: flux lumineux comparable à une lampe incandescente > Comparaison en «lumen» 55

56 Eclairage général 56

57 Eclairage général Il sera bientôt nécessaire d indiquer : - Flux lumineux - Dépréciation du flux lumineux - L Indice de Rendu des Couleurs (IRC) - Nombre de cycles ON/OFF - Facteur de puissance - Une «vraie» équivalence 57

58 58

59 Comment faire les bons choix? Connaitre le marché Connaitre la technologie > Surtout l impact de la chaleur! Connaissance des critères de performance - Température de couleur - L Indice de Rendu des Couleurs - Consommation, facteur de puissance - Robustesse (IK) et étanchéité (IP) + Se tenir au courant des normes et des standards Esprit critique > Attention aux vendeurs de rêve 59

60 60

61 LED Engineering Development 61

62 Références et remerciements [Zissis] Georges Zissis Les slides possédant le logo «CELMA» ont été reprises de documents du CELMA (Syndicat européen des fabricants de luminaires). Les slides utilisant des données tierces en signalent l origine avec le logo ou le nom de la société. Merci aux sociétés: LED Engineering Development Seoul Semiconductor SAMMODE 62

63 Merci de votre attention! 63

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