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LES LED EN QUÊTE DE STANDARD

Ridha Loukil

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Le projet de recherche Citadel, lancé à l'initiative du CSTB, pourrait permettre de lancer en 2012 une première norme dédiée aux LED d'intérieur.

Après l'illumination de monuments historiques et d'ouvrages d'art, la décoration architecturale et les lampadaires publics, les diodes électroluminescentes (LED en anglais pour Light-emitting diode) s'attaquent à l'éclairage intérieur des bâtiments. Les premiers produits destinés au tertiaire et au résidentiel sont commercialisés non seulement par des ténors de l'éclairage traditionnel tels que Philips, Osram, General Electric, Toshiba et Panasonic mais aussi par une armée d'acteurs pour la plupart d'origine asiatique et totalement inconnus jusqu'ici, comme Xanlite ou Pikaline.

C'est dans ce contexte que le projet de recherche Citadel vient de voir le jour en France. Lancé par le Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB) en partenariat avec Philips Lighting, le CEA-Léti, le Laboratoire national des essais (LNE), l'École nationale des travaux publics d'État (ENTPE) et le laboratoire Laplace, commun à l'université de Toulouse et au CNRS, il entend mettre un peu d'ordre dans ce joyeux chaos. Son objectif est simple : mettre au point des protocoles complets de mesure, d'évaluation et de caractérisation de ces nouvelles sources de lumière. Le but ultime des six partenaires est de développer une sorte de standard pour certifier les produits avant leur commercialisation.

Aboutir à une norme pour guider les fabricants

L'enjeu est de taille. Perçu comme un eldorado, le marché de l'éclairage à LED (1,4 milliard de dollars en 2012 dans le monde selon l'estimation de Databeans) attire une foule de fournisseurs. Rendement lumineux potentiellement élevé, durée de vie très longue, absence de mercure, fonctionnement à faible courant continu, robustesse, possibilité infinie de variation de couleurs, contrôle électronique intelligent, flexibilité... les avantages de cette technologie - considérée comme la voie d'avenir - sont multiples par rapport aux systèmes actuels d'éclairage à incandescence ou à fluorescence (lire tableau). Mais le développement d'applications d'éclairage général se heurte à des problèmes techniques encore mal élucidés. En effet, l'intégration dans le bâtiment pose des contraintes spécifiques qui affectent grandement le confort visuel perçu par les usagers. Le maintien des performances dans le temps, la durabilité ou la maîtrise du coût global posent également problème. Sans compter que les luminaires doivent se conformer aux normes et aux réglementations propres au secteur du bâtiment.

« Les performances affichées sont rarement au rendez-vous, constate Christophe Martinsons, chef du pôle éclairage, électricité et électromagnétisme au CSTB. Pire : certains produits sont même dangereux. Ils présentent un sérieux risque d'éblouissement à cause d'un dispositif optique inopérant, voire inexistant. » Normal, aucune norme nationale, européenne ou internationale ne régit aujourd'hui les performances et la sécurité optique des LED. Les seuls textes disponibles à ce jour touchent à la sécurité électrique et à la compatibilité électromagnétique dans le cadre du marquage CE. C'est ce manque qu'entend combler Citadel. L'objectif ultime du projet est donc d'aboutir à une norme afin de guider les fabricants, d'écrémer le marché et d'éliminer les produits à la qualité douteuse ou dangereux.

Le projet va au-delà de la qualification des produits

Labellisé par le pôle de compétitivité Tenerrdis sur les nouvelles technologies d'énergie, le projet Citadel vise à aider les industriels en leur fournissant les données cruciales à une intégration adaptée au bâtiment. D'une durée de trois ans, il bénéficie d'un budget de 1,5 million d'euros, dont près de la moitié financée par l'Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie (l'Ademe). Il s'inscrit également dans le cadre du pôle innovation du "Cluster Lumière" créé à Lyon en 2008 par la chambre de commerce et d'industrie de Lyon, Philips, le Comptoir lyonnais de l'électricité, l'ENTPE et CDO dans le but de fédérer les forces régionales dans l'éclairage tant sur le plan industriel qu'en matière de recherche.

Citadel pourra aussi s'inspirer de l'expérience américaine. Les États-Unis ont en effet joué un rôle pionnier dans ce domaine. Le projet Caliper, initié par le département à l'énergie en octobre 2006, aborde maintenant le stade de qualification des produits en termes de flux lumineux, de température de couleur, d'indice de rendu de couleur, d'angle de vision, de consommation électrique, d'efficacité lumineuse et de facteur de puissance.

Citadel reprendra ces travaux mais veut aller plus loin en étendant son champ d'application à la durabilité, au coût total de possession et à l'impact environnemental des LED sur l'ensemble du cycle de vie des produits. Un vaste chantier qui ne devrait pas aboutir avant 2011.

l'impact

Favoriser le décollage du marché en éliminant les produits dangereux ou de qualité douteuse Aider les industriels de l'éclairage à optimiser les produits aux conditions réelles d'emploi Créer un référentiel de comparaison entre les différents produits du marché Inspirer une norme à l'échelle européenne

La durée de vie

Le travail vise à déterminer une méthode de calcul réaliste qui tienne compte des conditions d'intégration dans le bâtiment et du phénomène réel de vieillissement. Car les LED affichent une extrême sensibilité à la température. Une montée de quelques degrés divise la durée de vie de moitié.

La qualité de la lumière

L'indice de rendu des couleurs, utilisé pour évaluer la qualité de lumière des lampes traditionnelles, est inapplicable aux LED. Il faudra donc mettre au point un nouvel indicateur qui caractérise l'homogénéité de la lumière et le rendu des couleurs tels qu'ils sont perçus par l'utilisateur.

L'efficacité lumineuse

Elle représente le flux lumineux produit par watt consommé. L'objectif est de définir un protocole standard de mesure et de caractérisation en tenant compte des conditions réelles d'utilisation dans le bâtiment : intégration dans le faux plafond, alternance chaleur/froid, humidité/sécheresse...

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