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Les led : de plus en plus belles

Les LED (acronyme de Light Emitting Diode) ou diodes électroluminescentes font l’objet de développements considérables en tant que sources de lumière multi-usage. Leurs atouts : une faible consommation électrique et une longévité exceptionnelle.

Les led : de plus en plus belles

 

Los Angeles, Édimbourg, Paris et sa place de la Concorde, Marseille et son Vieux-Port… Les unes après les autres, les grandes villes s’équipent en LED pour s’éclairer ou pour relooker l’habillage lumineux d’espaces urbains. Autre signe que les LED ont le vent en poupe : en 2014, le prix Nobel de physique était attribué aux trois inventeurs des LED bleues, sans lesquelles il ne serait pas possible d’obtenir de la lumière blanche par ce type d’éclairage. Cet engouement pour les diodes électroluminescentes s’explique par leur faible consommation électrique. Or un quart de la consommation mondiale d’électricité est dévolu à l’éclairage. Le haut rendement des LED permet en outre de les associer facilement à des panneaux solaires. Dans son compte rendu, le Comité Nobel soulignait qu’elles ont pour vocation de permettre à tous, et même aux plus défavorisés sur la planète, d’accéder à l’éclairage. Les LED ou l’éclairage mondial du futur.

Après le rouge et le vert, du bleu... pour faire du blanc

Apparues dans les années 1960, les LED se parèrent d’abord de rouge, puis de vert. La mise au point de LED bleues s’avéra en revanche particulièrement difficile. Or, ces dernières sont requises pour produire de la lumière blanche puisque, comme nous l’avons vu, il faut du rouge, du vert et du bleu pour faire du blanc par synthèse additive. Après trente ans d’efforts, les LED bleues ont vu enfin le jour grâce à un semi-conducteur appelé nitrure de gallium et d’indium.

Pour produire de la lumière blanche, il suffit en principe d’associer trois LED rouge-vert-bleu. Toutefois, le rendu des couleurs n’est guère satisfaisant, et l’on préfère adopter une autre solution : associer une LED bleue à un luminophore recouvrant une cavité réfléchissante. Ce dernier est excité par la lumière bleue et émet dans un large domaine de longueur d’onde centré vers 550 nm (jaune-vert). Ainsi, les radiations lumineuses émises par le semi conducteur et par le luminophore couvrent l’ensemble du spectre visible, d’où la perception de lumière blanche. Pour l’éclairage intérieur, il faut veiller à ce que la proportion de lumière bleue ne soit pas trop importante – comme c’est le cas des LED blanches d’entrée de gamme –, car une lumière blanche riche en bleu, donc froide, est désagréable… et préjudiciable pour nos yeux ! En diminuant la proportion de lumière bleue au profit de la lumière jaune-vert, on se rapproche du blanc chaud des bonnes vieilles lampes à incandescence. Une technologie réservée aux LED haut de gamme.

Écran géant à LED. Un pixel est constituéde trois LED rouge vert- bleu produisant des lumières dont les intensités relatives sont contrôlées afi n de créer toutes les couleurs par synthèse additive.

De multiples avantages pour de multiples applications

La faible consommation électrique n’est pas le seul avantage des LED. Leur longévité est également un atout. Bien qu’elle soit théoriquement supérieure à 50 000 heures, les fabricants se contentent d’afficher 15 000 à 25 000 heures pour les lampes à LED destinées à l’éclairage domestique. C’est cependant notable, comparé aux 10 000 heures des lampes fluocompactes et aux 1 000 heures de la lampe classique à incandescence. Quant au rendement lumineux (rapport entre le flux lumineux émis et la puissance consommée), il peut atteindre 300 lumens par watt, au lieu de 70 pour les lampes et tubes fluos, et 17 pour les lampes à incandescence. En outre, l’allumage d’une LED est quasi instantané, contrairement aux lampes et tubes fl uos. Enfin, les LED sont de taille réduite (3-5 mm) et insensibles aux chocs et aux vibrations.

Tous ces avantages expliquent la multiplication des LED dans notre vie quotidienne : les affichages lumineux, les feux tricolores de circulation, les feux arrière de voitures, le rétro-éclairage des écrans LCD (à cristaux liquides), ou encore les écrans géants utilisent cette source de lumière ; de même que l’éclairage domestique et l’illumination d’ambiance, de magasin ou de monuments par exemple.

Arbres décorés avec des LED. La couleur de la lumière émise est intimementliée à la nature du semi-conducteur niché au coeur de la LED. Aujourd’hui, la parfaite maîtrise des processus de fabrication autorise toutes les audaces décoratives.

Les oled apportent de la souplesse

Si vous possédez un téléphone mobile haut de gamme, il y a de fortes chances qu’il soit à base. d’OLED (Organic Light Emitting Diodes). Qu’est-ce qui distingue une diode OLED d’une LED ? Les semi-conducteurs des LED classiques y sont remplacés par des composés organiques (c’est-à-dire essentiellement à base de carbone, d’hydrogène, d’oxygène et d’azote) aux propriétés semi-conductrices. La technologie OLED fournit des images lumineuses et permet de fabriquer des écrans souples. Elle est employée notamment pour les écrans des autoradios et des appareils photo numériques.

 

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Une belle histoire de la lumière et des couleurs

Ce post est issu de l'ouvrage écrit par Bernard Valeur "Une belle histoire de la lumière et des couleurs" publié par les Editions Flammarion.
Vous pouvez retrouver les articles de la série #Histoires de lumière, publiés par C-YourMag en partenariat avec Flammarion, à cette adresse.
Pour découvrir le livre, voici la présentation sur le site des Editions Flammarion