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L'éclairage à semi-conducteurs avec diodes électroluminescentes, ou DEL, fournit cinq à dix fois plus d'éclairage par watt que les ampoules à incandescence, voire plus. Les LED ont une durée de vie utile de plusieurs dizaines de milliers d’heures, au lieu des milliers d’heures offertes par les ampoules à incandescence. Et les LED offrent un contrôle précis du flux lumineux, contrairement aux ampoules à incandescence, qui diffusent leur lumière dans toutes les directions.
Toutes ces caractéristiques se traduisent par des avantages de performances significatifs pour les LED, mais cela ne signifie pas qu’elles sont sans problèmes. Ils peuvent avoir des problèmes de couleur, la sortie peut se dégrader avec le temps et les LED doivent être refroidies. Une défaillance de l’un des composants de la LED peut entraîner l’échec de la totalité de la LED. L’industrie, les gouvernements et les universités se sont penchés sur ces problèmes, entraînant une croissance explosive de la disponibilité des LED pour l’éclairage général.
Couleur
Le caractère et la couleur de la lumière qui sort de votre ampoule à incandescence dépendent de la température du minuscule filament à l’intérieur. Même si un filament est construit différemment d'un autre, il sera toujours chauffé à peu près à la même température et émettra à peu près la même couleur. Pas si avec les LED.
Les LED sont construites comme des puces d'ordinateur, avec des couches de matériaux semi-conducteurs déposées avec précision. De petits changements dans l'épaisseur des couches peuvent changer la couleur de la lumière des LED. De plus, la plupart des LED à lumière blanche ont une autre couche appelée phosphore. De minuscules changements dans le phosphore conduiront également à des changements de couleur pouvant donner à une LED blanche une apparence bleuâtre, tandis qu'une autre paraît rougeâtre et une autre jaunâtre.
Lumen Maintenance
Chaque source de lumière se dégrade avec le temps. Même vos ampoules à incandescence changeront de couleur et s'atténueront à mesure qu'elles vieilliront, mais elles se briseront complètement avant que ces effets ne deviennent trop perceptibles. Les DEL faiblissent et changent de couleur à mesure qu’elles vieillissent. Au cours de leur vie, l'exposition à la chaleur et à la lumière entraîne des modifications physiques et chimiques des LED et des luminophores qui modifient l'éclairage. Comme les LED durent 25 à 50 fois plus longtemps que les lampes à incandescence, ces effets deviennent apparents.
Refroidissement
Les LED sont beaucoup plus efficaces que les ampoules à incandescence. Les ampoules à incandescence éclairent de 5% à 10% de leur électricité, tandis que les DEL convertissent environ la moitié de leur électricité en lumière. Le reste de cette énergie - la partie perdue - passe en chaleur. Les ampoules à incandescence suppriment cette chaleur en émettant un rayonnement infrarouge invisible, ce qui explique pourquoi votre main est chaude devant une ampoule à incandescence. Les LED n'émettent pas beaucoup de rayonnement infrarouge.
Les LED produisent toujours de la chaleur, il faut donc la retirer par une autre méthode. Les DEL doivent être connectées à des dissipateurs de chaleur pour écarter l'énergie calorifique des DEL. Les dissipateurs de chaleur doivent ensuite être conçus pour éliminer cette chaleur d'une manière ou d'une autre. Si les DEL ne sont pas refroidies, elles se dégradent très rapidement, puis échouent complètement.
Intégration de plusieurs composants
Lorsque vous achetez une lampe à incandescence, vous pouvez la brancher sur une lampe de bureau, une applique murale ou un plafonnier encastré. Elle fonctionnera n’importe où. C'est une histoire différente pour les LED. Une source de lumière à LED se compose de beaucoup plus que la LED elle-même. Il contient également le dissipateur de chaleur et l'électronique de pilotage - un circuit qui convertit le 120 V de la prise en une tension continue utilisable par la LED. Pour qu'une LED fonctionne correctement, la LED elle-même, le phosphore, le dissipateur de chaleur et les composants électroniques doivent tous être exempts de panne. Si vous avez déjà vu un feu de circulation à diodes électroluminescentes avec une tache sombre au milieu, vous n’avez pas vu de diode défaillante; vous avez vu un module électronique à LED défaillant. Les LED pouvant durer des dizaines de milliers d'heures, les autres éléments de l'emballage doivent également être conçus avec ce type de durée de vie - un défi technique.
Traiter les problèmes
Au début des années 2000, tous ces problèmes - et quelques autres - étaient des problèmes techniques pour l’éclairage à LED. La coordination des travaux des entreprises, des universités et des gouvernements a considérablement amélioré la situation. Il existe maintenant des ensembles de normes de conception et de test. Bien que les consommateurs ne souhaitent probablement pas se perdre dans les détails des procédures de test, ils peuvent simplement procéder en vérifiant que les produits LED achetés portent le label "Lighting Facts". Seuls les fabricants qui suivent les procédures de test sont autorisés à utiliser l'étiquette.