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Pourquoi l’éclairage à LED est-il la solution miracle des sites à risques ?

28 Août 2012

L’éclairage représente environ 20% de la consommation énergétique mondiale. C’est pourquoi il est urgent de réfléchir à de nouvelles solutions plus écologiques pour la planète. Les industriels commencent à en prendre conscience et une technologie semble réunir toutes les conditions nécessaires, notamment en zone à risques du type ATEX : l’éclairage à LED.

Etudions les différentes alternatives avant de tirer des conclusions. Quels sont les différents types d’éclairage qui s’offrent aujourd’hui aux industriels ?

Les lampes à vapeur de sodium sous haute pression (SHP)

L’industrie les a adoptées pour leur grande efficacité (60-120 lumens/watt). Cependant, leur défaut est la couleur orange de leur éclairage. Or, depuis les années 1940, la qualité d’un éclairage est évaluée en fonction d’un indice de rendu des couleurs (IRC) par rapport à la lumière naturelle. Les lampes SHP ont un IRC d’environ 30 sur une échelle allant de 1 à 100, bien en-dessous des autres types d’éclairage. Dans les environnements dangereux, cette couleur orange empêche d’identifier rapidement et facilement la couleur de fils électriques, de liquides, de fumées ou d’objets en tous genres.

Les lampes à vapeur de sodium sous basse pression (SBP)

Les lampes SBP ne restituent pas non plus de lumière blanche mais elles sont tout de même parfois utilisées pour l’éclairage. Leur efficacité est très élevée (jusqu’à 200 lumens/watt) mais elles ont le pire rendu de couleurs avec un IRC égal à 5, ce qui est dangereux pour les sites à risques dans lesquels il faut bien distinguer les couleurs pour agir rapidement et efficacement.

Les lampes à vapeur de Mercure

Moins efficaces (50 lumens/watt), elles ont également un rendu de couleur faible à hauteur de 50. Elles sont aujourd’hui démodées car leur durée de vie n’est pas très élevée et elles nuisent à l’environnement.

Les lampes aux halogénures métalliques

Elles sont utilisées pour leur couleur proche de celle de la lumière naturelle (IRC = 85-95) et leur faible coût. Par contre leur émissivité décroit rapidement dans le temps et elles contiennent du mercure, substance très dangereuse pour la santé et l'environnement.

Les tubes fluorescents

Couramment utilisés dans l’industrie pour leur grande efficacité (55-100 lumens/watt) et leur bon rendu des couleurs (IRC = 50-90), les tubes fluorescents ont le défaut de souvent tomber en panne en fin de vie. Ils contiennent également du mercure. De par la taille de la source lumineuse (en raison de l'utilisation de phosphore), il est difficile de maîtriser la distribution optique et peut donc conduire à une mauvaise utilisation de la lumière.

Les lampes fluo-compactes

Fonctionnant comme un tube fluorescent dont le tube est replié pour être plus compact, les lampes fluo-compactes possèdent un bon IRC (50-90) mais une efficacité d’éclairage médiocre (50-75 lumens/watt). Elles contiennent également du mercure et posent également le problème de la maîtrise de l’utilisation de la lumière.

Les lampes à incandescence

Elles ont le meilleur IRC, pouvant atteindre les 100, mais la plus faible efficacité lumineuse avec 5-25 lumens.

Les lampes à induction

Elles fonctionnent comme les tubes fluorescents mais ne possèdent pas d’électrode, ce qui leur permet une durée de vie plus longue (au-delà de 100 000 heures). Leur IRC (50-90) et leur efficacité lumineuse (60-90 lumens/watt) sont bons. Comme pour les tubes fluorescents, se pose le problème de la maîtrise de l’utilisation de la lumière.

Les lampes à plasma

Les lampes à plasma utilisent la plus récente technologie de source lumineuse. Elles n’ont pas d’électrode et affichent une longue durée de vie (plus de 100 000 heures), un bon IRC (50-90) et une bonne efficacité lumineuse (60-90 lumens/watt).

L’éclairage à LED

Les LED sont des sources de lumière couvrant l’ensemble du spectre des couleurs. Elles ont un bon IRC (70-85) et la plus grande efficacité des sources de lumière blanche (jusqu’à 160 lumens/watt). Les LED illuminent dans une direction hémisphérique et non totalement sphérique, ce qui rend plus efficace son spectre lumineux. Pour finir, les LED durent plus de 100 000 heures.

Voici un tableau récapitulatif :

Type de lampeIRCLumens/wattDurée de vie(x 1000 heures)
SHP3060-12010-24
SBP520010-24
Vapeur de mercure505010
Halogénures métallique70-9560-1006-20
Fluorescentes60-9040-1006-45
Fluo-compactes60-9050-756-15
Incandescence5-251001
Induction50-9060-90100
Plasma50-9060-90100
LED70-90Jusqu’à 150100+

Non seulement les éclairages à LED remplissent les meilleures critères de rendu de couleur, d’efficacité et de durée de vie, mais en plus, contrairement à d’autres sources comme les tubes fluorescents, leur émissivité est accrue en environnements froids. Par exemple, un tube fluorescent de 36 watts peut donner un flux lumineux de 3200 lumens. A -20°C, il n’éclaire plus qu’à 160 lumens. Même les tubes fluorescents spécialement conçus pour de basses températures n’excèdent pas les 480 lumens alors qu’un éclairage à LED qui éclaire à 3200 lumens, éclairera à 3456 lumens dans un environnement froid.

Les lampes SHP sont souvent recommandées pour les environnements froids mais les industriels doivent savoir qu’avant de les installer à basse température, il faut d’abord les allumer en environnement plus chaud, puis les laisser allumées 24H/24 afin d’éviter de devoir les rallumer à des températures très faibles. Ce qui est contraignant et impose de consommer de l’électricité en plus.

Les concepteurs d’éclairages à LED, eux, doivent prendre en compte plusieurs facteurs pour optimiser la durée de vie et l’efficacité de leurs produits : savoir que du givre peut se former sur l’éclairage à LED qui chauffe moins qu’un éclairage traditionnel, ce qui alourdirait le dispositif et diminuerait la luminosité, avec les couches formées sur la source de lumière. Il faut penser à tout pour que l’éclairage à LED fonctionne au maximum de ses capacités.

Toutefois, l’éclairage à LED chauffant moins qu’un éclairage traditionnel, des économies d’énergie seront aussi réalisées sur l’installation frigorifique.

Basé sur l’électronique, l’éclairage à LED offre l’autre avantage de pouvoir faire varier l’intensité lumineuse pour s’adapter au plus juste à l’usage qui en est fait, sans déperdition. Couplé à des capteurs, l’éclairage à LED peut s’adapter et accroître ou diminuer sa luminosité en fonction de la présence de certains gaz, de certaines poussières ou en cas d’incendie. De plus, une gestion logicielle et centralisée est désormais possible.

En conclusion, l’éclairage à LED s’impose auprès des industriels comme une alternative durable aux éclairages passés. Résistant aux chocs et vibrations, il consomme moins d’électricité, s’avère plus efficace, surtout en environnements à risques, dure plus longtemps, et il ne contient pas de mercure ni d’autres produits dangereux.