La technologie des LED
La technologie des LED
1. Une diode au silicium qui émet de la lumière
Les LEDs (Light Emitting Diode), ou DELs (Diodes Electro- Luminescentes), sont des diodes semi-conductrices qui émettent de la lumière lorsqu'elles sont soumises à une stimulation électrique : ce phénomène physique de transformation de l’énergie électrique par le semi-conducteur en rayonnement électro- magnétique visible est appelé électroluminescence. La diode est alimentée par du courant continu (CC) et requiert en général une alimentation séparée, appelé driver de LEDs. Le driver convertit la tension alternative (AC) du secteur en une tension optimale pour les LEDs. Une diode comporte deux zones différentes : une zone contenant un surplus d'électrons (conduction N) et une zone contenant un déficit d'électrons (conduction P). C'est à la limite entre ces deux zones, appelée jonction P-N ou couche d'appauvrissement, que se produit le phénomène. Lorsqu’un courant continu est appliqué à la diode, le surplus et le déficit s'équilibrent, ce qui crée la lumière. La quantité de lumière générée est à peu près proportionnelle à la quantité de courant qui traverse la diode. Afin d’obtenir un flux lumineux constant, le driver produit donc une alimentation à courant régulé (constant current).
Le composant LED est la combinaison de la diode LED, d’une embase pourvue de connection et d’une optique primaire. La technologie actuelle utilise des composants de surface, assemblés par des robots.
Historiquement, le phénomène de l’électroluminescence est découvert en 1907 par Henry Joseph Round. Mais il faut attendre les années 60 pour que la technologie des diodes prenne son essor. Les LEDs émettent une lumière monochromatique. Les premières diodes mises au point en 1961 (Robert Biard and Gary Pittman) émettent dans l’infra-rouge, puis les diodes rouges apparaissent en 1962 (Nick Holoniak Jr. et Sam Bevacqua) et sont vite vulgarisées dans les témoins de veille des appareils électroniques. Viennent ensuite les diodes de couleur jaune et verte. La diode bleue fait son apparition dans les années 70. La couleur de la lumière émise, c'est-à-dire la répartition spectrale, dépend des matériaux utilisés pour fabriquer les LEDs. Les LEDs « blanches » sont obtenues à partir des années 90. De façon générale, la lumière blanche est obtenue en ajoutant sur une LED bleue une couche de poudre luminescente à base de phosphore. La couche de phosphore transforme le rayonnement de couleur bleue en une lumière jaune et la conjonction des deux rayonnements donne l’impression d’une lumière blanche. La qualité de la lumière blanche dépend de la LED choisie et des propriétés du phosphore.
2. Comparaison avec les sources lumineuses classiques
La façon dont les LEDs produisent de la lumière est différente de celles des sources lumineuses classiques : pour ces dernières, la lumière est le résultat du réchauffement produit par un fil incandescent (ampoules à incandescence où la production de chaleur représente 95%) ou d’une décharge électrique à l’intérieur d’un gaz (tubes fluorescent, lampes à vapeur de Mercure ou de Sodium).
Les tubes fluorescents transforment les rayonnements ultraviolets émis par la ionisation du gaz de Mercure en lumière visible par la couche fluorescente qui est projetée sur la surface interne des tubes. Les LEDs en revanche n'émettent pas de rayonnements ultraviolets (UV) ou infrarouges (IR), ce qui est particulièrement adapté à l'éclairage d’intérieur en général et spécialement aux environnements sensibles, tels que les salles d'exposition d'œuvres d'art ou les surfaces commerciales des magasins alimentaires.
A la différence d'une source lumineuse classique, les LEDs s'allument directement au niveau maximal sans préchauffage ni starter et leur durée de vie n’est pas diminuée par des allumages et extinctions fréquents. De plus, le flux lumineux n’est pas influencé en cas de température ambiante basse jusqu’à -20°C, ce qui en fait le choix idéal pour éclairer les pièces réfrigérées ou l’éclairage en extérieur. Les LEDs ne contiennent pas non plus de composants mobiles ou fragiles. Correctement conçu, une lampe ou un luminaire LED est donc en mesure de fonctionner normalement dans un environnement avec des vibrations et peut supporter diverses contraintes mécaniques.
3. L’éclairage de demain
L’avènement des LEDs a transformé en profondeur le monde de l’éclairage.
Les progrès technologiques dans le domaine des LEDs sont spectaculaires. En seulement quelques années, l'efficacité énergétique a doublé et les coûts de production ont considérablement diminué. On peut estimer que les systèmes LEDs, qui atteignent aujourd'hui 110 lm/W, dépasseront d'ici 1 ou 2 ans plus de 160 lm/W, voire 180 lm/W pour les couleurs chaudes. Les coûts d’achat des composants principaux continueront de baisser proportionnellement à la hasse des voumes des vente, sans que l’on puisse cependant caluler cette baisse. Il est toutefois clair que l’augmentation de l'efficacité, la chute des prix et l'amélioration de la technologie contribueront à une croissance régulière de la demande de luminaires LEDs dans les environnements publics et privés. On peut raisonnablement s'attendre à ce que l'éclairage LED devienne dominant d'ici dix ans.
Un impact plus faible sur l’environnement
Les études d’analyses du cycle de vie ACV (Life Cycle Analysis LCA) qui étudient l’impact écologique d’un produit depuis sa production jusqu’à son recylclage montrent que les LEDs comparées à d’autres sources lumineuses représentent la plus petite empreinte écologique. Rappelons qu’elles ne contiennent pas de mercure, à la différence des tubes fluorescents. L’éclairage avec des solutions LEDs Solergie sont compatibles avec la nouvelle norme RoHS (Restriction of the use Of certain Hazardous Substances 2011/95/CE).
André Dubreuil
Directeur Général
Solergie (Qingdao) Renewable Energy co ltd
1. Une diode au silicium qui émet de la lumière
Les LEDs (Light Emitting Diode), ou DELs (Diodes Electro- Luminescentes), sont des diodes semi-conductrices qui émettent de la lumière lorsqu'elles sont soumises à une stimulation électrique : ce phénomène physique de transformation de l’énergie électrique par le semi-conducteur en rayonnement électro- magnétique visible est appelé électroluminescence. La diode est alimentée par du courant continu (CC) et requiert en général une alimentation séparée, appelé driver de LEDs. Le driver convertit la tension alternative (AC) du secteur en une tension optimale pour les LEDs. Une diode comporte deux zones différentes : une zone contenant un surplus d'électrons (conduction N) et une zone contenant un déficit d'électrons (conduction P). C'est à la limite entre ces deux zones, appelée jonction P-N ou couche d'appauvrissement, que se produit le phénomène. Lorsqu’un courant continu est appliqué à la diode, le surplus et le déficit s'équilibrent, ce qui crée la lumière. La quantité de lumière générée est à peu près proportionnelle à la quantité de courant qui traverse la diode. Afin d’obtenir un flux lumineux constant, le driver produit donc une alimentation à courant régulé (constant current).
Le composant LED est la combinaison de la diode LED, d’une embase pourvue de connection et d’une optique primaire. La technologie actuelle utilise des composants de surface, assemblés par des robots.
Historiquement, le phénomène de l’électroluminescence est découvert en 1907 par Henry Joseph Round. Mais il faut attendre les années 60 pour que la technologie des diodes prenne son essor. Les LEDs émettent une lumière monochromatique. Les premières diodes mises au point en 1961 (Robert Biard and Gary Pittman) émettent dans l’infra-rouge, puis les diodes rouges apparaissent en 1962 (Nick Holoniak Jr. et Sam Bevacqua) et sont vite vulgarisées dans les témoins de veille des appareils électroniques. Viennent ensuite les diodes de couleur jaune et verte. La diode bleue fait son apparition dans les années 70. La couleur de la lumière émise, c'est-à-dire la répartition spectrale, dépend des matériaux utilisés pour fabriquer les LEDs. Les LEDs « blanches » sont obtenues à partir des années 90. De façon générale, la lumière blanche est obtenue en ajoutant sur une LED bleue une couche de poudre luminescente à base de phosphore. La couche de phosphore transforme le rayonnement de couleur bleue en une lumière jaune et la conjonction des deux rayonnements donne l’impression d’une lumière blanche. La qualité de la lumière blanche dépend de la LED choisie et des propriétés du phosphore.
2. Comparaison avec les sources lumineuses classiques
La façon dont les LEDs produisent de la lumière est différente de celles des sources lumineuses classiques : pour ces dernières, la lumière est le résultat du réchauffement produit par un fil incandescent (ampoules à incandescence où la production de chaleur représente 95%) ou d’une décharge électrique à l’intérieur d’un gaz (tubes fluorescent, lampes à vapeur de Mercure ou de Sodium).
Les tubes fluorescents transforment les rayonnements ultraviolets émis par la ionisation du gaz de Mercure en lumière visible par la couche fluorescente qui est projetée sur la surface interne des tubes. Les LEDs en revanche n'émettent pas de rayonnements ultraviolets (UV) ou infrarouges (IR), ce qui est particulièrement adapté à l'éclairage d’intérieur en général et spécialement aux environnements sensibles, tels que les salles d'exposition d'œuvres d'art ou les surfaces commerciales des magasins alimentaires.
A la différence d'une source lumineuse classique, les LEDs s'allument directement au niveau maximal sans préchauffage ni starter et leur durée de vie n’est pas diminuée par des allumages et extinctions fréquents. De plus, le flux lumineux n’est pas influencé en cas de température ambiante basse jusqu’à -20°C, ce qui en fait le choix idéal pour éclairer les pièces réfrigérées ou l’éclairage en extérieur. Les LEDs ne contiennent pas non plus de composants mobiles ou fragiles. Correctement conçu, une lampe ou un luminaire LED est donc en mesure de fonctionner normalement dans un environnement avec des vibrations et peut supporter diverses contraintes mécaniques.
3. L’éclairage de demain
L’avènement des LEDs a transformé en profondeur le monde de l’éclairage.
Les progrès technologiques dans le domaine des LEDs sont spectaculaires. En seulement quelques années, l'efficacité énergétique a doublé et les coûts de production ont considérablement diminué. On peut estimer que les systèmes LEDs, qui atteignent aujourd'hui 110 lm/W, dépasseront d'ici 1 ou 2 ans plus de 160 lm/W, voire 180 lm/W pour les couleurs chaudes. Les coûts d’achat des composants principaux continueront de baisser proportionnellement à la hasse des voumes des vente, sans que l’on puisse cependant caluler cette baisse. Il est toutefois clair que l’augmentation de l'efficacité, la chute des prix et l'amélioration de la technologie contribueront à une croissance régulière de la demande de luminaires LEDs dans les environnements publics et privés. On peut raisonnablement s'attendre à ce que l'éclairage LED devienne dominant d'ici dix ans.
Un impact plus faible sur l’environnement
Les études d’analyses du cycle de vie ACV (Life Cycle Analysis LCA) qui étudient l’impact écologique d’un produit depuis sa production jusqu’à son recylclage montrent que les LEDs comparées à d’autres sources lumineuses représentent la plus petite empreinte écologique. Rappelons qu’elles ne contiennent pas de mercure, à la différence des tubes fluorescents. L’éclairage avec des solutions LEDs Solergie sont compatibles avec la nouvelle norme RoHS (Restriction of the use Of certain Hazardous Substances 2011/95/CE).
André Dubreuil
Directeur Général
Solergie (Qingdao) Renewable Energy co ltd
Produits
Contactez-nous
SOLERGIE (QINGDAO) RENEWABLE ENERGY CO.,LTD
Tel:0086-532-55578591
Fax:0086-532-55578590
Site web:http://www.solergie.net
Mail: info@solergie.net
SAV FRANCE
SARL ATHANOR ESPACE ENERGIE
57 bd Victor Hugo
44600 SAINT - NAZAIRE
Bureaux Commerciaux:
DIGITAL TECHNOLOGY CENTER B-812 No.63 HAIER LU LAOSHAN 266071 QINGDAO CHINA
Jinhuanghai road, Dajinjia, Daxinzhen, JIMO city, 266 229 Qingdao,CHINA
Tel:0086-532-55578591
Fax:0086-532-55578590
Site web:http://www.solergie.net
Mail: info@solergie.net
SAV FRANCE
SARL ATHANOR ESPACE ENERGIE
57 bd Victor Hugo
44600 SAINT - NAZAIRE
FRANCE
SHOW-ROOM
4 Quai Rielle
44490 LE CROISIC
FRANCE