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Quand la LED dépasse l’éclairage

Publié le 13 octobre 2017

En moins d'une décennie, la LED a pris une place prépondérante sur le marché. Non contente de mettre en lumière, elle se prête au pilotage à distance et apporte régulièrement de nouvelles fonctionnalités sur le marché. Ses atouts de performance énergétique, de compacité et de durée de vie en font la source idéale pour les besoins résidentiels. Reste aux professionnels à changer quelques habitudes en termes de dimensionnement et de mise en œuvre.

L’Union européenne interdit depuis septembre 2012, la mise sur le marché des lampes à incandescence. Seules sont autorisées les lampes les plus performantes du point de vue énergétique : lampes halogènes de classe C ou D, lampes à LED de classe A++ ou A+ et lampes fluo-compactes (lampes basse consommation) de classe A.

Les lampes halogènes seront interdites à partir de 2018. Une véritable autoroute s'ouvre ainsi aux lampes LED, de plus en plus performantes. Elles pourraient constituer une majeure partie du parc d'éclairage en 2020. Il existe également une offre de tubes LED sur le marché, en concurrence avec les tubes fluorescents. Cependant, les luminaires équipés de tubes fluorescents de format T5 restent pour l'instant compétitifs en termes d'efficacité.

Un paysage totalement remanié

La croissance de l'éclairage LED provoque une transformation importante de l'industrie de l'éclairage. La LED est capable d'offrir une palette de plusieurs millions de couleurs et des effets dynamiques, de mise en scène et d'ambiance, qu'il n'était jusqu'alors même pas imaginable avec un éclairage conventionnel.

Grâce à leur compacité et à leur faible rayonnement thermique (côté éclairage), les LED peuvent être intégrées à peu près partout. Numériques, elles sont programmables, ce qui offre des possibilités illimitées pour un usage créatif et une gestion efficace.

Enfin, la durée de vie élevée et les économies d’énergie et d’entretien des LED offrent des solutions d’éclairage potentiellement efficientes.

Automatisation et maison connectée

Le composant électronique qu'est la LED offre de nouvelles possibilités. La lampe n'est plus seulement un actionneur. Elle tend à devenir un élément d'intelligence décentralisé.

L'asservissement traditionnel

La détection de mouvement et/ou de lumière du jour via des capteurs appropriés permet d'asservir l'éclairage automatiquement pour n'y recourir que lorsque le besoin est réel.

Dans le secteur résidentiel, cette fonctionnalité est utile pour les locaux de passage (couloir, caves, garage, allées extérieures) et plus particulièrement pour les locaux communs (couloirs, escaliers, parking, etc.).

Les modules LED acceptent très bien de nombreuses séries d'allumage et d'extinction. La RT2012 (articles 27 et 28 de l'arrêté du 26 octobre 2010) impose d'ailleurs ce type de gestion pour la plupart des parties communes des logements collectifs.

De plus, la technologie LED délivre quasi instantanément l'intensité lumineuse (à la différence des lampes fluocompactes).

Quant aux bâtiments existants, l'arrêté du 3 mai 2017 (articles 39 et 40) et l'arrêté du 13 juin 2008 conduisent également à la prise en compte de dispositions concernant l'éclairage.

©THEBEN

Avec le déploiement de la LED, les industriels donnent un nouvel élan au design des luminaires et à l'intégration de fonctions à présents devenues courantes telle la détection de présence.

Performance énergétique

C'est au travers de la RT 2000, puis plus largement dans la RT 2012, que la prise en compte de l'éclairage en tant que vecteur de performance énergétique a fait ses premiers pas.

A présent, le couple éclairage / économie d'énergie est sur les rails. Cette tendance s'appuie sur deux piliers : la technologie LED bénéficiant d'une offre large et les possibilités de pilotage locales ou à distance dans le cadre de la maison connectée.

Le besoin bioclimatique (Bbio) exprimant dans la RT 2012 les besoins en chauffage, en refroidissement et en éclairage, valorise l'éclairage naturel. De quoi réduire la consommation d'énergie primaire (Cep). Un paramètre loin d'être négligeable à l'échelle de la durée de vie du bâtiment. La RT 2018 appuiera sans nul doute les bienfaits d'une conception intelligente de l'éclairage artificiel ou naturel.

L’éclairage représente encore 10 % des consommations électriques d’un logement (hors chauffage et eau chaude). Et la recette n'est plus à démontrer : réduire la durée et/ou l'intensité d'allumage des lampes permet de réduire la facture énergétique.

Dans le cadre d'une installation domotique, l'usage de scénarios apporte une dimension supplémentaire, par exemple en garantissant d'éteindre l'ensemble des points lumineux en quittant le domicile, par le simple appui sur un bouton.

Cependant, du fait de sa faible consommation énergétique et de sa durée de vie élevée, la technologie LED peut induire un relâchement de la vigilance quant à limiter l'éclairage artificiel !

© PHILIPS ECLAIRAGE

Les modules LED (lampes) sont capables d'embarquer une électronique de pilotage à distance.

Sécurité

L'allumage automatique de l'éclairage, notamment lors des déplacements la nuit d'une pièce à l'autre ou dans un escalier, limite dans bien des cas les risques de chute. Il existe à ce titre des bandeaux de plinthe à allumage automatique permettant d'assurer le guidage nocturne.

Autre aspect de la sécurité : l'éclairage automatique à l'approche du domicile. C'est tout d'abord un confort pour l'occupant qui rentre chez lui de nuit. Il s'agit aussi d'un élément de "pré-alarme" à même de faire hésiter un intrus quant à pousser plus loin son incursion.

D'ailleurs, l'éclairage peut être couplé à une alarme anti-intrusion et à d'autres fonctions (volets roulants, capteurs infrarouges, sonorisation automatique). Autre élément dissuasif, un bouton unique disposé dans la chambre à coucher (selon un scénario) peut aussi, sur simple pression, allumer l'ensemble des points d'éclairage de la maison.

Confort et service

Ne plus avoir à allumer ou éteindre systématiquement des éclairages constitue aussi un aspect du confort au sein du logement.

Les modules LED (les lampes LED) se pilotent aussi à présent directement avec un smartphone. Il existe aussi des luminaires LED dotés de LED de différentes températures de couleur, capables notamment d'imiter la lumière naturelle de façon dynamique tout au long d'une journée.

Pour l'instant installés dans le secteur tertiaire à des postes de travail, ces luminaires montrent à quel point la technologie LED va sans aucun doute ouvrir la voie à de nouveaux services dans les années à venir.

Autre développement : la LED étant un composant électronique capable de moduler son éclairage à haute fréquence, il devient ainsi transmetteur de données (unidirectionnel) pour les appareils électroniques se trouvant dans la même pièce. Mais cela n'est pas sans abaisser l'efficacité globale de la source LED. Le concept Li-Fi complète cependant le Wi-Fi avec des débits de données beaucoup plus rapides.

© FEILO SYLVANIA

Les lampes LED se déclinent sous de nombreux facteurs de forme afin de répondre à la plupart des applications domestiques. Les fabricants, y intègrent de plus en plus de technologies de communication.

Quelques points de vigilance

Les modules LED et luminaires LED sont avant tout des composants électroniques, ce qui modifie totalement l'interaction avec leur environnement, comparativement aux sources d'éclairage jusqu'alors employées. Cela induit de nouvelles habitudes...

Précautions sanitaires sur certains types de LED

L’ANSES (Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail) a mis en garde, en octobre 2010, les consommateurs sur les risques sanitaires liés à la forte proportion de lumière bleue émise par les éclairages à LED de couleur blanc froid et bleu.

L'agence recommande d’éviter l’utilisation de ces types de lampes dans les lieux fréquentés par les enfants ou dans les objets qu’ils utilisent (jouets), ainsi que pour les personnes sensibles à la lumière. L’Agence internationale de l’énergie recommande, quant à elle, de se tenir à plus de 20 cm de ces LED.

LED et variation d'intensité lumineuse

Toutes les LED n'offrent pas la possibilité de varier leur intensité lumineuse (lumens) lorsqu'elles sont en lien avec un variateur.

De même, il est préférable de faire un essai pour valider le couplage entre un module LED intensité variable et un variateur donné. Le problème est d'autant plus visible lorsque des modules LED de substitution sont utilisés pour remplacer en seconde monte des lampes halogènes, par exemple dans un plafond lumineux équipé d'un variateur d'ancienne génération. Cette action peut parfois conduire à un phénomène de scintillement lumineux à basse intensité.

Sensibilité aux surtensions

Le phénomène est moins connu à l'échelle des applications domestiques, mais nécessite d'en avoir conscience. En effet, la LED étant un composant électronique, il se trouve sensible aux surtensions du réseau. La foudre, notamment par son action indirecte via le réseau de distribution, cause parfois la destruction des luminaires LED d'éclairage public. Pour parer à ce risque, les installateurs préconisent d'installer des parafoudres spécifiques en pied de mât.

Une alimentation adaptée

Pour les modules LED ou luminaires LED basse tension et non pourvus d'alimentation électrique, il est recommandé de choisir une alimentation parfaitement dimensionnée et adaptée. Un mauvais choix peut avoir des conséquences directes sur la durée de vie des LED.

Les critères de performance d'une lampe

Ils sont déterminés par des caractéristiques précises permettant comparaison entre produits ou systèmes :

  • Flux lumineux (lumens - lm) : quantité de lumière émise par la lampe ;
  • Puissance (watts - W) : énergie électrique totale consommée par unité de temps ;
  • Efficacité lumineuse (lumens par watt - ln/W) - rapport entre le flux lumineux et la puissance consommée par la lampe et ses auxiliaires ; 
  • Duré de vie (heure - h) : durée pendant laquelle la moitié des lampes va fonctionner ou au terme de laquelle il ne restera plus que 70 % (pour les lampes LED) ou 80 % (pour les lampes à décharge) du flux lumineux initial ;
  • Température de couleur (kelvins - K) : exprime l'ambiance lumineuse de l'espace éclairé. Elle varie entre teintes chaudes à dominante orangée (2 500 K) aux teintes froides, d'un aspect bleuté (5 300 K et au-delà) ;
  • Indice de rendu des couleurs (IRC) : capacité d'une lampe à restituer fidèlement les couleurs telles qu'elles apparaissent sous la lumière naturelle (indice 100). Le minimum obligatoire est 80.

La bonne terminologie

A propos de LED, il est utile d'employer la bonne terminologie :

  • LED : c'est la puce LED, le composant semi-conducteur encapsulé et doté de mini connecteur électrique permettant sont intégration ;
  • Module LED : il est constitué d’une ou plusieurs LED montées avec d’éventuels composants optiques, mécaniques et thermiques. C'est ce que l'on peut qualifier aussi de lampe". Elle est remplaçable dans le luminaire et peut se substituer à d'autres types de sources suivant le culot adopté ;
  • Luminaire LED : système complet composé de LED ou de module(s) LED, comprenant l’électronique, l’enveloppe, le câblage, les connecteurs, les joints. De plus en plus couramment proposé, ce type de montage ne permet pas le remplacement du module LED. En cas de panne, il est nécessaire de remplacer l'ensemble du luminaire.

CEE : incitations financières en rénovation

Applicables dans le cadre de travaux de rénovation dans les bâtiments résidentiels, les fiches d'opérations standardisées pour la 3ème période des CEE sont les suivantes (au 30 septembre 2017) :

  • luminaire à modules LED avec dispositif de contrôle pour les parties communes (BAR-EQ-110) ;
  • lampe de classe A++ (BAR-EQ-111).
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