Les lumières modernes ont de plus en plus adopté la technologie LED, portée par son efficacité et sa durabilité impressionnantes. Le passage à l’éclairage LED a été alimenté par l’efficacité supérieure de conversion des LED de l’alimentation électrique à l’optique et leur durée de vie prolongée. Les LED converties au phosphore offrent un potentiel d’efficacité lumineuse de 255 lm/W et une efficacité pratique proche de 200 lm/W, surpassant largement les lampes traditionnelles à halogène, fluorescentes et halogénures métalliques. Lorsqu’elles fonctionnent dans des conditions thermiques et électriques optimales, les LED peuvent atteindre une durée de vie L70 allant jusqu’à 200 000 heures, représentant un bond substantiel en termes de performance et de fiabilité.
Principes clés de la technologie LED :
Électroluminescence par injection :
Les LED fonctionnent sur la base de l’électroluminescence injectée dans les dispositifs semi-conducteurs. Lorsqu’un polarisation directe est appliqué à travers les couches dopées n et p-dopées de la diode, les électrons porteurs de la couche dopée n se recombinent avec les trous de la couche dopée p dans la région active. Cette recombinaison radiative libère de l’énergie sous forme de photons (lumière). Ce mécanisme produit une émission à bande étroite, donnant des couleurs spécifiques telles que le rouge, le bleu, le vert ou le violet.
Choix des matériaux :
Le nitrure d’indium-gallium (InGaN), un semi-conducteur à bande interdite directe, est couramment utilisé pour la fabrication de puces LED à haute efficacité. Les LED bleues ou violettes à base d’InGaN, en raison de leur distribution spectrale étroite, nécessitent des convertisseurs de longueur d’onde pour élargir leur profil d’émission. Ce processus de conversion produit une lumière blanche, perçue comme blanche par l’œil humain. Les LED bleues InGaN converties au phosphore, souvent appelées LED à pompe bleue, atteignent une grande efficacité en combinant la lumière à longueur d’onde étroite avec des phosphores de compositions variées pour générer différentes qualités spectrales de lumière blanche.
Distribution spectrale de l’énergie (SPD) :
La capacité d’adapter la distribution spectrale de puissance (SPD) de la lumière LED est un avantage majeur. La DPS décrit la quantité d’énergie rayonnante émise à chaque longueur d’onde, affectant la visualisation et l’aspect des couleurs. Les LED offrent une flexibilité pour ajuster la SPD, permettant aux projecteurs de produire une lumière avec des performances de rendu des couleurs comparables à celles des ampoules à incandescence et même à la lumière naturelle à différentes températures de couleur corrélées (CCT). Cette adaptabilité est cruciale pour les applications d’éclairage intérieur, car elle influence la perception des objets et des environnements.
Réduction des émissions UV et IR :
Les LED ont un avantage notable en ce qu’elles produisent un rayonnement ultraviolet (UV) négligeable (<5 μW/lm) et aucun rayonnement infrarouge (IR). Les émissions UV et IR peuvent être dommageables pour les matériaux sensibles à la lumière, y compris les artefacts de musée, les produits de détail et les produits alimentaires. En minimisant ces émissions, les LED contribuent à préserver l’intégrité des objets sensibles et à améliorer la qualité globale de l’éclairage dans divers contextes.
En résumé, l’avancée de la technologie LED offre des solutions d’éclairage très efficaces, durables et personnalisables. Leur capacité à produire une lumière de haute qualité avec un minimum d’émissions UV et IR les rend idéaux pour un large éventail d’applications, améliorant à la fois la fonctionnalité et la préservation.
