Les diodes électroluminescentes
Ces diodes ( inventée par Nick Holonayk) ont la particularité de devenir des sources
lumineuses lorsqu'elles sont alimentées. Si au début de leur commercialisation leur
efficacité lumineuse était très faible (2-3 [lm/W] à la fin des années 70) elles ont
atteint au début du troisième millénaire des valeurs respéctables (jusqu'à 45 [lm/W])
dépassant ainsi les lampes à incandescence "normales" ou halogènes.
Ces lampes ont déjà beaucoup d'applications d'éclairage par exemple elles équipent
déjà des feux de voiture (inutile de placer un filtre rouge qui retient 80% de la
lumière émise car la diode émet une lumière rouge) ou de circulation.
Elle sont aussi des applications particulières telles que l'éclairage sous-marin pour
filmer des animaux sans les faire fuir ( diode proche de l'infra-rouge) ou l'utilisation
en médecine chirurgicale. |
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Fonctionnement de la puce à semi-conducteur
Par rapport à la diode normale,
on intercale une couche "active" entre celle de type P et celle de type N.
Lorsqu'une différence de potentiel est présente aux bornes de la diode, les
"trous" ( charges positives) de la couche P se déplace vers la
couche active; dans la couche de type N, ce sont les électrons qui se déplacent vers la
couche active. Lorsqu'ils se rencontrent, il y a une émission de photons. Leur
longueur d'onde dépend de la constitution de la couche active. On peut ainsi obtenir des
couleurs émises tels que rouge, jaune, vert, bleu. |
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La couleur blanche étant un ensemble des autres couleurs (la mélange de
toutes les longueurs d'onde du domaine visible) ne sont apparue que très tard. On
peut jouer sur la quantité de diodes rouges, bleues, ou vertes allumées pour changer le
température de couleur d'une source.
Une diode "blanche est souvent constituée de 3 diodes (rouge,
bleu, vert ou 2 bleu et une jaune) ou alors d'une diode ultraviolette (UV et une
couche fluorescente sur le boîtier.
| Aujourd'hui on trouve déjà des ampoules munies de plusieurs diodes
électroluminescentes ( 230 V de 0,85 à 2,4W) durée de vie : 100 000 heures
température d'utilisation : 20 °C
Utilisation :
- lumière de secours
- lumière de sécurité
- lumière d'ambiance
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La durée de vie
La durée de vie
des LEDs est définie comme la durée avant laquelle la LED n’émettra
plus que 50% de son flux lumineux initial. Selon les fabricants de
LEDs, ces durées de vies sont généralement supérieures à 100'000
heures (plus de 11 ans en continu), parfois même 150'000 heures.
C'est actuellement l'intérêt
majeur des LEDs. On
trouve de plus en plus l'indication L70 : 25'000 h qui donne la
durée de vie avant que le flux ne soit plus que de 70% de sa valeur
nominale au bout de 25’000h. Si la durée n’est pas indiquée elle est
de 50'000 heures par défaut. La présence d'humidité ainsi qu'une
température haute d'utilisation dminue la durée de vie.
L'efficacité lumineuse
L'efficacité lumineuse des
LEDs dépend de la technologie utilisée. Elle varie énormément avec
la couleur émise par la LED, ainsi qu'avec le fabriquant. Le tableau
ci-dessous donne des ordres de grandeurs, pour les meilleures LEDs
(les modèles "signalisation" produisent 100 à 1 000 fois moins).
Exemples
d'efficacité lumineuse en 2007 :
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Rouge/orange
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Jaune/Ambre
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Vert
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Bleu
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Blanc
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Efficacité Lumineuse [lm/W]
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53
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35
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25-42
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5-15
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15-25
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Mac Adam
C’est une grandeur qui
défini la présision de la tempréature de couleur pour un lot de LEDs
par rapport à une valeur cible. Avec un Mac Adam de 1 les
différences sont pratiquement imperceptible alors qu’une valeur de 7
admet d’importantes variations. La valeur du facteur Mac Adam est en
pratique compris entre 1 et 3 et dervait avoir au minimum une valeur
3 si les LEDs du luminaire sont visibles.
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