Éclairage à base de LEDs - Conception des systèmes

L’arrivée des sources de lumière efficace est sans doute la réponse adéquate face aux enjeux écologiques et à la volonté affichée de réduire l’impact carbone. Cette nouvelle industrie profite également aux grands groupes industriels dont la plupart sont asiatiques. Cependant, sa pérennité ne peut s’envisager, étant donné les coûts de fabrication élevés des lampes à LEDs vis-à-vis des lampes à incandescence, qu’avec la promesse d’une grande fiabilité et d’une durée de vie importante. Les sources d’éclairage rudimentaires (lampe à huile, lampe à incandescence...) peuvent se concevoir aisément comme un seul élément puisqu’ils ne nécessitent pas d’élément périphérique pour pouvoir fonctionner. Il n’en est pas de même pour les systèmes d’éclairage à LEDs (comme les lampes fluorescentes), puisqu’ils présentent de nombreux sous-systèmes (source de lumière, alimentation, optique, dissipateur, etc.) qui, eux-mêmes, peuvent encore se décomposer en sous-parties (substrat, puce, phosphore, etc.).

Un système d’éclairage à LEDs peut donc être abordé de façon modulaire où chaque sous-ensemble présente une importance capitale. Le ballast électronique est bien souvent un point critique, car ses composants (et notamment les capacités électrochimiques) ont des durées de vie bien inférieures à celle de la source de lumière elle-même. Dans un monde économique où la concurrence fait rage, la partie électronique présente la marge de manœuvre la plus évidente avec des différences sur les produits considérables concernant les topologies de ballast autant que sur la qualité de réalisation. Cela entraîne bien sûr des conséquences directes sur ses fonctionnalités (variable (dimmable) ou non), sur sa durée de vie ou sur la qualité de la lumière émise. En effet, la stabilité de la lumière est à l’image de la stabilité du courant en sortie de ballast : un mauvais filtrage induit un papillotement (flickering) qui n’est pas sans conséquence sur le confort et peut même induire chez certaines personnes des maux de tête et des nausées. De la même façon, une mauvaise gestion thermique aura des conséquences sur la durée de vie de la puce et sur son efficacité...

Avec l’augmentation de la complexité vient inéluctablement l’augmentation des facteurs de risque de pannes et celles-ci peuvent apparaître à tous les niveaux et à toutes les échelles depuis le ballast électronique jusqu’aux interfaces entre les couches épitaxiées à l’échelle atomique.

Le monde économique a pris conscience du potentiel industriel et commercial de l’éclairage et le renouvellement des milliards de source de lumière en fonctionnement sur Terre laisse entrevoir des perspectives financières inouïes qui stimulent le développement et l’innovation...