Dans le cadre de mes TPE dont la problématique est : "Quel est le meilleur système d'éclairage domestique ?" (sous-entendu : en termes d'efficacité lumineuse surtout)
Je recherche un document fiable et si possible assez récent (car les lampes à LED évoluent bien vite...) qui présenterait des mesures d'efficacité lumineuse en lumens/Watt des différents systèmes que l'on utilise (ou devrait utiliser...) dans nos maisons : incandescentes, fluocompactes et LED.
Nous avons déjà fait une expérience comparant ces lampes, mais avec seulement un luxmètre, on ne peut que mesurer la lumière arrivant au capteur (ce qui est aussi intéressant, puisque c'est essentiellement la lumière projetée vers le bas qui, au fond est utile). Mais l'efficacité calculée à partir du flux lumineux total nous intéresse aussi.
Bonjour,
Je n'ai pas de réponse concrète, mais quelques conseils :
- regardez les différentes technologies d'ampoules, les rendements sont souvent indiqués
- le fait d'utiliser un réflecteur va jouer dans le rendement final, tout comme la transformation de l'énergie (alimentation), donc jouer sur le rapport consommation/lumière
le choix de la "meilleure lampe d'éclairage ..domestique" n'est pas qu'une question de rendement , et , on s'en doute, pleins d'autres facteurs interviennent , dont la qualitée de la lumière , qualitée dont dépend :
- la température de couleur de la lumière (nuance plus ou moins "chaude" ou "froide" selon la coloration de la lumière ) qui, pour un rendement théorique égal, donnera une impression différente ...car l'oeil humain n'a pas une courbe de réponse linéaire en fonction de la couleur, il percois mieux certaines couleurs que d'autres ( de sorte qu' a rendement égal il aura une impression de meilleur éclairement si la température de couleur émise s'approche de celle la plus favorable pour l'oeil )
Pendant longtemps, les phares des voitures (en france) étaient jaunes, ceci pour être à la fois moins éblouissant, tout en étant bien percu , car leur couleur étais proche de celle pour laquelle l'oeil humain est le plus sensible ...
- l'indice de rendu des couleurs (I R C) , qui indique la plus ou moins bonner perception des couleurs des objets éclairés par une source donné, et qui donne à la lumière un certain "confort" visuel , plus cet indice est grand , plus le rendu des couleurs est bon et plus la lumière est "confortable" , on admet un I R C de 70 pour l'éclairage industriel , un I R C de 85 pour l'éclairage domestique, un I R C de 95 pour les appareils de luminothérapie , l'indice idéal est de 100...
Inversement , les lampes à vapeur de sodium pour l'éclairage public ont un rendement tres grand , supérieur à 150 lm/W , mais un I R C tres mauvais , proche de zéro en basse pression ! de ce fait , elles donnent un aspect "cadavériques" aux visages éclairé par ces lampes , et elles faussent complètement la perception des couleurs, ce qui les rend , malgré leur bon rendement, complètement inpropre à l'éclairage domestique !
Intervienne aussi, indépendamment du rendement, et de la qualitée de la lumière , d'autres facteurs pratiques , dont certains peuvent constituer des nuisances reelles mais méconnues, dont :
-la taille : c'est peut être tout bête, mais certaines lampes de substitution notamment à fluorescence compacte économique (LFC) ont , certe le même culot que les lampes classiques, mais des dimensions telles que parfois elle ne se montent pas dans certains luminaires existant parce il n'y as pas la place suffissante ! (quoi de plus bête que d'avoir acheté une lampe d'éclairage et de ne pas pouvoir l'utiliser parce que "ça n'entre pas dedans " ! )
-la durée de vie pratique : chose intéressante surtout lorsque les lampes sont peu acessibles , ou tres nombreuses, et qu'on ne souhaite pas les changer souvent ! la durée de vie d'une lampe à incandescence est de 1000 h environ pour une lampe au tungstène sous argon (ordinaire) elle est de 2000 à 3000h pour une lampe halogène (la présence d'un gaz "halogène" , généralement des vapeurs d'iode ou de brome contribue à ce que les particules qui de dégage du filament au fur et à mesure qu'il s'use se redépose sur le filament, ainsi l'ampoule ne noircit pas, et le filament se régènere , d'ou une meilleure efficacitée et une durée de vie plus grande ) celle d'une lampe fluorescente compacte économique (LFC)est de 6000 à 10 000h , ces lampes n'iont pas de filaments mais des électrodes placé dans un gaz qui s'ionise, ce procédé leur donne une durée de vie plus grande ), les lampes à décharge durent 10 000 à 25 000 h (selon les sortes de lampes , mercure, sodium, ou iodures métalliques) , quand à celle d'une lampe à LED elle est souvent donné comme étant de 40 000 à 100 000h , mais en pratique elle est plutot de 10 000 à 20 00 h (car les 50 000 à 100 000h sont la durée estimé des LED seule, et non celle des composants électronique de l'alimentation de la lampe , et souvent ces lampes meurent à cause d'un condensateur ou d'un semiconducteur défaillant dans l'alimentation des LED ce qui met la lampe hors service par panne d'alimentation bien avant usure des LED !)
-le temps de démarrage : les lampes à incandescences ont un temps de démarrage nul ou quasi nul , les lampes à fluorescence normales ou compacte économiques (LFC) ont, selon les modèles un temps de "chauffe" de quelques secondes à une ou deux minutes (ce qui rend les LFC complètement inadapté pour des pièces qu'on ne fréquente que peu de temps ! par exemple, les LFC ne convienne pas pour la cave ou les W-C !) , les lampes à décharge on un temps de "chauffe" de 5 à 10 min (mais ce n'est pas génant là ou elles sont placés, car elles sont destiné à l'éclairage public , et sont destiné à être allummé une seule fois par jour au crépuscule pour briller toute la nuit ) , et les lampes à LED un temps de démarrage nul comme celles à incandescence (ce qui est de ce point de vue intéressant , avec les avantages de la lampe à incandescence, sans l'inconvénient de la forte consommation et la faible durée de vie !)
-le rayonnement électromagnétique : les lampes à incandescence , et les lampes à LED ne rayonnent quasiment pas de champs électromagnétiques ( ou si peu que cela est négligeables ) tandis que les lampes a fluorescence classiques , ou à décharges classiques (avec ballast ferromagnétique et starter ou allummeur ...) rayonnent des champs électromagnétiques parasites à 50 ou 100 Hz parce l'arc s'interrompt à la cadence des alternances du courant du secteur , donc 50 ou 100 fois par seconde ...Et que les lampes fluo compacte économiques (LFC ) rayonnent des champs électromagnétiques HF importants sur une tres large gamme de fréquences , correspondant à la fréquence de découpage de l'électronique d'alimentation incorporée dans ces lampes, et à ses harmoniques , ce rayonnement est , hélas , souvent tres élevé, et sur des fréquences allant de 25 à 50 kHz jusqu'a plusieurs MHz (il a été démontré que ces rayonnements électromagnétiques sont nuisibles pour les appareils radio ou électroniques en général , et peuvent l'être aussi pour la santée des usagers ! et de ce point de vue les LFC sont ce qu'il y as de pire !)
Donc, en résumé, et outre la puissance, rendement ou l'efficacité , on pourra citer les autres critères de choix d'une lampe pour l'éclairage domestique suivants :
-la température de couleur
-l'indice de rendu des couleurs
-la taille
-la durée de vie
-le temps de démarrage
-le rayonnement électromagnétique
Je rejoins Zeltron à 100%. Il existe plusieurs critères pour comparer les différentes sources lumineuses.
A mon gout, l'efficacité en lumen/W n'est pas nécessairement judicieux lorsqu'on compare différentes technologies. En effet, ce qui compte c'est l'efficacité globale, qui inclus tout le système.
Ok, une fluocompacte a une meilleure efficacité lumineuse que les lampes à LEDs souvent. Mais si on met la fluocompacte dans un réflecteur, on perd la moitié du flux ! L'efficacité effective est alors divisée par deux...
A mon goût, un critère qui informe plus sur le ressenti est le nombre de lux/m2 et par W consommé. Concrètement, combien de W par m2 faut-il pour générer un éclairement de 1 lux. Mais néanmoins, attention à ce critère car une lampe qui éclaire en direct aura des performances bien plus importante (vis à vis de ce critère) qu'une lampe qui éclaire en direct...
Tout ca est assez complexe car pour comparer objectivement il faut utiliser plusieurs critères (les choisir + les créer).
outre tous les critères précédemment évoqué, je n'ai par parlé de la conception "optique" du luminaire ( présence et efficacité de dispositifs tel que reflecteur, diffuseur, paralume, etc ...) ceci dit, si la comparaison se fait par le biais de mesure par un luxmètre placé sous l'appareil d'éclairage au niveau de la zone à eclairer, forcément l'instrument prend en compte la partie "optique" du luminaire !
(et, on peut par conséquent, si la substitution d'une lampe par une autre lampe ayant théoriquement un rendement tres voisin dans un même luminaire , donne un éclairement tres différent , tant pour l'usager que le luxmètre, en déduire que l'optique n'est pas adapté à la source lumineuse substitué ... et hélas, il est fréquent de voire une bonne partie du flux lumineux perdu par inadéquation optique du luminaire ! apres, il faut voire si on compare les lampes seule, par exemple en comparant des lampes nues suspendu au bout d'un fil à une hauteur donnée, ou le système complet : lampe + luminaire ! )
On rentre là dans la philosophie de l'éclairage. On a tous pris l'habitude de comparer des Watt. Pourquoi ?
- Car l'efficacité lumineuse des lampes est à peu près constantes quelque soit la puissance (vrai entre 40W et 100W).
- Car les lampes incandescentes ont toutes (presque) la même géométrie
- Car les lampes incandescentes ont une lumière identique qualitativement.
Ceci nous a donné l'habitude de prendre des raccourcis dans les comparaisons ! Et il faut se rééduquer afin de batir des comparaisons objectives.
Tous les raccourcis sont les points que Zeltron a abordé et auxquels on ne fait habituellement pas attention...
On a bien pris en compte les autres facteurs que l'efficacité lumineuse pure : le rendu des couleurs, les inconvénients de chaque système, la durée de vie, le coût....
Mais ce qui est surtout important pour nous c'est le rendement et l'efficacité lumineuse. Pour le rendement, comme précisé plus haut, on a pris une valeur en lux, ce qui n'indique que la quantité de lumière émise vers le bas, car au fond, la lumière projetée au plafond est peu efficace.
Cependant l'efficacité en lumen/Watt nous intéresse aussi, et je doute que les efficacités lumineuses indiquées sur les emballages ne soient pas un peu "gonflés" par les fabricants. Et nous n'avons pas encore trouvé de document s'y rapportant.
Je vais essayer de contacter une association écologique, voir ce qu'elle en pense.
Bref voici une photo de notre dispositif expérimental (les lampes ont été placées à 70cm du capteur) :
je pense en effet que les valeurs de flux et de rendements donné sur les emballages sont un peu gonflé, ou tout au moins arrondies à la faveur du fabriquant (mais pas énormément non plus)
quand a votre installation de mesure, c'est simple et c'est dans l'ensemble une bonne idée, sauf la porte ...qui risque de fausser un peu les mesures de par sa proximitée (légère reflexion ) et sa couleur (léger risque d'ajouter une composante verdatre)
Par ailleurs, si quelqu'un arrive dare-dare de l'autre coté , et ouvre la porte avec précipitation, le tout risque d'être renversé !
Pour bien faire , je suggère de mettre l'ensemble du dispositif au milieu de la pièce, ou tout au moins à au moins 1 mètre des portes ou de tout objet coloré ou réfléchissant (mettre un crochet avec une poulie au plafond, ou prévoire une potence , pour suspendre la lampe et régler sa hauteur)
Cette expérience était un peu "système D"... Pas de souci pour la porte, ça devait être celle d'un placard. Sinon, nous n'avons effectivement pas pensé aux reflets sur la porte, mais ce qui compte, c'est surtout les différences entre les lampes, et elles sont très flagrantes !
Personnellement j'ai acheté un luxmètre pour faire mes propres mesures aussi, j'ai fait des essais sur les projecteurs classiques à lampes à incandescence et on a du mal à les concurrencer , j'ai mesuré le flux lumineux d'un projecteur PAR56 à lampe 300 watts, et comparativement au flux donné par mon projecteur à led 10 watts j'ai calculé qu'il me faudrait une led alimentée en 80 watts pour atteindre la même luminosité. Ce n'est pas impossible mais les led 100 watts coûtent quand même dans les 30 Euros plus le prix du transformateur, plus le refroidisseur et là on ne doit pas faire la moindre erreur sous peine de griller la led.
Au niveau de mesures précises sur les led j'ai trouvé un seul site qui a l'air de donner des infos assez objectives sur toutes les luminosités des led de leur catalogue. Je m'excuse, ce n'est pas de la publicité! http://www.lumitronix.fr/High-Power-LED ... ower-LEDs/
JLouis
