Les LED (Light-Emitting Diodes, ou diodes électro-luminescentes) éclairent nos maisons en ces longues soirées d’hiver. Qu’apportent-elles de neuf?
L'éclairage par incandescence, qui a illuminé le XXe siècle, repose sur un principe physique simple, mais peu efficace.
Les ampoules classiques: éclairer… et réchauffer.
Dans ces ampoules traditionnelles, un filament de tungstène est chauffé à très haute température, environ 2 700°C, par le passage du courant électrique. À cette température extrême, le filament devient incandescent et émet de la lumière visible, accompagnée d’une quantité considérable de rayonnement infrarouge que nous percevons sous forme de chaleur. Ce processus de génération de lumière présente un inconvénient majeur: environ 95% de l’énergie électrique consommée est perdue sous forme de chaleur, ce qui en fait une technologie particulièrement énergivore, malgré sa simplicité de conception.
Une lumière froide
Les LED utilisent une approche radicalement différente de la production de lumière, basée sur le phénomène d’électroluminescence. Lorsqu’un courant électrique traverse la jonction entre deux matériaux semi-conducteurs spécifiquement sélectionnés, les électrons changent de niveau d’énergie et émettent directement des photons lumineux. Cette conversion directe d’électricité en lumière, sans passer par une étape de chauffage, explique l’extraordinaire efficacité énergétique des LED: elles peuvent produire la même quantité de lumière qu’une ampoule à incandescence en consommant jusqu'à 90% d'électricité en moins. Cette efficacité se combine à une durée de vie exceptionnelle, environ 25 fois supérieure à celle des ampoules traditionnelles.
Une naissance lente, une adoption rapide
L’histoire des LED illustre parfaitement comment une révolution technologique se construit sur plusieurs décennies. Bien que le phénomène d’électroluminescence ait été observé dès 1907 par Henry Joseph Round, c'est Nick Holonyak Jr qui crée en 1962 la première LED émettant de la lumière visible rouge, alors qu’il travaillait pour General Electric. Cependant, l’adoption massive de cette technologie pour l’éclairage général n’a été possible qu’après l'invention de la LED bleue en 1994 par Shuji Nakamura, permettant enfin de produire de la lumière blanche. La véritable démocratisation des LED débute vers 2010, stimulée par la baisse spectaculaire des prix de production et une conscience environnementale croissante. En à peine quinze ans, les LED sont devenues la technologie d’éclairage dominante dans les pays développés, représentant aujourd’hui plus de 80% des ventes d’ampoules neuves en Europe. En comparaison, passer de l’éclairage au gaz à l’éclairage électrique au XXe siècle avait pris environ 40 ans…
Malo du Bretoux
Actuailes n°186 - 29 janvier 2025
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