Comment choisir un luminaire à leds - La sélection des leds et des composants. - Les problèmes liés à la chaleur. - La durée de vie réelle. - Les nuisances liées à l’éblouissement et à la lumière bleue. - Les performances attendues.

Pourquoi cette information ? Ces dernières années, de multiples luminaires (de provenance principalement asiatique) composés de leds de puissance ou de leds CMS, éblouissantes et émettant une forte chaleur ont été proposés à la Clientèle pour durer jusqu’à 80.000 heures. en contradiction avec les prescriptions de l’ADEME Nombre de ces luminaires ont dans la réalité, cessé d’éclairer partiellement ou totalement après avoir franchi le seuil des 10.000 heures de fonctionnement (2 à 3 ans). La clientèle faisant les frais d’une absence totale de retour sur investissement, déçue par cette nouvelle technologie d’éclairage « LED », se trouve aujourd’hui très méfiante et même opposée à cette technologie prise dans son ensemble.

LUMIWAY s.a., la technologie EVERLUM 12 ans d’expérience dans l’éclairage à leds Créatrice des premiers luminaires à leds 5 mm, la Société LUMIWAY conçoit, développe et commercialise, depuis 2002, en Partenariat avec l’ADEME, des luminaires fabriqués en France selon sa propre technologie brevetée, sans production de chaleur ni éblouissement constitués exclusivement de leds de 5 mm, de haute luminosité et de faible consommation unitaire. Aujourd’hui la durée de vie des luminaires EVERLUM installés sur différents sites depuis plus de 12 ans, (environ 50.000 heures) sans baisse de flux lumineux et sans maintenance, confirme la fiabilité de sa technologie brevetée.

Partenariats LUMIWAY s.a. / ADEME Cette technologie EVERLUM appliquée à l’éclairage intérieur, extérieur et photovoltaïque a été accompagnée et validée par 3 Conventions signées avec l’ADEME de 2003 à 2011 selon le cahier des charges suivant : durée de vie dépassant 50.000 heures, - économie d’énergie, - rendement énergétique optimal (minimum 70 lumens/Watt) réduction de la dissipation de chaleur dans l’environnement (CO2, réduction des gaz à effet de serre), - bon étalement du faisceau lumineux (photométrie) - absence d’éblouissement et de pollution lumineuse (UGR, ULOR), absence de lumière bleue.

Les différents types de leds utilisées dans l’éclairage. 1°) les leds traversantes soudées à distance du circuit sur leurs 2 pattes (les plus connues étant les leds 5 mm) dont la technologie est éprouvée depuis 40 ans, (utilisée dans la technologie EVERLUM, sans besoin d’aucun radiateur thermique). 2°) les leds dites « SMD » (Surface Mounted Device) ou « CMS » (Composant Monté en Surface) dont le boîtier plat est directement soudé sur la surface du circuit électronique, (lequel fait office de radiateur thermique). 3°) les leds dites « de puissance » de 0,5 à 3W, apparues sur le Marché à partir de 2008, soudées ou collées sur un circuit électronique qui peuvent également être constituées de plusieurs leds CMS (obligation de radiateur thermique).

Pourquoi la technologie EVERLUM utilise exclusivement des leds 5 mm. Principaux inconvénients des leds de puissance et leds CMS. 1°) forte émission de chaleur unitaire (pouvant atteindre 80°) entraînant une importante réduction de la durée de vie annoncée et une dissipation de chaleur dans l’environnement au moyen de radiateurs volumineux. 2°) faible rendement énergétique (entre 50 et 70 lumens/Watt, du à l’émission de chaleur). 3°) fort éblouissement du à l’intensité lumineuse unitaire (obligation d’une protection optique) 4°) émission de lumière très directionnelle de 10° à 20°, (nécessité d’une optique ou de lentilles), 5°) émission de lumière bleue (selon les leds),

Emission de chaleur des leds de puissance et CMS. Les leds de puissance et les leds CMS émettent en chaleur jusqu’à 90% de la puissance électrique consommée. Ces types de leds utilisées dans les luminaires nécessitent des dissipateurs thermiques plus ou moins volumineux selon la quantité et la puissance unitaire des leds utilisées . Sans ces dissipateurs les leds seraient détruites en quelques secondes. Car tout composant qui chauffe ne dure pas…

L’incidence de la chaleur sur la durée de vie des leds de puissance et CMS. Sachant que la durée de vie des leds de puissance ainsi que celle des composants et de l’alimentation (driver) est inversement proportionnelle à la température à laquelle ils sont soumis, la longévité des luminaires est donc très aléatoire car elle dépend de plusieurs facteurs dont certains non maitrisables : - la puissance d’alimentation des leds, - la qualité des leds, des composants et du driver d’alimentation, - l’efficacité des dissipateurs thermiques - la température résiduelle à l’intérieur des boîtiers, à laquelle s’ajoute celle de leur environnement.

Exemples de destruction progressive d’éclairages publics à leds de puissance suite à la chaleur produite (photos prises environ 2 ans après leur installation)

Le rendement énergétique lié à la chaleur émise par les leds de puissance ou CMS. Le rendement énergétique est le ratio du flux lumineux exprimé en lumens sur la consommation exprimée en Watts. Exemple : un luminaire produit 840 lumens et consomme 14 Watts = un rendement énergétique de 60 lumens/Watt. Il est à noter que les leds produisent en moyenne 12 % de lumière et 88 % en chaleur. « …Si une LED isolée affiche un très bon rendement énergétique (environ 150 lm/W et jusqu’à 220 lm/W pour les plus performantes), une lampe à LED de puissance offre un rendement compris entre 40 et 80 lumens par Watt… Cette baisse de rendement est notamment liée à la chaleur produite par les diodes accolées dans la lampe… » (Avis de l’ADEME, Septembre 2014). En conséquence, il faut distinguer le rendement énergétique des leds de celui du luminaire complet (composants, alimentation, optique), en moyenne 50% de moins que les leds seules.

Eblouissement des leds de puissance. Compte tenu de leur forte puissance lumineuse unitaire et de leur nombre, les leds de puissance éblouissent. Pour l’éclairage intérieur, les fabricants de luminaires utilisent un diffusant opalescent diminuant l’éblouissement au détriment du rendement lumineux et donc du rendement énergétique. En éclairage extérieur les luminaires à leds de puissance équipés de lentilles, produisent un fort éblouissement visuel.

Emission de lumière directionnelle des leds de puissance et CMS en éclairage extérieur. Les leds émettent une lumière très directionnelle comprise dans un angle de 10 à 20°. Afin d’étaler ou d’orienter leur flux lumineux la plupart des luminaires pour l’éclairage extérieur pourvus de leds de puissance ou de leds CMS comprennent soit une optique globale ou des lentilles unitaires. Ces dispositifs optiques à lentilles convergentes (sorte de loupe) sont éblouissants aussi bien sous le luminaire qu’à distance du luminaire.

Emission de lumière bleue des leds de puissance (colorimétrie des leds). L’ANSES (Agence Nationale de Sécurité Sanitaire) a émis en Octobre 2010 un rapport pour dénoncer les effets de certaines leds émettant de la lumière bleue (notamment les leds de puissance et les leds CMS) très nocives pour les enfants dont le cristallin n’est pas encore formé et susceptibles de provoquer à terme des problèmes de cataracte ou de DMLA. Une classification a donc été établie afin de caractériser le risque photo-biologique des leds. 0 = (risque nul) 4 = (risque important). La colorimétrie émise par les leds et leur optique doit se situer au dessous de 4.800 ° Kelvin pour ne plus produire de lumière bleue significative.

Pourquoi LUMIWAY s.a. n’a pas retenu les leds de puissance ou CMS ? La Société LUMIWAY a refusé dès leur apparition l’utilisation des leds de puissance et des leds CMS, pour des raisons qui lui paraissaient alors techniquement évidentes, notamment : - émission de chaleur dans l’environnement (écologiquement non-conforme aux prescriptions) - absence de garantie de la longévité (due à l’émission de chaleur), - insuffisance de rendement énergétique, (perte en chaleur), - risques sanitaires (éblouissement, lumière bleue). L’analyse de LUMIWAY a été confirmée depuis par plusieurs Rapports : a) le Rapport de l’ANSES d’Octobre 2010, qui dénonce les effets négatifs des leds de puissance, (éblouissement, lumière bleue) et recommande des luminaires groupant plusieurs leds de faible puissance (correspondant à la technologie EVERLUM) plutôt que l’utilisation de leds de puissance.

les derniers Rapports de l’ANPCEN (Association pour la Protection du Ciel Nocturne) qui dénoncent les impacts négatifs des nuisances lumineuses sur le ciel nocturne et de la lumière bleue sur la bio-diversité et sur la santé. (Rappel : Le Ciel Nocturne est classé « Patrimoine de l’Humanité » par l’UNESCO ). le dernier Avis de l’ADEME de Septembre 2014 sur les leds de puissance qui indique un rendement énergétique insuffisant, des problèmes liés à la chaleur émise et dénonce les risques sanitaires ophtalmiques. d) en 2015, les Etudes de Libero ZUPPIROLI, Professeur de physique à l’EPFL (Ecole Polytechnique de Lausanne) et du Professeur Gabriele THUMAN phtalmologiste Suisse ont confirmé les effets désastreux des leds de puissance sur la vision, aussi bien en éclairage extérieur qu’intérieur et dénoncé la chaleur émise entraînant leur hypothétique durée de vie.

Avantages de la technologie opto-électronique brevetée utilisée dans les luminaires EVERLUM. Les partenariats successifs entre l’ADEME et LUMIWAY de 2002 à 2011, ont eu pour base un cahier des charges précis et 3 rapports validés par un rapport final qui ont débouchés sur la création de gammes de luminaires intérieurs, extérieurs ou photovoltaïques ayant pour caractéristiques principales : - utilisation exclusive de leds traversantes 5 mm, à haut rendement énergétique, n’émettant pas de chaleur significative (20 milliAmpéres par led sous 3,2 Volts soit 0,064 Watt par led). La chaleur d’un luminaire EVERLUM mesurée en fonctionnement ne dépasse pas 35° que ce soit en face avant ou en face arrière et permet d’assurer la longévité de la lumière du luminaire. - un bon rendement énergétique : 70 à 100 lumens/Watt, (l’intensité lumineuse unitaire des leds 5 mm ayant atteint aujourd’hui 40 candelas) - une durée de vie de plus de 50.000 heures, sans maintenance (aujourd’hui 12 ans soit plus de 50.000 heures prouvées sur site), -

Et pour autres caractéristiques - aucun éblouissement, compte-tenu du type de leds et de la diffraction de la lumière par le système optique anti-éblouissement breveté. (UGR moyen 20). - aucune pollution lumineuse (ULOR = 0). - économie d’énergie de 80%, consommation de 12 à 40 Watts selon les luminaires, - conformes aux normes CE, - pas d’émission de champs électromagnétiques, (CEM), - absence de substances dangereuses, leds et alimentations certifiées RoHs, - leds risque photobiologique 0, - luminaires non feu, matériaux M0 et M2, - conception, fabrication, garantie et après-vente 100% Françaises, (bon bilan carbone)

Système optoélectronique breveté EVERLUM. Le système optoélectronique employé dans la technologie brevetée EVERLUM permet de diffracter la lumière de plusieurs groupes de leds traversantes au moyen de logements optiques, pour obtenir un faisceau pouvant aller jusqu’à 120°, permettant ainsi un étalement large et homogène de la lumière émise vers le sol, sans aucun éblouissement.

Gamme VIALUM Luminaires modulaires brevetés, à leds 5 mm pour l’éclairage extérieur, Gamme VIALUM Chaque luminaire est composé de 1, 2, 3 ou 4 modules EVERLUM de 126 ou 168 leds de 5 mm, assemblé à un manchon permettant la fixation en haut de mât ou en console. Etanches (IP66). En aluminium thermolaqué polyester et visserie inox A4 (pour éviter les impacts de foudre). Consommation 12, 20, 30 ou 40 Watts. Rendement énergétique moyen 90 lm/W. IRC 86, 4.800 K.

Gamme modulaire brevetée TOPLUM® pour l’éclairage intérieur tertiaire Composée de 1 à 4 modules EVERLUM de 126 ou 168 leds de 5 mm. TOPLUM Downlight 168 : consommation 12 W pour 850 lm, Dalle TOPLUM 2, 3 ou 4-168 : consommation 40 W pour 3.500 lm. TOPLUM Downlight Dalle TOPLUM 4 TOPLUM Deco

Ensemble modulaire d'éclairage photovoltaïque breveté FREELUM Composé de 4 parties à manchonner, fixer et brancher sur site : 1°) module photovoltaïque 85 à 100 W/crête, articulé et pivotant. 2°) tête d’éclairage VIALUM 3-126 3°) tube d’embase 4°) coffre à batterie ventilé, enterré En aluminium thermolaqué polyester, visserie inox A4 (évitant l'attirance des impacts de foudre). Hauteur totale 4 m. 50 à 5 m. Poids total 80 kg dont 2 batteries solaires gel plomb (37 kg). Autonomie plus de 7 jours (régulation intelligente de l’éclairage).

Quelques définitions Intensité ou courant : puissance électrique (I) exprimé en Ampères ou milliAmpères (A ou mA). Tension : puissance électrique (U) exprimé en Volts (V). Puissance : puissance électrique (P) consommée en Watt (W). P = U x I = x Watts (U en Volts et I en Ampères). Flux lumineux : s’exprime en lumens (lm) Quantité de lumière totale émise par une source de lumière dans toutes les directions Efficacité ou rendement énergétique : lumens/Watt (lm/W) (Faire la différence entre les lm/W de la source de lumière et ceux du luminaire intégrant les sources de lumière, l’alimentation et l’optique.)

Rappel du contexte législatif et administratif. La Directive Européenne EuP 2005/32/CE (écoconception) supprime les sources d’éclairage les plus énergivores selon un calendrier de 2009 à 2017. La Directive Européenne ErP 2009/125/CE renforce les obligations de réduction des impacts sur l’Environnement et sur la consommation d’énergie pendant le cycle de vie des produits. La Directive Européenne 2012/27/UE vise à accroître de 20 % l’efficacité énergétique. La Loi du 3 Août 2009 (Grenelle de l’Environnement) vise à diminuer les nuisances lumineuses, à réduire les émissions de gaz à effet de serre liées au transport, à maintenir la bio-diversité… La réglementation thermique (RT 2012) vise l’efficacité énergétique des bâtiments comprenant l’éclairage. Le Plan National d’Action en matière d’Efficacité Energétique (PNAEE) de 2014 précise les conduites à tenir pour réduire la consommation d’énergie finale et la consommation d’énergie primaire.

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