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1 SEPTEMBRE/OCTOBRE 2008 LUX N 24947 Les LED en clairagepublic : mythe ou r alit ?La LED ne n cessitant aucune optique ou juste unsimple collimateur, de nombreux int grateurs nonprofessionnels se sont engouffr s dans ce nouveaumarch pour vendre des solutions non adapt esaux besoins des collectivit s. R sultat : beau-coup de d ceptions et de d bats autour de ceproduit. Si elle est parfaitement au point pourde nombreuses applications, rectifier certainesid es re ues sur cettetechnologie en constante volution s impose, en par -ticulier dans le domainede l clairage ET L , on commence voir quelques projets d clairage public ser aliser en luminaire LED avec, toujours, beaucoup de d ceptionset un d bat souvent biais.

2 De nombreuses fausses bonnes infor-mations sont colport es et expliqu es aux clients : les LED ont unedur e de vie de 100 000 h, avec la LED pas d entretien, seule la LEDpeut permettre de r aliser des conomies d' dans le m me temps, on occulte les questions essentielles :personne ne parle de chute de flux, de qualit de lumi re, du respectde la norme d clairage public EN 13 201, d'uniformit d' clairementet/ou de luminance, encore moins de confort visuel et de respect ducontr le des nuisances lumineuse (valeur de l ULOR)Concevoir une optique performante pour lampes d charge demandedes investissements colossaux et une technologie r serv e auxconstructeurs dignes de ce nom alors que la LED ne n cessite pasd optique ou bien alors un simple collimateur fourni par le fabricant.

3 De ce fait elle a permis beaucoup de non-professionnels int grateursde LED de se croire fabricants de luminaires et clairagistes, et beau-coup de commerciaux peu scrupuleux de surfer sur la vague dud veloppement durable pour vendre aux clients des solutions nonadapt es leurs besoins et d un co t annuel d exploitation et de main-tenance prohibitif. N oublions pas qu un client d u par les LED est unclient qui n en installera plus jamais, ce qui sera tr s p nalisant dans5 ou 10 ans lorsque ce produit sera allons tenter de r tablir quelques v rit CHARDIGNYPR SIDENTDE LA DIVISION CLAIRAGE EXT RIEURDU SYNDICAT DE L CLAIRAGEPHOTO DR48 LUX N 249 SEPTEMBRE/OCTOBRE 2008 Flux lumineux et efficacit lumineuse des LED Le flux et l efficacit lumineuse des LED d pendent de plusieursfacteurs :1.

4 Le lot de fabricationExemple pour les teintes froides : 5 % de la production 100 lm mini soit 83,3 lm/W 15 % de la production 90 lm mini soit 75 lm/W 40 % de la production 80 lm mini soit 66,7 lm/WL achat des LED selon un lot particulier est possible, mais avec unsurco t (suivant un tri s lectif appel binning ).2. La temp rature de couleur Le flux lumineux d pend de la temp rature de couleur elle-m me fonc-tion du taux de phosphore Teintes froides : Fmax Teintes neutres environ 7 % de Fmax Teintes chaudes environ 35 % de Fmax3. La temp rature de jonctionExemple pour une teinte froide 100 lm mini pour Tj = 25 C Chute de 8 % pour une Tj = 60 C Chute de 16 % pour une Tj = 100 CConclusion :pour l clairage ext rieur, on peut retenir les conditions defonctionnement suivantes : Tj = 80 C pour des conditions conomiques, les luminaires doiventrester dans des dimensions et des co ts raisonnables soit une chutede flux moyenne de 10 % Utilisation des lots 90 lm mini soit une valeur moyenne de flux de95 lm Fonctionnement aux conditions nominales de courant, soit 350 mANous utiliserons donc les valeurs suivantes : LED froide.

5 Flux la mise en service 95 lm x 0,9 = 85,5 lm, soit71,3 lm/W LED neutre. Flux la mise en service 88,4 lm x 0,9 = 79,6 lm, soit66,3 lm/W LED chaude. Flux la mise en service 61,75 lm x 0,9 = 55,6 lm,soit 46,3 lm/WPertes de flux dues aux collimateursLes LED utilis es brutes ont une ouverture de faisceau de 140 .Dans la majeure partie des utilisations en clairage ext rieur (saufbalisage) on doit donc utiliser des collimateurs pour obtenir un fais-ceau de 10 , 30 ou 60 afin d obtenir une photom trie adapt e auprofil d implantation sur une voie de circulation. On peut estimer quela perte de flux moyenne due la pr sence de collimateurs est de15 % 20 %.Conclusion :nous pouvons retenir une perte de flux due aux collima-teurs de 17,5 %.

6 Dur e de vie des LEDLa dur e de vie des LED d pend :1. de la temp rature de jonction Tj 2. des couleurs LED Groupe 1 : LED blanche, bleue, verte Groupe 2 : LED rouge et ambre3. des hypoth ses de calcul retenues Taux de mortalit retenu : exemple 20 %Chute de flux retenue : exemple 30 %Dans cette hypoth se la dur e de vie se lit sur la courbe B20L70, soit60 000 heures pour les LED Groupe 1. Comparatif conomique ( clairage d une voie de largeur 5 m ; m ts de hauteur 5 m ; clairement demand : 15 lux d pr ci s)SourcesPuissancePuissancePuissanceEspa cementNombrePuissancePrixCo tPrixCo t lampeAppareillagetotalemaximalluminaire install ekW/hconsommationlampeMain d uvre par kmpar kmannuelle( )Unit sWWWmkW/km SHP7012,382,323,642,43,490,101 394,92 13,75 21,00 HIT7012,382,31952,64,330,101 732,63 36,90 21,00 COSMOPOLIS6066621,247,23,110,101 245,28 54,90 21,00 LED SOLUTION 1 CU = 0,36 LED froide 114427,6171,61662,510,730,104 290,00 370,00 63,00 LED neutre 114427,6171,614,967,111,520,104 606,71 370,00 63,00 LED chaude 114427,6171,610,496,216,500,106 600,00 370,00 63,00 LED SOLUTION 2 CU = 0,50 LED froide 214427,6171,622,344,87,700,103 078,03 370,00 63,00 LED neutre 214427,6171,620,748,38,290,103 315,94 370,00 63,00 LED chaude 214427,6171,614,469,411,920,104 766,67 370,00 63,00 NB : Flux LED.

7 Impossible de remplacer les LED s par ment. Il faut remplacer l ensemble du bloc : Co t lampe et co t main d uvre selon s rie de prix d un syndicat d 2008 LUX N 24949 Conclusion :en clairage ext rieur, compte tenu des garanties apporter aux clients et des conditions de fonctionnement quelquefoisdifficiles (variations de temp rature, humidit , vibrations etc.) et bienque th oriquement ces l ments n affectent pas la dur e de viedes LED, nous ne pouvons raisonnablement pas garantir une dur ede vie de 60 000 heures. On peut retenir comme dur e de vie utilegarantie : Luminaires routiers, d coratifs ou projecteurs : 35 000 heures ; Luminaires encastr s de sol : 25 000 de flux des LEDLa chute de flux des LED est estim e partir de tests et de calculs enlaboratoires tablis sur une dur e de 8 000 heures.

8 Cette chute de fluxd pend des conditions de fonctionnement : courant de fonctionnementet temp rature de jonction Tj. On peut estimer qu 35 000 heures lachute de flux est d environ : 20 % avec une Tj = 55 C ; 25 % avec une Tj = 85 C ;CahierTECHNIQUET ableau 2. Comparatif photom trique selon EN 13 201 ( clairage d une voie de largeur 5 m - M ts de hauteur 5 m - clairement demand : 10 lux d pr ci sSourcesPuissance Flux lm/WDur e Chute fluxChute flux Facteur de clairement clairementCoefficientEspacementlampelumi neuxde vie lampeluminaired pr ciationd pr ci mise en serviced utilisationN cessaireutileIP65globaleEN 13201 Unit sWlmhKKKLuxLuxKmSHP70660094120000,860,82 0,70521014,20,3623,6 HIT7063009080000,720,900,6481015,40,3619 ,0 COSMOPOLIS606850114120000,800,820,656101 5,20,3621,2 LED SOLUTION 1 CU = 0,36 LED froide 1144937465,1360000,750,650,48751020,50,3 616,0 LED neutre 1144871260,5360000,750,650,48751020,50,3 614,9 LED chaude 1144607742,2360000,750,650,48751020,50,3 610,4 LED SOLUTION 2 CU = 0,50 LED froide 2144937465,1360000,750,650,48751020,50,5 22,3 LED neutre 2144871260,5360000,750,650,48751020,50,5 20.)

9 7 LED chaude 2144607742,2360000,750,650,48751020,50,5 14,4NB : Flux W de LED = 40 LED de 3,6 WColdFlux 71,3 lm/W. Absorption collimateurs = 17,5 % - 50 % de LED avec collimateur flux moyen = 65,1 lm/WNeutralFlux 66,3 lm/W. Absorption collimateurs = 17,5 % - 50 % de LED avec collimateur flux moyen = 60,5 lm/WWarmFlux 46,3 lm/W. Absorption collimateurs = 17,5 % - 50 % de LED avec collimateur flux moyen = 42,2 lm/WPrix lampeCo t Co t Co t cart+ main maintenancemaintenanced exploitationd uvresur 36 000 hannuelle annuellesur 4 000 hsur 4 000 h %34,75 104,25 17,38 1 412,29 10 %57,90 260,55 43,43 1 776,06 38 %75,90 227,70 37,95 1 283,23 Base433,00 433,00 72,17 4 362,17 240 %433,00 433,00 72,17 4 678,88 265 %433,00 433,00 72,17 6 672,17 420 %433,00 433,00 72,17 3 150,19 145%433,00 433,00 72,17 3 388,11 164%433,00 433,00 72,17 4 838,83 277%PHOTO DRUne des plus spectaculaires applications de l clairage par LED.

10 La mise en lumi re du N 249 SEPTEMBRE/OCTOBRE 2008 30 % avec une Tj = 100 est identique quelle que soit la couleur des :en clairage ext rieur, compte tenu des garanties apporter aux clients (mesures d clairement contractuelles), onretiendra comme chute de flux r elle : 15 % 25 000 heures ; 25 % 35 000 rature de couleurLes LED ne sont pas des lampes mais des composants temp rature de couleur proximale Tcp. des LED est r partie en troisfamilles :1. Les LED froides : plage de 4 500 K 10 000 K ; moyenne 5 500 Les LED neutres : plage de 3 500 K 4 500 K ; moyenne 4 100 Les LED chaudes : plage de 2 670 K 3 500 K ; moyenne 3 200 fabrication est r partie en lots, ou bins , qui ont une plage devariation de + ou 150 K.