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Dream RoadmapLa LED, en tant que composant électronique, possède une loi d'évolution analogue à la loi de Moore: il s'agit de la loi de Haitz. A coût constant, les performances des LEDs doublent tous les 24 mois, quant aux coûts, ils sont divisés par dix toutes les décennies. Ceci laisse augurer des applications nouvelles et une pénétration du marché allant crescendo.

La représentation graphique de la loi de Haitz révèle que les performances réelles sont proches des interpolations. Mais aussi que les LEDs blanches sont en avance sur les prévisions. La raison est simplement que l’effort de recherche a progressé ces dernières années à la vue du marché colossal que constitue l’éclairage.

Loi de Haitz, analogue à la loi de Moore en informatique [Gasse 2009]

Il est intéressant de faire un parallèle avec les autres milieux où l’électronique s’est imposée :

Parallèle entre les LEDs et les autres industries [Munters 2009]

A la lecture de ce schéma, on se rend compte que l’avènement de la LED dans l’éclairage ne doit rien au hasard. Cela répond à une logique globale : la pénétration de l’électronique, donc du numérique, dans l’industrie.
La LED s’imposera dans l’éclairage comme les appareils photos numériques se sont imposés, petit à petit, face aux argentiques.
Ceci est corroboré par l’évolution des performances des technologies d’éclairage comme montré ci-dessous :

Evolution des performances des sources lumineuses [DOE 2009]

Tandis que les sources traditionnelles stagnent, la LED possède une forte marge de progression. En effet, la LED s’achemine vers une efficacité lumineuse de l’ordre de 200 lumen/Watt en blanc froid et 150 lumen/W en blanc chaud. Parallèlement, les coûts vont baisser, par conséquent la LED deviendra économiquement rentable dans les grands segments de l’éclairage général d’ici 3 à 5 ans (cf figure n°7, « compétitivité des différentes technologies d’éclairage »). Ceci se concrétisera pour les consommateurs par des lampes à LED ou des ampoule à LED.

Les lampes à décharge aux halogénures métalliques n’apparaissent pas sur le graphique mais d’après le chercheur Georges Zissis, elles possèdent une marge de progression intéressante : elles devraient atteindre d’ici quelques années 150 lumen/Watt.

La figure n°7 montre que les LEDs de 2009 sont encore environ deux fois plus chères que les solutions fluorescentes : 7 lm/€ contre plus de 10 lm/€. Ce n’est qu’à partir de 2011 que les LEDs franchiront le seuil des 10 lm/€. Néanmoins les LEDs ont déjà dépassé, en performance pure, les tubes fluorescents. En effet, les meilleures LEDs en 4000°K ont dépassé les 100 lumen/Watt en 2009.

La comparaison avec les halogénures métalliques est moins à l’avantage des LEDs puisque les LEDs ne pourront pas réellement les concurrencer en performances pures avant une dizaine d’années. En effet, la force des lampes aux halogénures métalliques est de générer une lumière blanche très puissante par point lumineux avec de surcroît une excellente efficacité lumineuse de l’rdre de 100 lumen/Watt.

Compétitivité des différentes technologies d'éclairage [Hochfilzer 2009]

Légende :
lm(eff) : nombre de lumen sortant réellement d’un luminaire, d’où « eff » comme « lumen efficace »
lm(eff)/€ : compétitivité des sources lumineuses ramenées au prix du lumen. Concrètement, nombre de lumen obtenu par euro dépensé
lm(eff)/W : efficacité réelle du luminaire
Ce graphe renseigne uniquement sur les performances pures. Par conséquent ces données ne prennent pas en compte les aspects qualitatifs des produits ! Concrètement, l’impossibilité d’effectuer une gradation efficace sur les lampes à décharges n’est pas prise en compte. De même, des études [ENTPE et all 2009] tendent à prouver qu’un même niveau d’éclairement ne procure pas un confort égal dans le domaine routier. Concrètement, il est alors possible de diminuer les niveaux d’éclairement lorsqu’on utilise des LEDs, ce qui renforce leur compétitivité.

- Essai Osram en éclairage public : LEDs vs Sodium [Hahn 2009]

Sources

[DOE 2009] Department of Energy of America

[Gasse 2009] PhD in Materials Science an Engineering from the Polytechnic Institute of Grenoble

[Hahn 2009] Heading the InGaN LED chip and epi development (Osram).

[Hochfilzer 2009] Head of Product Realisation of LEDON Lighting

[Munters 2009] Philips


 

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