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Environnement technique

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Maintien du flux lumineux des LED : définition et valeurs

Diagramme du maintien du flux lumineux d’un appareil d’éclairage LED

Les LED, tout comme les autres sources lumineuses, sont également soumises à un vieillissement entraînant une légère diminution du flux lumineux généré. Le maintien du flux lumineux des LED décrit, en tant que valeur statistique, la quantité du flux lumineux initial encore émise après un certain nombre d'heures de fonctionnement. Cette diminution est indiquée à l’aide d’une valeur L et d’une valeur B, ainsi que des heures de fonctionnement. Or, aucune des valeurs L ou B ne renseigne sur la très rare défaillance d’une LED, appelée « taux de défaillance » (failure rate en anglais).

Aperçu du thème « Maintien du flux lumineux des LED »

Les Connaissances de l'éclairage ERCO existent aussi en livre blanc :

Maintien du flux lumineux : quelles sont les valeurs L et B pour les luminaires LED ?

Les valeurs L et B ainsi que l’indication des heures de fonctionnement concernées permettent de préciser le maintien du flux lumineux des LED installées.

Exemple : L90 B10 jusqu’à 100 000 h

Cela signifie : après 100 000 heures de fonctionnement, 10 % des LED (valeur B) fournissent moins de 90 % (valeur L) de leur flux lumineux initial. Les 90 % restants (100 % moins la valeur B) des LED fournissent encore plus de 90 % de leur flux lumineux initial. La valeur B décrit ainsi le pourcentage des LED dont le flux lumineux est inférieur à la valeur limite définie par la valeur L.

Remarque : si aucune valeur B n’est indiquée, alors B = 50. L’indication de « L90 100 000 h » signifie donc « L90 B50 100 000 h ».

Traduction, cela signifie que : jusqu’à 100 000 heures de fonctionnement, 50 % des LED fournissent moins de 90 % de leur flux lumineux initial.

Comment sont calculées les valeurs L et B pour les luminaires LED ?

Pour déterminer les valeurs L et B, le flux lumineux d’une LED est évalué pendant au moins 6 000 heures selon la norme IES LM-80. Ensuite on extrapole selon la norme IES TM-21(Projection Long Term Lumen Maintenance of LED Light Sources) sur un maximum de 6 fois la durée de mesure selon LM-80. Pour obtenir des valeurs pour 50 000 heures de fonctionnement, il faut donc analyser au moins 50 000/6, soit près de 8 334 heures. En comparaison : une année de fonctionnement en continu correspond à 8 730 heures.

Pour certains types de LED, il existe désormais des mesures fiables à partir desquelles il est possible de faire une projection pour 100 000 heures. Les projections se basent sur certaines conditions de fonctionnement, par exemple la température ambiante ou l’alimentation électrique. Par exemple, une alimentation électrique plus faible des LED et une gestion thermique optimale permettent également de prolonger de manière significative le maintien du flux lumineux au-delà de la période de projection.

Quelle est la différence entre maintien du flux lumineux et durée de vie ?

Le maintien du flux lumineux prévoit le pourcentage de LED dont le flux lumineux aura diminué après une certaine période. Souvent, une indication telle que L90 B10 à 50 000 h est interprétée, à tort, comme signifiant que 10 % des LED ne fonctionneront plus après la fin des heures de fonctionnement indiquées. Or, la valeur B désigne le pourcentage de LED dont le flux lumineux est inférieur à la valeur L après la durée de fonctionnement. Toutefois, en indiquant L90 B10 jusqu’à 50 000 heures, ces mêmes 10 % peuvent présenter encore 89 % du flux lumineux initial. Les LED et par voie de conséquence les appareils d’éclairage même peuvent continuer à fonctionner.

Intéressant :
contrairement au maintien du flux lumineux, le taux de défaillance décrit un taux de panne, c'est-à-dire le pourcentage d’une LED complètement en panne après une durée de fonctionnement spécifiée. Les LED de haute qualité ont toutefois un très faible taux de défaillance, s'élevant, dans certains cas, à 0,1 % jusqu’à 50 000 heures. Cela signifie : après 50 000 heures de fonctionnement, 1 LED sur 1 000 est tombée en panne.

Facteurs de qualité d’un appareil d’éclairage LED au regard du maintien du flux lumineux et de la durée de vie

Des luminaires bien conçus sont étudiés sur le plan thermique pour que, lorsqu'ils fonctionnent correctement, ils restent toujours en dessous de la température de fonctionnement critique pour les LED concernées. Une LED qui chauffe trop, par exemple en raison d’une alimentation électrique trop élevée ou d’une mauvaise gestion thermique, subit d’irréparables dommages. La conception d’un luminaire détermine donc la qualité du maintien du flux lumineux sur une longue période. La configuration du driver, le module LED et le système de refroidissement sont interdépendants.

Voici un résumé des critères essentiels :

  • Qualité des drivers : fournissent-ils le courant spécifié durant toute la durée de fonctionnement ?

  • Alimentation de la LED : plus le courant est élevé, plus la production de chaleur est importante, ce qui est dommageable pour les LED.

  • L’entraxe entre les LED doit être adapté à la fois à l’optique placée au-dessus et à la conduction thermique des circuits imprimés à noyau métallique du module LED.

  • La surface et la composition du dissipateur thermique, voire du boîtier du luminaire, doivent dissiper la chaleur dans l’environnement de manière fiable pour chaque type de montage autorisé.

Les Connaissances de l'éclairage ERCO existent aussi en livre blanc :

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