Les diodes électroluminescentes, l’éclairage du futur

LED, LED organiques, FOLED, OLED, efficacité électrique, efficacité énergétique, éclairage «D’ici à 2020, les LED pourraient représenter 75 % du marché de l’éclairage », selon Christophe Bresson, directeur commercial de l’activité éclairage de Philips. Une telle estimation interpelle, tant les ampoules traditionnelles et les lampes fluo-compactes dominent le marché de l’éclairage. Mais elle se fonde sur l’énorme potentiel des LED (en anglais « light-emitting diodes », diodes électroluminescentes) en matière d’efficacité électrique. Si d’importants progrès restent à faire, notamment en termes de rendu des couleurs, d’impressionnantes innovations telles que les LED flexibles et organiques apparaissent. Petite présentation d’une technologie en plein devenir.

Comment mesure-t-on l’efficacité lumineuse ?

Pour exprimer l’efficacité énergétique ou électrique d’un dispositif d’éclairage, on utilise le lumen par watt : une unité qui exprime le rapport entre la luminosité émise et l’électricité consommée. Pour les ampoules classiques à incandescence, elle est de 12 à 20 lm/W ; pour les ampoules fluo-compactes ou basse consommation, de 60 à 100. L’efficacité des LED pourrait quant à elle encore doubler pour atteindre 150 lm/W, ce qui ferait d’elles les championnes incontestées de l’efficacité lumineuse !

Obstacles et innovations technologiques : LED, OLED et FOLED

Une LED est un dispositif optoélectronique qui émet de la lumière (photons) lorsqu’il est traversé par un courant électrique (électrons). Très efficaces mais aussi d’une durée de vie prolongée (autour 50 000 heures), les LED souffrent actuellement de défauts qui les empêchent de conquérir le marché de l’éclairage. Elles restent chères, principalement du fait des terres rares qui entrent dans leur composition et sont produites à 97% par la Chine, qui en contrôle les prix. En outre, leur rendu des couleurs (indice IRC) est encore imparfait.

Les LED organiques ou OLED font figure d’innovation majeure. Elles se composent de couches de semi-conducteurs organiques, c’est-à-dire fabriqués à base de carbone (cristaux et polymères, par opposition aux semi-conducteurs inorganiques comme le silicium), entre deux électrodes dont au moins l’une est transparente. Les OLED ont le double avantage d’être fabriquées à base de matériaux moins coûteux et de pouvoir générer de la lumière sur des couches fines et étendues. Quand elles sont construites sur un substrat plastique flexible, elles en acquièrent en plus la souplesse : ces « FOLED » (Flexible Organic Light-Emitting Diodes) ouvrent des perspectives insoupçonnées pour l’électronique de demain (écran mous et pliables, papier-peint lumineux, etc.)

Cependant, deux difficultés demeurent : le rendement (et donc l’efficacité lumineuse) des OLED est pour l’instant nettement inférieur à celui des LED classiques, et leur durée de vie est relativement limitée (14 000 heures).

Ces inconvénients des LED organiques font dire à certains analystes qu’elles n’occuperaient d’ici à 2020 qu’une niche bien particulière sur le marché de l’éclairage, comme les matériels militaires par exemple. Encore trop chères pour trouver des débouchés auprès du grand public, les OLED n’en représentent pas moins une avancée spectaculaire dans le domaine de l’éclairage moderne.

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