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En 2010, elles décollaient sur le marché, parées de toutes les vertus : performance, durée de vie. Six ans plus tard, quel bilan dresser de la performance énergétique et économique des LED ? Lionel Witkowski1 analyse les caractéristiques d’une technologie de rupture pour le tertiaire et l’industrie.

La performance énergétique de la LED est-elle aussi significative qu’on l’a annoncé au démarrage, notamment en matière de consommation ?

Définissons tout d’abord cette performance : il s’agit de l’ensemble de la consommation du luminaire LED par rapport à la quantité de lumière obtenue. Cette performance s’exprime en lumen par Watt. Alors que les tubes fluorescents traditionnels affichaient une efficacité entre 70 et 90 lumens/Watt, aujourd’hui les systèmes LED atteignent entre 100 et 150 lumens/Watt. Mieux, avec ses lentilles la LED peut canaliser la lumière là où on en a besoin. Sur le plan énergétique, la réduction de la consommation va d’un facteur de 2 à 3.

Au-delà de la performance technique, l’usage est un facteur essentiel d’économie. La LED étant un composant électronique, il est facile de la commuter, la diriger et la faire varier. Si on associe un luminaire LED de 130 lumens/Watt à un système de régulation suivant l’apport de lumière du jour et un système de détection de présence, on peut réaliser des économies d’énergie de l’ordre de 80 % par rapport à une installation classique. Plus globalement, la rénovation d’un système classique en système LED permet de diviser par 3 à 5 la consommation réelle de l’installation. D’autant que l’électronique de commande s’est beaucoup amélioré ces dernières années. Or la LED se prête mieux à ces systèmes de gestion que le tube fluo souvent limité en nombre de cycles de mise en service/arrêt qui limitait sa durée de vie
(voir encadré ci-dessous).

Consommation et économie d’énergie, l’atout stratégique LED

Selon le Syndicat de l’éclairage :

  • 80 % des systèmes d’éclairage des entreprises sont composés de luminaires énergivores et obsolètes.
  • Les audits réalisés prouvent que rénover les installations d’éclairage permettrait au secteur tertiaire d’économiser plus de 7,50 € par an et par m² de bureau à un même niveau d’éclairement.
  • Adopter des éclairages LED permet de diviser par 3 les coûts de maintenance et d’entretien par rapport aux technologies classiques.
  • Entre 1990 et 2015, la durée moyenne de l’éclairage a été réduite de 600 heures par an grâce au développement de la gestion et du pilotage.

Précisément, quels autres avantages les entreprises peuvent-elles en tirer (durée de vie, qualité d’éclairement) ?

Avec le tube fluocompact, les durées de vie se situaient entre 5 000 et 18 000 heures. Aujourd’hui, la LED offre des durées de vie allant de 50 000 à 100 000 heures. Les systèmes actuels ont ainsi des durées de vie multipliées par quatre. Avec une durée de vie de 50 000 heures, pour une utilisation normale du bureau 2 200 heures par an, le système LED peut durer quasiment 20 ans : une performance sans comparaison avec celles des luminaires standard. Cet allongement de la durée de vie améliore non seulement la performance énergétique mais limite également la maintenance, évitant les opérations de relamping2 très fréquentes avec les systèmes classiques.

En matière de qualité d’éclairement, la LED permet un niveau d’éclairement satisfaisant à moindre coût. Alors que certaines entreprises avaient tendance à restreindre l’équipement pour limiter l’investissement et réduire la consommation électrique, la LED permet de retrouver un éclairage juste sans surcoût, ajustable suivant l’environnement, en améliorant les conditions de travail et en limitant notamment les taux d’erreur et de rebuts de pièces non conformes.

Qu’en est-il de la gestion thermique ? Point critique relevé sur ces équipements ?

Cette réserve est un combat d’arrière-garde. Comme tout semi-conducteur traversé par un courant, la LED produit de la chaleur. L’enjeu consiste à ne pas dépasser des températures critiques pour chaque composant. Mais aujourd’hui la question thermique n’est plus un sujet. L’évolution de la LED s’inscrit dans la logique de la loi de Moore. Autrement dit, sa performance double régulièrement et de manière répétitive, en même temps que la taille des composants diminue.

Il y a 5 ans, les systèmes de refroidissement étaient nécessaires, aujourd’hui, les enveloppes des luminaires sont suffisantes pour dissiper la chaleur existante. Et dans 5 ou 10 ans, l’évolution sera telle que le composant LED s’installera directement sur des supports en polymère alors même qu’il n’y aura plus l’effet dissipatif des parties métalliques. Reste que la gestion thermique demeure un indicateur de qualité pour la performance et la durée de vie. Mais plus globalement, la LED n’a pas fini de montrer ses ressources (voir encadré ci-dessous).

Trois promesses de la LED connectée

  • Un luminaire suivi à la trace : des systèmes d’information sur les LED et les drivers associés vont permettre de fournir des informations sur les températures à l’intérieur du luminaire, sa consommation, le nombre d’heures d’utilisation, la durée de vie… permettant de suivre sa performance à distance durant tout son fonctionnement.
  • Smart luminaire pour smart building : à terme, les lampes LED pourront centraliser un ensemble de capteurs permettant un pilotage centralisé d’un smart building. Connecté au cloud, le luminaire fera remonter des données les informations suivant les applications concernées : détecteurs de présence, mesure et ajustement de lumière ou de température, etc.
  • Li-Fi, la lumière communicante : le faisceau lumineux de la LED peut servir à transmettre des informations sans fil via le système Light Fidelity avec un débit 10 fois supérieur à celui du
    Wi-Fi, sans ondes électromagnétiques. Intérêt pour les industriels, la transmission d’une information géocontextualisée : dans la rue pour transmettre des horaires de bus, dans un magasin pour communiquer sur des promotions ou mieux comprendre les flux de circulation des consommateurs, dans un musée pour s’informer des œuvres au fur et à mesure de sa visite…

Le prix reste un sujet à débat. Quel temps de retour sur investissement espérer ?

Aujourd’hui, la LED peut remplacer n’importe quel luminaire traditionnel à un coût acceptable. L’investissement de départ sera légèrement plus important qu’un produit type fluo. Mais en considérant le prix d’achat rapporté au TCO3 , la LED permet aux industriels de fortes économies par une diminution drastique de leur consommation énergétique, la suppression des opérations de maintenance et de relamping et une durée de vie très élevée. L’ensemble de ces critères réunis permet de rentabiliser l’investissement en 5 ans en moyenne. Sur certaines applications plus pointues comme les entrepôts frigorifiques où le tube fluo affiche de médiocres performances à température très basse, le retour sur investissement des systèmes LED peut être de 2 ans.

Les bénéfices environnementaux sont-ils significatifs ?

Si on réalise une analyse du cycle vie, 80 % de l’empreinte environnementale d’un luminaire LED est due à sa consommation. Composants, fabrication, assemblage, recyclage et transport ne représentent que 20 % de son impact. Ainsi liée avant tout à son efficacité lumineuse et à sa durée de vie, l’empreinte environnementale des LED reste bien inférieure à celle des lampes à incandescence. Autre avantage environnemental : la LED ne contient pas de mercure contrairement aux lampes fluocompactes. En France la majorité de la profession passe d’ailleurs par un écoorganisme de récupération et de traitement des produits d’éclairage type Recylum, pour recycler au maximum les matériaux et matières premières des LED. Mais l’empreinte étant essentiellement liée à sa consommation, le bilan énergétique d’un luminaire LED tire avant tout parti de sa sobriété énergétique.

1 Président la commission éclairage intérieur du Syndicat de l’éclairage et PDG de Trilux France
2 Remplacement des lampes en fin de vie sur une installation d’éclairage. Les luminaires ne sont pas remplacés à cette occasion, ils peuvent cependant être nettoyés.
3 Total Cost of Ownership (coût global de possession)

 

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