Berges 2010 - Les LEDs dans l eclairage

12/01/2010
Auteurs : Alain Kavenoky
Publication Prix Bergès, REE
OAI : oai:www.see.asso.fr:1161:1163
DOI :

Résumé

Mention spéciale


Berges 2010 - Les LEDs dans l eclairage

Auteurs

Ingénieur Général des Ponts & Chaussées, Émérite

Alain Kavenoky

Ingénieur Général des Ponts & Chaussées, Émérite

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REE N°10 Novembre 2009 29 Dossier Nouvelles technologies de l’éclairage : une révolution en ordre de marche ! Mots clés L’efficacité lumineuse des meilleures LEDs a doublé en 4 ans. Et elle va encore probablement doubler d’ici à 2015. Elles seront alors les sources de lumière les plus performantes. L’intérêt des LEDs ne réside pas au niveau du seul composant, mais égale- ment au niveau du système. Cependant des disparités existent et leurs spécifications doivent être examinées avec attention et souvent décryptées. Les LEDs ne sont pas des sources de lumière comme les autres. Leur mise en œuvre requiert des précautions particulières. The efficiency of LEDs has doubled in 4 years. And it will probably double again by 2015. At this time, they will be the most efficient light sources. The benefit of LEDs is not only at the component level, but also at the system level. However, differences between products exist and specifications should be examinated carefully and often decrypted. Indeed LEDs are not light sources like others. Their implementation requires special precautions. L ’ e s s e n t i e l S y n o p s i s Hier reléguées à de simples voyants, les LEDs sont désormais utilisées partout. Pas un mois ne s’écoule sans une annonce de nouvelles solutions à LEDs, performantes, durables, économes… Pourquoi ? Que se cache-t-il derrière cet acronyme ? Que peut- on en attendre aujourd’hui ? Demain ? Quelques réponses sont esquissées avec les précautions requises dans un domaine particulièrement mouvant : celui d’une nou- velle révolution technologique en marche. ■ Patrick Mottier CEA-LETI, MINATEC Grenoble Les LEDs dans l’éclairage LED, Diodes électroluminescentes, Efficacité lumineuse, Efficacité énergétique, éclairage, Coût de l’éclairage 1. Introduction L’utilisation de diodes électroluminescentes (LEDs) pour éclairer est un phénomène récent, mais leur déploie- ment sur ce secteur de marché paraît désormais inéluc- table. Elles conquièrent des niches marketing de plus en plus nombreuses au fur et à mesure que croissent leurs performances et diminuent leur prix. Et la feuille de route de l’Optoelectronics Industry Development Association (OIDA) prévoit, qu’à terme, elles deviennent les sour- ces de lumière les plus performantes du marché en terme d’efficacité lumineuse (figure 1) [1]. Cette technologie présente des atouts considérables notamment du point de vue de l’efficacité énergétique qui s’avère bien supérieure à celle des lampes à incandescen- ce et s’approche désormais de celle des lampes fluocom- pactes. Mais ce n’est pas là son seul intérêt. Les dimensions réduites des LEDs permettent de concevoir des luminaires aux rendements optiques élevés. Le temps de réponse très court et la « gradabilité totale » de 0 à 100 % du flux, deux autres caractéristiques propres aux LEDs, rendent facile l’utilisation de systèmes de ges- tion énergétique qui optimisent en permanence le flux de lumière en fonction du besoin. Les LEDs se prêtent donc à une gestion spatiale et temporelle de l’éclairage qui induit à son tour une amélioration des performances énergétiques du système d’éclairage. Figure 1. L’efficacité lumineuse des LEDs blanches vue par l’OIDA en 2002. En 2009, cette dernière atteint environ 100lm/W (produit commercial) pour une température de jonction de 25° C et un spectre blanc froid. Dossier REE N°10 Novembre 200930 Nouvelles technologies de l’éclairage : une révolution en ordre de marche ! Les LEDs sont également fiables et insensibles aux chocs. L’accès à des couleurs saturées, l’absence de ris- que électrique, le bon fonctionnement à basse tempéra- ture, l’absence d’UV ou d’infrarouge rayonnés sont autant d’avantages qui peuvent se révéler très attractifs pour cer- tains secteurs de marché. L’étape décisive sera toutefois celle où les performan- ces technico-économiques des LEDs leur permettront de pénétrer le marché de l’éclairage général, ouverture qui devrait vraisemblablement se produire dans les 5 années à venir. Avec cet objectif en ligne de mire, on assiste ac- tuellement à une course effrénée aux performances de la part des fabricants et à une multiplication des « nouveaux entrants ». 2. Les LEDs de haute efficacité énergétique Ce n’est qu’à la toute fin des années 80 qu’a été mise au point une technologie de LED bleue viable [2]. L’appa- rition de cette longueur d’onde ouvrit la porte, comme on le verra ci-après, à la lumière blanche qui, à son tour, ren- dait le marché de l’éclairage désormais accessible. Cette perspective était suffisamment attrayante pour motiver de très importants efforts de R&D qui aboutissent aux perfor- mances d’aujourd’hui et préparent les prochaines généra- tions de produits. Le tableau 1 donne une idée des carac- téristiques annoncées par les industriels leaders pour leurs produits commerciaux les plus performants. A noter que celles-ci sont mesurées dans des conditions de laboratoire garantissant une température de la jonction semi-conduc- trice à 25° C. On en verra les limites ci-après. Quelle qu’en soit la couleur, une LED est avant tout, comme son nom l’indique, une diode. Alors que les dio- des bien connues des électroniciens sont fabriquées sur du silicium, les LEDs sont à base de semi-conducteurs moins connus, à savoir du nitrure de gallium (GaN)  pour les LEDs vertes et bleues ou du « phosphure ou arséniure de gallium (GaP, GaAs…) » pour les LEDs ambre ou rouges. Plus encore, il ne s’agit pas de semi-conducteurs massifs, mais sous forme de couches semi-conductrices épitaxiées sur un substrat cristallin différent. Pour les nitrures, il s’agit généralement de saphir, mais également de SiC, ce qui a, comme conséquence essentielle, une qualité cristalline du matériau actif moindre, cause de nombre de difficultés ren- contrées par les fabricants [3]. En tant que diodes, les LEDs sont des composants polarisés. Elles fonctionnent sous quelques volts et émet- tent de la lumière lorsqu’elles sont polarisées en direct, c’est-à-dire dans le sens passant de la diode. Leur tension de seuil typique à courant nominal est de 3,2 V pour les LEDs nitrures, 2,1 V pour les LEDs phosphures ou arsé- niures (tableau 2). Les LEDs auxquelles on s’intéresse ici sont celles qui présentent une efficacité énergétique élevée, c’est-à-dire où le rapport entre l’énergie rayonnée sous forme de lu- mière et l’énergie électrique consommée est de l’ordre de quelques dizaines de %. L’énergie manquante est dissipée sous forme de chaleur et évacuée par conduction, puis convection dans l’atmosphère. Le flux émit par une LED est quasi-monochromatique, ce qui correspond à une couleur saturée. On verra dans la suite comment on en fait de la lumière blanche, mais il s’agit là de l’une des différences fondamentales entre LEDs et lampes à incandescence. En effet, le flux émit par ces dernières a un spectre très large. Il déborde largement le spectre visible et se situe principalement dans l’infra- rouge. Ainsi les lampes à incandescence évacuent le gros de l’énergie électrique qu’on leur fournit sous forme de rayonnement infrarouge, et seulement quelques % sous forme de lumière visible. Par rapport à ces dernières, les LEDs présentent d’emblée un intérêt évident du point de vue énergétique, Couleur royal blue cyan green amber red Longueur d'onde pic (nm) 448 457 506 518 592 637 Tension (V) 3,3 3,5 3,5 3,3 2,2 2,1 Puissance (Watt) 0,27 0,15 0,11 0,05 0,04 0,14 Efficacité énergétique 23 % 12 % 9 % 5 % 6 % 18 % Flux (lumen) 8,6 9,8 35,4 25,5 22,5 21,9 Efficacité lumineuse (lm/W) 7,6 7,9 29,0 22,2 29,6 29,2 Tableau 2. Principales caractéristiques mesurées sur une série de LEDs émettant à différentes longueurs d’onde – Courant de mesures 350 mA – Ces résultats sont donnés à titre d’exemples uniquement. Mesures CEA-LETI (Ph. Grosse). Tableau 1. Efficacité lumineuse de LEDs blanc froid parmi les plus performantes relevées dans les documentations des fabricants leaders début 2009. Fabricant Modèle Efficacité lumineuse @350mA – Tj 25° C Cree XLamp XR-E 107 lm/W Nichia NS3W183 98 lm/W Osram Opto Semiconductors Advanced Power TopLED Plus 90 lm/W Philips Lumileds Rebel ES 100 lm/W REE N°10 Novembre 2009 31 ■ Les LEDs dans l’éclairage ■ puisque certaines s’approchent d’un rendement1 de 60 %. C’est l’une des conséquences de la physique mise en œu- vre. Dans un processus idéal, on pourrait imaginer un ren- dement de 100 % pour les LEDs, alors que le rendement théorique du Corps Noir thermodynamique, modèle phy- sique de la lampe à incandescence, se situe aux alentours des 10 à 15 % pour des températures typiques de filament de 2 800 à 3 200 K. Il existe des différences suivant la couleur des LEDs. Les LEDs nitrures sont très efficaces dans la partie bleue du spectre et leur efficacité diminue lorsqu’on se déplace vers la partie rouge du spectre.A contrario, les LEDs à base de phosphures ou arséniures sont efficaces dans les rou- ges et l’ambre, mais sont incapables de produire du bleu. Finalement, on constate que les LEDs vertes, entre ces deux zones extrêmes sont d’une efficacité médiocre et, ce, quel que soit le matériau de base. C’est le « green gap » (tableau 2 et figure 2). En mélangeant de la lumière bleue, verte et rouge on arrive, tout comme en télévision à procurer une sensation de lumière blanche. Bien qu’intéressante par la souplesse qu’elle procure en terme d’ajustement de teinte ou de tem- pérature de couleur, cette technique est en revanche assez onéreuse du fait de l’électronique de contrôle qu’elle re- quiert. Plus important encore, la qualité colorimétrique traduite par l’indice de rendu des couleurs (IRC) de ce type d’éclairage est médiocre. Une meilleure façon de produire de la lumière blanche est d’assembler une LED bleue et des luminophores. Les photons bleus produits par les LEDs sont assez énergéti- ques pour exciter des luminophores tels que leYAG-Ce qui, en se désexcitant, produisent de la lumière jaune. L’épais- seur de luminophores à traverser est calculée pour obte- nir en sortie un « pseudo-blanc », mélange de bleu et de jaune. Depuis les premiers produits à la qualité de blanc 1 Rapport de la puissance rayonnée en lumière visible à la puissance électrique fournie. On parle également d’efficacité énergétique. et à l’homogénéité de faisceau toute relative, la qualité des LEDs blanches s’est singulièrement améliorée grâce à l’élargissement de la gamme des luminophores utilisés et à des techniques de mise en œuvre plus sophistiquées. Initialement d’un blanc bleuté particulièrement « froid », des LEDs utilisant plusieurs luminophores produisent dé- sormais également des blancs chauds. Les LEDs produi- sant un blanc chaud font état cependant d’un rendement environ 20 % plus faible que celui des LEDs blanc froid. La recherche se poursuit pour améliorer encore la qualité colorimétrique des LEDs blanches. L’objectif visé est un spectre coloré proche de celui du Corps Noir entre 3 000 (blanc chaud) et 6 000 K (blanc froid) afin d’aug- menter l’IRC en s’approchant de 100, soit la qualité de rendu de couleur des lampes à incandescence. 3. Principales spécificités à prendre en compte dans l’utilisation de LEDs La tension de seuil de la diode, leVf des électroniciens, diminue lorsque la température de la jonction s’élève, or c’est effectivement ce qu’il advient à la jonction d’une LED en fonctionnement. Comme on l’a vu ci-dessus, elle dégage de la chaleur qui élève sa température. Il convient donc d’en réguler le courant pour éviter l’emballement thermique et, essentiel, d’évacuer la chaleur produite en assurant une bonne conduction et dissipation thermique entre la jonction et l’atmosphère. Une LED s’alimente donc par un générateur de courant (qui peut être aussi simple qu’une résistance en série !) De même, vues les dispersions de fabrication, la tension de seuil peut varier de manière significative d’une LED à l’autre, pour éviter de suralimenter une diode par rapport à ses voisines, il convient de les monter en série plutôt qu’en parallèle. Pas un mois ne s’écoule sans une nouvelle annonce de record exprimé en général en lumen par Watt électrique (lm/W). Pour les utilisateurs de lampes plus classiques comme les lampes à incandescence, cette valeur représente implicitement une constante, indépendante des conditions de fonctionnement (elle varie bien sûr avec l’âge, mais pas énormément). La situation est totalement différente avec les LEDs et leur efficacité varie avec la température interne de la diode appelée généralement température de jonction (Tj ) et avec le courant qui y circule. Désormais les fabri- cants des LEDs annoncent des performances à courant nominal (350mA, 1A…). Ce n’était pas le cas dans un pas- sé récent où les performances étaient données à un courant d’utilisation de l’ordre de 20 mA, très loin des conditions d’utilisation, mais plus favorable au fabricant. En revanche, côté température et faute de connaître les conditions d’utilisation qui dépendent bien sûr du montage et des échanges thermiques autour de la LED, les fabricants se sont entendus pour donner les efficacités lumineuses des LEDs à une température de jonction de 25° C. Cette situation ne se rencontre qu’en laboratoire dans des conditions de mesure dites « en impulsionnel Figure 2. Exemples de spectres d’émission d’une série de LEDs émettant à différentes longueur d’ondes en W/nm (courbes continues) et lm/nm (courbes pointillées). L’affaissement des rendements énergétiques est sensible dans le domaine du vert. A contrario, et lié à la sensibilité de l’œil dans ce domaine, le nombre de lumen produit reste important. Mesures CEA-LETI (Ph. Grosse). Dossier REE N°10 Novembre 200932 Nouvelles technologies de l’éclairage : une révolution en ordre de marche ! », quand les durées de mesure sont suffisamment courtes pour ne pas échauffer la LED. L’utilisateur doit intégrer dans sa conception de luminaire la chute de l’efficacité que provoquera l’augmentation de la température de la LED, et bien sûr tenter de minimiser celle-ci. La vigilance s’impose dans les annonces d’efficacité lumineuse lorsque le seul chiffre des lm/W est annoncé pour des LEDs blanches sans indication de l’IRC. Pour illustrer le propos, on considérera 2 cas extrêmes (et fic- tifs) : une LED verte émettant à 555 nm qui aurait une efficacité énergétique de 100 % produirait 683 lm/W, à l’opposé, une diode blanche produisant le spectre visible d’un corps noir à 3 000 K avec le même rendement de 100 % produirait 150 lm/W. En revanche, l’IRC de la première serait négatif signifiant qu’il n’y a alors aucun rendu de couleur, alors que celui de la seconde atteindrait 100 ! Une efficacité lumineuse élevée oblige à sacrifier l’IRC et réciproquement. Si l’efficacité des LEDs en situation s’avère plus fai- ble que les performances annoncées dans les catalogues, 2 facteurs importants militent en leur faveur. Le rendement lumineux du luminaire lui-même peut être bien plus élevé que celui utilisant une lampe classique, d’une part parce que l’émission de la diode est directive, mais également parce que la source étant de faible surface, il est plus fa- cile pour les opticiens d’en maîtriser la lumière et l’envoyer sur la zone à éclairer. Le deuxième facteur réside dans la gestion sans contrainte du niveau d’émission de la source. Les LEDs, composants issus de l’électronique, peuvent être modulées entre 0 et 100 % instantanément et sans domma- ge, et se prêtent sans aucune limitation à un asservissement du niveau de lumière produite en fonction du besoin. 4. Le coût du lumen-heure De plus en plus, on compare les coûts des différen- tes technologies d’éclairage en intégrant non seulement le prix d’achat de la source, mais également le prix de l’électricité consommée, et la durée de vie moyenne, qui permet, en fonction des différents scénarii, d’estimer un prix d’usage. Ce prix est habituellement ramené au prix de MégaLumen-heure (Mlm.h), soit approximativement la quantité de lumière produite par une lampe à incandes- cence de 60 W qui fonctionne 1 000 heures. Pourlecalculer,onpartdel’efficacitélumineuse(lm/W) de la source, de la puissance électrique consommée (W) et de la durée de vie prévisible en heures (h). Il est bien sûr nécessaire de connaître le prix du kiloWatt-heure électrique et de celui d’une opération de maintenance. Ce dernier peut influer du tout au tout dans le coût final puisqu’il peut varier de façon considérable suivant que le changement de lampe s’effectue par le particulier qui ne facture pas son temps, ou par une équipe spécialisée avec location de camion-nacelle par exemple. Il faut donc se garder de tirer des conclusions sur la base de calculs génériques et refaire les calculs en considérant chaque cas de manière spécifique. Cette mise en garde étant faite, le principe de calcul consiste à calculer d’une part ce que coûtera une lampe (achat, électricité et maintenance) de puissance électrique Pe produisant un flux L pendant sa durée de vie T, d’autre part la quantité de lumière qu’elle produira en Mlm.h pen- dant la même période, puis de diviser le premier résultat par le second. Ce qui nous amène à la relation suivante. Pourêtreplusprécis,ilfaudraitinclureleprixdel’équipe- ment électronique (et de son remplacement) dans ce calcul. Globalement et dans un contexte de renchérissement de l’énergie, cette approche est favorable aux sources éco- nomes en énergie et à grande durée de vie, autrement dit aux systèmes à LEDs. Cette notion n’est toutefois pas suffisante, et on peut s’intéresser au moment de choisir un type de source, du temps de retour sur investissement, si l’on opte pour une source plus chère à l’achat. Auquel cas, il faut calculer le prix de revient au cours du temps en remplaçant la durée de vie moyenne par la durée d’usage cumulée et en in- tégrant les différentes sources de coûts. Cette approche facile à mettre en œuvre à l’aide d’un tableur, permet de déterminer la durée qu’il faudra pour amortir le surcoût initial. Les LEDs sont alors favorisées par des taux d’uti- lisation journaliers élevés. Encore une fois, l’intérêt des LEDs du point de vue énergétique ne réside pas dans le seul composant : il est démultiplié lorsque l’on raisonne « système » grâce à un rendement supérieur du luminaire et une gestion du flux en fonction du besoin, deux paramètres qui compliquent l’utilisation de ce modèle. Par ailleurs, il s’agit là d’un calcul économique ne considérant que la quantité de lumière produite, sans considération pour sa qualité, son impact environnemen- tal ou pour d’autres avantages qui peuvent faire opter pour une solution plutôt qu’une autre, malgré un coût plus élevé. Ce n’est donc qu’un paramètre parmi d’autres. 5. Quelles sont les marges de progrès ? Malgré des progrès très significatifs ces dernières an- nées, la recherche, et le développement autour des LEDs, est toujours très active. Elle vise essentiellement à amélio- rer l’efficacité énergétique des systèmes à LEDs tout en en baissant les coûts. Dans ce cadre, combler le « green gap » évoqué plus haut est un objectif important, mais pas seule- ment. La R&D concerne toutes les étapes qui conduisent du substrat au luminaire. Cela inclut donc la puce semi- conductrice elle-même, mais également les aspects re- latifs à son packaging notamment son aspect thermique et optique, ainsi que les luminophores de conversion de longueur d’onde. Les aspects périphériques suscitent également beaucoup d’attention. Il s’agit par exemple de l’électronique de pilotage qui pose encore de nombreux REE N°10 Novembre 2009 33 ■ Les LEDs dans l’éclairage ■ problèmes à résoudre : conversion AC-DC à haut rende- ment indépendamment du niveau de sortie, durée de vie compatible avec celle des LEDs, absence de rayonnement ou de signaux hautes fréquences ré-injectés sur le réseau, mise en œuvre dans les bâtiments. Ou bien le luminaire lui-même, qui confronté à des caractéristiques de sources totalement nouvelles doit inventer de nouvelles solutions de mise en œuvre. On peut considérer que la lumière issue d’un luminai- re à LEDs est le fruit de 8 rendements qui se multiplient les uns aux autres pour donner le rendement final. On peut écrire ce rendement ou efficacité énergétique sous la forme : avec les définitions suivantes : ηdriver est le rendement du circuit d’alimentation et de contrôle de la LED, c’est-à-dire le rapport entre la puis- sance électrique délivrée à la diode et la puissance électri- que consommée « à la prise ». ηinjection est le rendement de l’injection des porteurs dans le semi-conducteur. Il traduit la qualité électrique des contacts. Une partie de l’énergie est dissipée par effet Joule. Plus le gap des semi-conducteurs est élevé, plus il est difficile d’obtenir des contacts de bonne qualité. ηinterne est le rendement quantique interne. Il traduit la qualité du matériau et de la conception et réalisation de la LED elle-même ηextraction est le rapport entre le nombre de photons sor- tant de la diode et le nombre de photons créés dans la jonction. Une partie de ces derniers reste piégée par les indices de réfraction élevés des semi-conducteurs et finit par être réabsorbée. ηconversion est le rendement de transformation en lumière blanche et traduit l’efficacité des luminophores. ηdiffusion traduit les pertes subies par diffusion optique. ηthermique traduit la perte d’efficacité liée à la tempé- rature de la jonction évoquée plus haut. Cette approche permet de décorréler les pertes liées aux performances des LEDs (prises à une température de jonction de 25° C) des aspects thermiques qui sont généralement traités au niveau du luminaire. ηluminaire décrit le rendement du luminaire, c’est-à-dire l’efficacité avec laquelle il conduit les photons sur la zone à éclairer. Une partie de ces derniers peut en effet soit se perdre dans le luminaire, soit partir dans une mauvaise direction et être ainsi « gaspillée ». Le tableau 3 donne des valeurs typiques pour chacun d’eux en 2005 et 2008 montrant ainsi les progrès réali- sés. Il précise également les rendements objectifs 2015 tels que visés par le Département de l’Energie (DoE) américain [4]. Si on prend en compte les 5 rende- ments qui concernent directement la LED, on obtient un rendement du com- posant d’environ 30 % pour les meilleurs produits fin 2008 à comparer aux chiffres mesurés récemment au CEA sur une série de LEDs blanc froid CREE-XRE (tableau 4). En raisonnant sur les rendements moyens (moyennes géométriques car ces derniers se multiplient) on obtient un rendement élémentaire moyen de 73 % en 2005, 80 % en 2008 et 89 % en 2015. Ces « petites améliorations » ont cependant permis de doubler le rendement global entre 2005 et 2008, et permettront de le doubler encore d’ici à 2015. Ce calcul, certes simpliste, montre que pour progres- ser sur l’efficacité des LEDs, il faudra améliorer « un peu » chacun des rendements. Chaque spécialiste, de l’électroni- cien à l’opticien en passant par le spécialiste de la physique du solide ou des luminophores est donc à même de contri- buer aux progrès planifiés sur la feuille de route de cette technologie. L’autre aspect omniprésent dans les développements industriels notamment, consiste à diminuer les coûts de fabrication, point que nous n’aborderons cependant pas dans le cadre de cet article. Tableau 3. Valeurs typiques des rendements intervenant dans le rendement global en 2005, 2008 et l’objectif visé en 2015 pour un luminaire à LED (Blanc à 4 100 K – CRI 80). Rendements 2005 2008 Objectif 2015 Alimentation Driver 85 % 85 % 92 % LED Tj : 25°C Température de couleur : 4100 K CRI : 80 Injection électrique 80 % 90 % 95 % Quantique Interne 60 % 80 % 90 % Extraction 50 % 80 % 90 % Conversion longueur d’onde 70 % 65 % 73 % Diffusion 80 % 80 % 90 % Luminaire Thermique ? 85 % 95 % Optique 70 % 80 % 92 % Global 8 % 17 % 41 % Min Moyenne Max Courant (A) 0,35 0,35 0,35 Tension (V) 3,08 3,15 3,21 Puissance (lumen) 96 99 102 Puissance (W) 0,30 0,31 0,33 Indice de rendu de couleurs 69 71 73 Température de couleurs (K) 5 851 6 074 6 228 Rendement énergétique 27 % 29 % 30 % Tableau 4. Résultats des mesures réalisées sur une série de LEDs blanches CREE-XRE – Mesures CEA-LETI (Ph. Grosse). Dossier REE N°10 Novembre 200934 Nouvelles technologies de l’éclairage : une révolution en ordre de marche ! 6. Les LEDs ultra-brillantes ou un gisement d’innovations Bien que rapide, le developpement des systèmes à LEDs ne fait que commencer et il est fort à parier que « le gisement d’innovations » mis à jour n’a encore été que partiellement exploité. L’amélioration prévue des per- formances incite à penser aujourd’hui les innovations que permettront les LEDs de demain. Des pistes sont déjà dé- frichées où les luminaires s’adapteraient automatiquement aux besoins dans leur zone d’éclairage, communicants si besoin avec leurs voisins, exemple parmi bien d’autres plus futuristes encore. Intuitivement, on décèle aussi des liens étroits entre les générateurs photovoltaïques et les diodes électroluminescentes, au moins au niveau de la physique mise en œuvre, mais également dans la démar- che engagée vers l’économie d’énergie et de ressources où ces deux technologies trouvent leur place. Composant fondamentalement électronique, les LEDs ont fait entrer l’éclairage à son tour dans l’ère du numéri- que et on constate tous les jours l’impact que le numéri- que a eu sur le monde qui nous entoure. Les LEDs à leur tour s’y emploient, 2009 n’aura été que l’année charnière d’un processus irréversible. Remerciements L’auteur souhaite remercier ses collègues du CEA-LETI pour les discussions intéressantes relatives aux thèmes abor- dés dans cet article et notamment Philippe Grosse pour les mesures effectuées, François Levy et Alexandre Lagrange. Références [1] Light Emitting Diodes (LEDs) for General Illumination – An OIDA Technology Roadmap Update 2002 - http://lighting. sandia.gov/lightingdocs/OIDA_SSL_LED_Roadmap_Full.pdf [2] S. Nakamura, T. MUKAI & M. SENOH, “High-Power GaN P-N Junction Blue Light Emitting Diodes”, Japanese Journal of Applied Physics Part 2 Letters - Vol. 30 - n°12A - pp 1998-2001 - 1991. [3] Pour plus d’informations sur la physique et la fabrication des LEDs de haute brillance, on pourra consulter l’ouvrage : « Les diodes électroluminescentes pour l’éclairage » – EGEM - Edition Lavoisier 2008. [4] Multi-Year Program Plan FY’09-FY’15 - Solid-State Lighting Research and Development - U.S. Department of Energy - http://apps1.eere.energy.gov/buildings/publications/pdfs/ ssl/ssl_mypp2009_web.pdf L ’ a u t e u r Patrick Mottier est coordinateur des programmes « Nouvelles technologies pour l’éclairage » au CEA-LETI à Grenoble. Il a dirigé l’édition de l’ouvrage cité en référence 3. Il représente le CEA au bureau de l’association « Cluster Lumière » (www.clusterlumiere. com).