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La révolution technologique  de l’éclairage

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REE N°4/2012 ◗ 31 L'éclairage Christophe Cachoncinlle GREMI, UMR-7344 CNRS/Université d’Orléans Georges Zissis LAPLACE, UMR-5213, UPS-INPT-CNRS, Université de Toulouse Introduction Plus que dans une simple évolution technologique, le monde de l’éclairage est engagé depuis quelques années dans une véritable révolution. Depuis l’appa- rition sur le marché au siècle dernier de la technolo- gie à fluorescence, nos « tubes fluorescents » et leurs miniaturisations en diverses lampes dites «  lampes fluorescentes compactes (LFC) », seule l’arrivée des lampes à décharge à forte intensité avait bousculé un peu le marché, au moins celui des lampes profession- nelles. Aujourd’hui, les acteurs du secteur de l’éclaira- ge sont confrontés à un bouleversement du marché, drainé par une demande de plus en plus forte vers un type d’éclairage « très tendance » : l’éclairage à LEDs. Celui-ci est supposé peu énergivore, d’une flexibilité inégalée et d’une qualité de lumière qui tiendrait du magique au regard des commentaires de ses aficio- nados (figure 1). Mais, pour la communauté scientifique, qu’en est-il exactement ? Quelles sont aujourd’hui les meilleures solutions d’éclairage disponibles sur le marché ? Nous allons présenter une revue de ces technologies et en peser les avantages et les inconvénients. Bien sûr, aucune technologie n’est une panacée, mais certaines d’entre elles sont plus adaptées à certaines applica- tions que telles autres. Nous allons d’abord présenter la technologie d’émission de lumière à partir de l’état solide de la matière : ce sont les LEDs (Light Emit- ting Diodes en anglais) et les OLEDs (Organic Light Emiting Diodes). Puis nous aborderons la très grande famille des technologies basées sur l’état plasma de la matière, c’est-à-dire les lampes fluorescentes, tubes fluorescents et lampes fluorescentes compactes, ainsi que les lampes à décharge beaucoup utilisées en éclairage public. Enfin nous finirons par la technolo- gie basée sur le rayonnement thermique, technologie énergivore et donc en phase finale de bannissement de nos rayons : les lampes à incandescence, ampou- les classiques et ampoules halogènes. L’obligation faite au travers de diverses réglementa- tions [1] de satisfaire aux baisses de la consommation d’énergie, impose au secteur du bâtiment de tirer le meilleur parti des sciences et des techniques pour, La révolution technologique de l’éclairage We present here a review of the various technologies available on the market lighting where, in recent years, new products have been constantly emerging: LEDs and OLEDs complement the wide range of discharge lamps (fluorescent tubes, compact fluorescent lamps, high pressure sodium lamps, metal halide lamps ...). Can they really replace our old incandescent bulbs? We give the main selection criteria: flux, luminous efficacy, color rendering index, color temperature ..., and we examine objectively the advantages and disadvantages of each technology in this market. Are these new lamps better than the old ones? Do they actually consume less energy? Often the answer is “yes”. Anyway, the latest technologies are often the most economical in terms of energy. But one must know how to choose the right lamp for the right application. abstract Figure 1 : Lampes à LEDs de substitution pour l’éclairage domestique. Culot E27. Source : Philipslighting. Wikipedia. 32 ◗ REE N°4/2012 L'éclairage d’une part profiter au maximum de l’apport de la lumière du jour, d’autre part choisir les appareillages les plus performants en termes d’efficacité énergétique. En aucun cas la qualité de l’éclairage, le niveau d’éclairement et le confort visuel ne doi- vent être sacrifiés sur l’autel du Grenelle de l’environnement ! Venant du grand public, la sentence est sans appel : il est à présent difficile de s’y retrouver dans le simple choix d’une ampoule pour sa maison. Les technologies sont trop diver- ses et les critères techniques peu clairs : expliquer que les ambiances lumineuses les plus chaudes sont produites par les températures les plus froides relève du paradoxe. Les pro- fessionnels font leur maximum pour diffuser une information simple sur des produits d’une technicité toujours plus avan- cée. Mais le nombre de pictogrammes explose littéralement sur les emballages. Pour bien choisir, il faut se concentrer sur cinq principaux critères : le flux lumineux, l’efficacité énergétique, la tempé- rature de couleur, l’indice de rendu des couleurs et le type de culot. Le flux est exprimé en lumen (symbole lm). Il traduit la puissance lumineuse de la lampe : de quelques lumens pour une veilleuse de nuit à 100 000 lm pour une lampe de pro- jecteur de stade  ; typiquement ces flux vont de quelques centaines de lumens, particularité des vielles ampoules à in- candescence, à quelques milliers de lumens pour nos tubes fluorescents d’intérieur. La quantité de lumière émise est le critère de plus important à prendre en compte pour l’achat d’une lampe1 , car c’est elle qui nous assurera d’obtenir l’éclai- rement voulu. L’efficacité lumineuse est le rapport entre l’énergie con- sommée par seconde et la quantité de lumière visible pro- duite. Elle s’exprime en lumens par watt (symbole lm/W). C’est un critère très important pour le choix. Les très vielles ampoules à incandescence avaient des efficacités lumineu- ses qui étaient de l’ordre de 12 lm/W : C’est presque 10 fois plus énergivore que les bons tubes fluorescents actuels qui peuvent atteindre 120 lm/W ! Les lampes trop énergivores, comme les lampes à incandescence, ne peuvent plus être mises sur le marché européen, un calendrier de retrait pro- gressif est en cours d’exécution. Avec l’arrivée des LEDS, il sera possible, dans l’avenir, de n’avoir que des sources lu- mineuses de plus de 100 lm/W. Si le consommateur a bien accès à la valeur du flux lumineux qui est porté obligatoire- ment sur l’emballage, il est par contre privé du chiffre corres- pondant à l’efficacité de sa lampe. Nos organismes (Directive 1 La génération des nos grands parents achetait des lampes en fonction du nombre des candelas (intensité), notre génération regarde plutôt la puissance en watt ; la nouvelle génération doit apprendre à regarder le flux en lumens. européenne 98/11/CE) ont jugé plus clair de substituer une lettre témoignant d’une classe d’efficacité énergétique (de A à G) plutôt que la simple valeur d’efficacité en lm/W, cela par souci d’homogénéité avec les appareils électriques. La classe A représente les appareils les plus économes de leur catégorie (cependant des classes A+ et A++ commencent à apparaître sur le marché). La température de couleur des sources de lumière est certainement le plus ésotérique des critères. Ce chiffre, ex- primé en kelvins (symbole K), nous renseigne sur le ton plus ou moins bleuté ou orangé de la lumière blanche produite par la lampe. En dessous de 3 500 K, la lumière blanche « tire vers le jaune-orangé » on parle alors de lumière « chaude », car cela rappelle l’ambiance d’un bon feu de bois. Au dessus de 5 000 K, la lumière blanche devient bleutée et on parle de lumière « froide », elle rappelle la couleur des étendues glacées. La machine humaine est programmée pour accepter ces diverses variations de tonalités colorées pendant la jour- née car la lumière naturelle du jour varie harmonieusement du matin au soir, d’une lumière froide à une lumière chaude, et règle le cycle circadien de notre horloge hormonale. Aussi l’homme a appris au cours de l’évolution à mettre ses sens en éveil au moindre reflet de la lumière froide et consent à se laisser sombrer dans les bras de Morphée à la douce lumière orangée du soir. Ne soyons pas étonnés que les éclairages fonctionnels des bureaux et salles de classes soient quelque peu froids et uniformes : c’est la lumière ad hoc pour met- tre les gens au travail ! Par contre au domicile, on préfère une ambiance plus reposante baignée de lumière chaude et inhomogène (jeu d’ombres et de lumières). Il n’y a pas de bonnes ou de mauvaises températures de couleur, tout est question d’adéquation du choix de l’ambiance à créer avec la vocation du local à éclairer. Qualité souhaitée Valeur minimale de l’IRC Exemples d’applications industrielles Excellent rendu des couleurs IRC > 90 Laboratoire, imprimerie, vente des fruits/légumes/ fleurs... Rendu des couleurs de bonne qualité IRC > 80 Bureaux, magasin, atelier... Rendu des couleurs médiocre IRC > 60 Industrie mécanique, et électrique. Aucune exigence IRC < 60 Fonderie, grosse mécanique, couloirs, parkings, éclairage de sécurité... Tableau 1 : Indice de rendu des couleurs : Valeurs minimales recommandées. Source initiale : Association française de l’éclairage. REE N°4/2012 ◗ 33 La révolution technologique de l’éclairage Il en va différemment pour le choix de l’indice de rendu des couleurs (souvent marqué IRC ou Ra). Cet indice per- met d’apprécier la qualité de restitution des nuances colorées des objets éclairés par une source lumineuse par rapport aux couleurs perçues sous un éclairage de référence. Par la façon dont cet indice a été conçu, il exprime dans quelle mesure la lampe se rapproche de la source de référence (lampe à incandescence ou bien lumière du jour). L’indice, toujours positif, est artificiellement borné supérieurement à 100 pour les meilleures sources. Même s’il n’est pas borné vers sa par- tie inférieure, l’utilisateur ne doit pas choisir de lampes d’in- dice de rendu des couleurs inférieur à 80 pour un éclairage de bonne qualité. Le tableau 1 donne une idée des valeurs d’indice de rendu des couleurs à respecter pour quelques applications. Critère trivial, mais au combien primordial, le culot de la lampe fait bien sûr partie des éléments de choix importants. Toutes les lampes ne se déclinent pas avec tous les culots possibles. Les détaillants ont bien du mal à approvisionner leurs rayons en assurant un choix minimal parmi toutes les références possibles d’un catalogue de lampes : elles sont de l’ordre de plusieurs milliers (marques, flux, formes, culots, puissances, IRC, température...). Les culots ont évidement été normalisés. Ils sont généralement spécifiés par un code lettre et chiffre. La lettre donne le type de douilles : B pour baïonnettes, E pour les culots à vis de type Edison (culot à visser), G pour les culots à broches (souvent pour les pe- tits luminaires), R les culots à contacts encastrés (dans les lampadaires halogène par exemple), S les culots cylindriques (lampes linolite de salle de bain)... Le chiffre qui suit la lettre donne le diamètre du culot : E14 est un culot Edison à vis de diamètre 14 mm. Pour la lampe, c’est-à-dire l’ensemble ampoule et culot, à ne pas confondre avec le luminaire complet, nous avons le choix parmi différentes technologies. Nous commencerons par les plus récentes et les plus performantes, pour terminer par les plus anciennes et les plus énergivores. Les LEDs Peut-on encore parler de technologie d’avenir pour les diodes électroluminescentes (DELs ou LEDs) qui ont depuis quelques années envahi les salons des professionnels, les commerces et même certaines de nos rues ? C’est plutôt une technologie nouvelle en phase de maturation. Potentiel- lement, ces composants sont de véritables petits bijoux de l’industrie de la microélectronique [2]. Elles semblent pouvoir rendre caduques toutes les autres sources de lumière imagi- nées par l’Homme, tant leur potentialité est exceptionnelle. Mais elles ne sont pas encore tout à fait matures et on trouve actuellement sur le marché des LEDs de très mauvais pro- duits dont l’efficacité est inférieure à celle de lampes à incan- descences pourtant bannies du marché européen… Avant de voir les avantages et les inconvénients des LEDs blanches de puissance, rappelons très simplement leur prin- cipe de fonctionnement. Dans ce composant millimétrique (voir micrométrique), la lumière est produite au sein même d’un cristal composé de différentes couches nanométriques : des nitrures d’aluminium, de galium, d’indium et autres ma- tériaux rares et chers. Ces structures sandwichs (figure 2) sont calculées pour pouvoir émettre une lumière bleue sur le principe physique de la combinaison électron-trou dans une jonction dite « P-N ». Ce composant est encapsulé dans une résine pourvue d’une couche de poudre de photophores luminescents (appelés souvent « luminophores »). Ces lumi- Figure 2 : Coupe schématique d’une puce LED illustrant la recombinaison des porteurs de charges issus des zones dopées de type N (électrons) et P (« trous »). Source : N. Pousset, Wikipédia. 34 ◗ REE N°4/2012 L'éclairage nophores, dont les brevets sont une des clefs de l’industrie des LEDs, sont conçus pour produire une fluorescence à par- tir de l’excitation par la lumière bleue et restituer une lumière à large spectre de ton plutôt jaune qui, superposée au bleu, donne une impression de blanc. Ce procédé est aujourd’hui semble-t-il le plus pertinent pour produire une source blan- che de qualité : flux élevé, très bonne efficacité lumineuse dépassant les 130 lm/W pour des produits au catalogue, bon choix des températures de couleur, IRC acceptable2 ... Signalons toutefois qu’il existe d’autres procédés d’obten- tion de la lumière blanche : le mélange de LEDs de plusieurs couleurs, typiquement du rouge, du vert et du bleu, conduit aussi à une impression colorée blanche. Cette dernière tech- nique est cependant plus délicate à intégrer dans un lumi- naire contenant une optique, dans la mesure où l’irisation de ces trois couleurs transparaît sur les bords du champ lu- mineux, ce qui n’est pas esthétiquement du meilleur effet dans la plupart des applications (elle peut produire des om- bres colorées assez désagréables à l’œil). Enfin, une dernière technologie semble être encore plus prometteuse. Il s’agit d’utiliser une LED émettant dans l’ultra-violet (UV) pour faire fluorescer un luminophore blanc. C’est le même principe que celui des tubes fluorescents. Cette technologie est « en embuscade » dans l’attente de composant électronique LED capable d’émettre de forts flux UV (ou à défaut violets). Ces composants existent en laboratoire, mais ne sont pas matu- res, leur coût et leur durée de vie, entre autres, sont actuelle- ment prohibitifs pour le marché grand public. Les performances des LEDs blanches n’ont eu de cesse de progresser depuis près de 20 ans, mais c’est au cours des cinq dernières années que le pas nécessaire à l’utilisation de ces petites sources de lumière comme « ampoules de substitution» a vraiment été franchi. Les efficacités lumineu- ses intrinsèques du composant sont excellentes puisque les meilleurs produits du marché dépassent déjà l’efficacité des meilleures sources blanches existantes avec des valeurs de plus de 130 lm/W. Cependant, les efficacités lumineuses des systèmes complets, incluant les composants LED, leurs op- tiques, lentilles ou réflecteurs, ainsi que l’électronique asso- ciée, ont du mal à dépasser la centaine de lumens par watt, la moyenne des luminaires à LED commercialisés se situant plutôt vers 60 lm/W. Les très nombreux brevets sur les luminophores permet- tent d’avoir un bon choix de températures de couleur créant des ambiances très froides ou au contraire bien chaudes, 2 Notons que la définition actuelle de l’IRC n’est pas vraiment applicable aux LEDs, cette définition est en cours de révision par la Commission internationale de l’éclairage (CIE). rivalisant avec l’ambiance produite par « feu les ampoules à incandescence ». Notons cependant, que les LEDs les plus puissantes et les plus efficaces sont celles de couleurs les plus froides. Les ingénieurs de cette industrie ont fait des merveilles pour obtenir des indices de rendu des couleurs tout à fait bons avec des IRC supérieurs à 80. Bien que ces nouvelles sources de lumière puissent être montées dans des lampes de substitution aux lampes à incandescence dans nos luminaires classiques, elles trouvent leur plein épa- nouissement dans la créativité des designers qui savent les intégrer directement dans les luminaires repensés spécifi- quement. En effet du fait de leur temps de vie exception- nellement long, on peut espérer plus de 25 ans3 d’éclairage sans que le composant ne meure - s’il meurt. La conception du luminaire devra évoluer car nous n’aurons plus à changer « l’ampoule », c’est probablement le luminaire qu’on mettra au rebut parce que son électronique de commande aura « lâché » ! Ajoutons à la robustesse de ce composant, son extraordinaire souplesse de pilotage : c’est une source « par- faite » permettant d’être ajustée en flux, pouvant s’allumer et s’éteindre à pleine puissance autant de fois que souhaité à chaque seconde (en faisant abstraction de l’électronique derrière la LED qui risque de défaillir plus facilement) et par conséquent parfaitement intégrable dans un dispositif de ré- gulation et de gestion de l’énergie d’un bâtiment. Les LEDs n’ont cependant pas que des avantages. Elles ont longtemps fait illusion comme produit écologique par ex- cellence ! C’est oublier un peu vite que se sont des « puces électroniques » issues de l’industrie de la microélectronique, consommatrices d’eau, de terres rares, de produits chimi- ques en tout genre et génératrices de nombreux déchets polluants. D’ailleurs actuellement, on ne sait pas vraiment recycler les LEDs. Le label « vert » ne semble donc pas si évi- dent au regard des autres solutions d’éclairage et demande des études complémentaires indépendantes. Bien qu’elles aient une potentialité hors pair à émettre énor- mément de lumière par rapport à l’énergie électrique qu’elles consomment, il n’en demeure pas moins que les 75 à 85 % d’énergie non convertis en lumière sont dégradés en chaleur qui doit être évacuée de la LED pour ne pas l’endommager. Sans rentrer dans les détails, la physique veut que contraire- ment au filament de la lampe à incandescence qui produit d’autant plus de lumière qu’il est porté à plus haute tempé- rature, les LEDs produisent beaucoup moins de lumière dès 3 Cette durée est calculée pour une LED de durée de vie nominale de 50 000 h et qui reste allumée 2 000 h par an. Attention : cette valeur reste « théorique » et elle est difficilement atteignable par les produits commercialisés aujourd’hui. REE N°4/2012 ◗ 35 La révolution technologique de l’éclairage que la température du composant s’élève et son efficacité, mais aussi sa durée de vie, s’effondrent. Les fabricants don- nent les performances de leur système à 25° C, alors que les jonctions P-N en fonctionnement dans une lampe atteignent des températures voisines de 100° C... Les performances peu- vent donc s’écrouler pour certains composants ou fortement dériver de leurs caractéristiques nominales pour d’autres. C’est pour cette raison que la gestion du flux thermique dans un luminaire à LEDs est primordiale. On doit absolument garantir une bonne circulation d’air autour des radiateurs du compo- sant pour maintenir ses performances nominales. On peut par exemple trouver sur le marché des ampoules LEDs qui doivent impérativement être montées en position verticale pour assu- rer le refroidissement correct de l’ensemble. Le composant LED est particulièrement éblouissant, ca- ractéristique d’une forte intensité lumineuse émise à partir d’une toute petite surface. C’est un problème qui ne devrait pas être spécifique aux LEDs, puisque les filaments d’am- poule sont tout aussi éblouissants, mais nos luminaires étaient autrefois protégés, par exemple d’un abat-jour, chose que nos concepteurs actuels semblent considérer comme désuète. Pourtant une source placée dans un luminaire doit toujours être « défilée », c’est le terme des éclairagistes qui signifie cachée, pour garantir le confort visuel des personnes. Ce problème se pose moins pour les ampoules à LEDs de « substitution », souvent pourvues d’un globe opalescent, que pour les luminaires d’accentuation, les petits spots et les pro- jecteurs de toute sorte lorsqu’ils sont mal employés. En fait, lorsque le luminaire est bien conçu, on ne doit jamais voir la source lumineuse directement. Doit-on dire un mot de la polémique sur la composante bleue de la lumière LED ? Pour toutes les sources de lumière, le rayonnement bleu est dangereux pour les enfants dont le cristallin ne filtre pas bien cette lumière alors que les adul- tes en sont mieux protégés. Certaines LEDs émettent une grande quantité de ce rayonnement potentiellement nocif. A charge pour les fabricants de minimiser la composante bleue en prenant garde de « défiler » la source. Ce désagrément pourrait trouver une solution dans la technologie des LEDs UV mentionnée plus haut, car les UV, eux, ne sortiraient pas de la LED. Si, la LED a encore à montrer qu’elle peut être utilisée vrai- ment partout comme lampe de substitution aux sources blan- ches classiques, elle n’a en revanche plus à faire ses preuves en ce qui concerne son efficacité dans les projecteurs d’éclai- rage architectural, en intérieur comme en extérieur, lorsqu’il s’agit de « peindre » une paroi en couleur saturée, c’est-à-dire presque monochromatique. Cependant, abuser de cet éclai- rage décoratif est également un exercice périlleux car il peut consommer des quantités non négligeables d’énergie et peut perturber notre écosystème. Pour conclure, nous dirons que les systèmes à LEDs colorées sont parfaitement matures et adaptés en particu- lier à l’évènementiel et la scénographie. La maturation du composant en tant que sources de lumière blanche ne de- vrait plus tarder, mais, actuellement, les meilleurs systèmes à LEDs complets ont encore un peu de mal à rivaliser en efficacité énergétique avec les technologies plus anciennes (tubes fluorescents T5, iodures métalliques). L’augmenta- tion certaine de l’efficacité lumineuse du composant devrait vraiment faire de cette source la lampe des années à venir, d’autant plus que sa souplesse de pilotage permet de fortes économies d’énergie lorsqu’elle est couplée à des dispositifs d’asservissement et de gestion de l’éclairage. Les Diodes Electroluminescentes Organi- ques (OLEDs) Les OLEDs se distinguent des LEDs par la nature organi- que des « sandwichs » utilisés pour constituer une « jonction P-N » qui va émettre de la lumière lorsqu’elle est parcourue par un courant. L’utilisation de molécules organiques change drastiquement la technique d’élaboration du composant. Contrairement aux LEDs qui sont de très petits cristaux de semi-conducteurs, les LED organiques peuvent «  simple- ment » être déposées en très fines couches sur différents substrats de grande taille, notamment des feuilles de plasti- que souples. Comme pour les LEDs, il existe deux technologies pour produire du blanc. Il peut être ainsi obtenu par mélange des couleurs rouge, verte et bleue comme précédemment, à la différence que les trois couleurs sont déposées sur trois couches superposées, alors que les trois couleurs se juxta- posent pour les LEDs, créant ainsi la très bonne impression d’un blanc surgissant naturellement de la surface. Le défaut de cette technique est que la couleur blanche a tendance à dériver légèrement, du fait de la stabilité relative du pilo- tage de chacune des trois couches colorées. Son avantage est le contrôle dynamique aisé du blanc, plus chaud ou plus froid, en jouant sur l’alimentation séparée de chacune des couches colorées, plus de rouge et moins de bleu ou vice versa. L’autre façon de produire du blanc, est, comme pour les LEDs, la conversion d’une lumière d’une OLED bleue, par un phosphore jaune pour produire du blanc. Le phosphore est déposé directement sur la couche OLED. Cette technique a l’avantage d’être moins sujette à la dérive du blanc puisqu’il n’y a que la couche bleue à piloter et à contrôler. Cependant à l’opposé des LEDs, cette technique semble être plutôt en retrait pour les futurs OLEDs blanches. 36 ◗ REE N°4/2012 L'éclairage L’analogie avec les LEDs s’arrête ici, car le composant OLED semble devoir être mis en œuvre de façon très différente. Alors qu’il ne semble pas du tout pertinent pour l’éclairage public de nos rues, ces grandes feuilles lumineuses rouvrent les portes du design de l’éclairage intérieur. Il ne s’agit plus du fameux “relamping”, c’est-à-dire la substitution de nouvelles ampoules aux anciennes, mais d’une conception nouvelle des luminaires : plafonds et parois lumineux, fenêtres virtuel- les, lustres généreux..., plus rien ne semble freiner l’imagina- tion des concepteurs ; sauf le prix ! Le prix reste en effet le problème majeur des OLEDs. Ces sources sont uniques en ce qui concerne leur potentialité d’étendue spatiale. Les efficacités lumineuses, même si el- les ne sont pas mirobolantes, sont tout à fait encourageantes [3] : jusqu’à 60 lm/W pour les meilleurs systèmes en ven- te, avec des objectifs de développement affichés à plus de 100 lm/W par les grands groupes de l’éclairage. Leur stabilité dans le temps et leur vieillissement semblent encore devoir être mis du côté des points à faire progresser. Les techniques d’encapsulation pour protéger ces couches organiques des agressions extérieures, dont l’eau, progressent et des sys- tèmes donnés pour plusieurs dizaines de milliers d’heures émergent. Les OLEDs ont ainsi une place à se faire sur le marché de l’éclairage, principalement en éclairage intérieur. Elles n’en sont certes pas encore au degré de maturité des LEDs, mais de très lourds programmes R&D ont été soutenus par l’Europe pour aider cette nouvelle technologie à s’affirmer sur ce marché dans les années à venir. Un signe qui ne trompe pas, dans les salons professionnels ces sources, même chères, commen- cent à étaler leur surface imprégnée d’une lumière douce. Leur pénétration du marché dépendra vraisemblablement de leur coût et de l’amélioration de leurs performances. La grande famille des lampes à décharge La famille des lampes à décharge est particulièrement di- versifiée [4]. Le point commun à cette famille très ancienne4 réside dans la génération de lumière consécutif au passage d’un courant électrique dans un gaz ou dans une dans vapeur métallique. C’est ce phénomène que l’on appelle « décharge électrique ». Les lois physiques qui s’y appliquent sont celles de la physique des « plasmas ». Le plasma, parfois appelé quatrième état de la matière, après les états solide, liquide et gazeux, n’est rien d’autre qu’un milieu ionisé, c’est-à-dire composé de particules électriquement chargées. Le plas- ma, potentiellement conducteur, reste globalement neutre 4 La première lampe à décharge a été mise au point par Faraday en 1813, bien avant la lampe à incandescence d’Edison ! électriquement. Ces décharges lumineuses sont très versa- tiles selon la nature du gaz, de sa pression, de la géométrie de l’enveloppe, de la valeur du courant... Elles émettent des lumières de compositions spectrales fort différentes. On ne s’étonnera donc pas que ces sources de lumière aient été abondamment utilisées sous toutes les déclinaisons possi- bles pour s’éclairer. Dans cet article nous ne pouvons pas présenter toutes les technologies de lampes à décharge, mais nous tentons cependant un bref « bestiaire technologique ». On peut di- viser cette famille en deux grandes catégories : les lampes pourvues d’électrodes et celles qui en sont dépourvues. Chacune de ces catégories peuvent se séparer en deux nou- velles sous-catégories selon la pression du gaz qu’elles ren- ferment : haute (de l’ordre de la pression atmosphérique et au-delà) ou basse (de l’ordre de quelques centièmes de la pression atmosphérique). Le tableau 2 donne des exemples des lampes les plus utilisées par catégorie. Les lampes les plus répandues sont actuellement celles de la catégorie « avec électrodes ». Les lampes haute pression sont utilisées principalement en éclairage public et les lampes basse pression principalement en éclairage intérieur : tubes fluorescents et lampes fluorescentes compactes en tête. L’intérêt d’une pression élevée dans l’ampoule de la lampe réside dans le fait que la lampe d’une part émet plus de flux lumineux, d’autre part possède une répartition spectrale plus étalée, c’est-à-dire une lumière plus blanche. L’archétype de ce phonème est la lampe sodium. Les lampes sodium basse pression présentent une couleur très jaune, quasiment Haute pression Lampe iodures métalliques (tube en silice ou céramique) Lampe sodium haute pression Lampe mercure haute pression Basse Pression Tube fluorescent Lampe fluorescente compacte Lampe sodium basse pression Lampe haute tension à gaz rare Haute pression Lampe à plasma (soufre, iodures métal- liques) Lampe à agrégats Basse Pression Lampe à induction (mercure) Lampe à excimères (gaz rares, halogènes) Tableau 2 : Classification des lampes à décharge. SansélectrodesAvecélectrodes REE N°4/2012 ◗ 37 La révolution technologique de l’éclairage monochromatique, résultant d’un spectre constitué de deux raies spectrales du sodium, alors que les lampes sodium haute pression présentent une lumière dorée beaucoup plus proche d’une lumière blanche car leur spectre est constitué de larges bandes spectrales polychromatiques. Il est important de ne pas regarder que le critère d’ef- ficacité lumineuse, qui peut atteindre 200 lm/W pour une lampe sodium basse pression, car, pour des raisons liées à la physiologie de notre système visuel, les meilleures effica- cités lumineuses sont obtenues pour une lampe monochro- matique qui émettrait son rayonnement dans le vert-jaune (555 nm), mais, dans ce cas, le rendu des couleurs est nul. Il importe donc de considérer l’usage que l’on veut faire de la lampe, comme par exemple en éclairage routier où le rendu des couleurs est secondaire5 . Par contre, pour l’éclairage d’un stade avec retransmission télévisée, l’identification correcte des joueurs par leur maillot fera porter le choix vers des sources de meilleur indice de rendu des couleurs comme les lampes à halogénures métalliques d’efficacité lumineuse d’une centaine de lumens par watt mais d’indice de rendu des couleurs supérieur à 80 (sans oublier que les caméras de télévision nécessitent une importante quantité de lumière pour fonctionner de façon satisfaisante). Ces lampes à décharge à fort courant (figure 3) ont bénéfi- cié d’améliorations ces vingt dernières années, mais semblent maintenant avoir atteint le maximum qui puisse être tiré de cette technologie (une lampe de 40 000 lm, 160 lm/W et IRC > 90 à iodures métalliques a été mise sur le marché cette 5 Bien que la perception de couleur reste ici nécessaire pour la bonne lecture et interprétation des panneaux de signalisation qui bordent les routes, indiquent des dangers ou donnent des informations. année). On voit de plus en plus en éclairage public les solu- tions électroniques à LEDs se substituer à ces électro-techno- logies robustes mais obsolescentes. Pourtant, si l’issue de ce combat ne laisse guère de doute actuellement pour l’éclairage routier, peu de luminaires à LEDs peuvent rivaliser en qualité de répartition de lumière et en efficacité lumineuse avec les optiques associées aux lampes à iodures métalliques. En- fin, signalons que les lampes à mercure haute pression, qui font encore légion dans nos villes et campagnes, sont défi- nitivement obsolètes avec une efficacité lumineuse de 30 à 50 lm/W. Elles auraient déjà dues être remplacées par les lampes aux iodures métalliques ou au sodium quatre à cinq fois moins énergivores. Le principal inconvénient des lampes aux iodures métalli- ques réside dans les vapeurs métalliques qu’elles contiennent qui sont difficiles à obtenir car il faut chauffer fortement les iodures métalliques qui sont introduits dans le tube (« brûleur ») sous forme solide. Il faut donc un certain temps de chauffe pour que la lampe produise son flux nominal. De même, l’amorçage de ces lampes ne peut plus se produire à chaud... Sans ballast électronique spécifique, il faut attendre une dizaine de minutes qu’elles refroidissent pour rallumer la lampe ! Inutile de dire que ces lampes à forte efficacité lumineuse conviennent peu aux applications d’éclairage domestique. Les lampes à décharge avec électrodes qui fonctionnent à basse pression sont elles aussi très utilisées. Cette classe de produits est bien représentée par la technologie des tubes fluorescents et leur miniaturisation en lampes fluorescentes compactes. Un tube fluorescent (appelé souvent de façon erronée « néon ») est une lampe à décharge dans laquelle se crée un plasma émettant principalement un rayonnement UV dur (254 nm – dans l’UV-C), issu de la vapeur de mercure. Ce rayonnement UV ne peut passer la barrière du verre et est donc sans danger pour l’usager. Comme pour la technologie LEDs, une poudre de luminophore est déposée à l’intérieur du tube et devient fluorescente sous l’effet des rayons UV. Les poudres sont judicieusement choisies, et brevetées, pour produire toutes les nuances du blanc chaud au blanc froid. Les rendus des couleurs sont très bons et finalement plus de 99 % des photons UV sont transformés en photons visibles. Très peu de photons UV échappent du tube spécialement conçu pour limiter ces fuites afin de protéger la population des effets nocifs du rayonnement UV ; cependant ce type de lampes est déconseillé aux personnes souffrant de certaines maladies rares (telles que celle des « enfants de la lune ») et pour lesquelles la lumière du jour est dangereuse. En éclairage intérieur, ces sources étaient les plus effica- ces (plus de 120 lm/W pour le meilleur tube fluorescent T5) Figure 3 : Exemple de Lampe à iodures métalliques - Marque Philips.12 900 lm. 150 watt. Code couleur ‘842’: ‘8’ pour un Indice de rendu des couleurs de plus de 80 et ‘42’ pour une température de couleur de 4 200 K. 38 ◗ REE N°4/2012 L'éclairage depuis de nombreuses années. Mais les LEDs viennent les concurrencer sur beaucoup de leurs caractéristiques... sauf sur leur prix d’achat qui reste encore inférieur aux systèmes à LEDs équivalents. Cependant, cet avantage des systèmes classiques est en train de s’estomper rapidement. On voit se développer actuellement la pratique du « re- lamping » des tubes fluorescents qui consiste à remplacer le tube fluorescent par un tube à LEDs sans changer l’appa- reil. La communauté est assez partagée sur cette pratique. Si une économie substantielle semble pouvoir être réalisée par rapport aux vieux tubes de gros diamètre (T8 et T12), les performances de ses systèmes « bricolés », souvent éblouis- sants, restent encore inférieures aux résultats obtenus sur des appareils récents et entretenus (dépoussiérés), pourvus de tubes T5 à haut rendement (les petits tubes de diamètre 16 mm). Il est à craindre que ces relampings soient très vite dépassés par l’arrivée sur le marché, d’appareils conçus pour les LEDs et couplés à des systèmes de gestion et de grada- tion de l’éclairage. Il semble aujourd’hui plus que raisonnable d’attendre encore un peu l’augmentation des efficacités des LEDs avant de procéder au renouvellement des plafonniers fonctionnels. L’usager risque de se retrouver pendant quinze à vingt ans avec des luminaires dont les performances seront devenues médiocres peu de temps après leur installation. De plus, l’uniformité d’éclairement pourrait laisser à désirer car la photométrie de ces produits n’est pas toujours adaptée à celle des luminaires existants. Les tubes fluorescents classiques ont beaucoup d’avanta- ges. Ils possèdent un bon rendu de couleurs et existent en blanc, chaud ou froid. Ils sont de plus des sources étendues de lumière, ce qui en fait des lampes dites « basse luminan- ce », c’est-à-dire qui n’éblouissent pas quand on les regarde. Bien installés, avec un plafonnier adapté pourvus de grilles de défilement qui dissimulent le tube lumineux sous certains angles, ce sont les luminaires conseillés dans les bureaux pour éviter les reflets sur les écrans d’ordinateurs. Leur principal défaut, outre que ces sources ne sont pas toujours « gradables » (on ne peut faire varier le flux), est l’allu- mage des tubes, qui, même si l’électronique associée à fait de gros progrès, reste trop long (quelques secondes sur certains systèmes). De fait, ces sources de lumière volumineuses sont parfaitement adaptées au milieu du travail, mais peu à l’éclaira- ge domestique, si ce n’est dans nos cuisines et salles de bain. Dans nos intérieurs, nous leur préférons les LFC -lampes fluorescentes compactes- (encore appelées par le grand public «  lampes basse consommation  » - figure 4) qui ne sont rien d’autre qu’une miniaturisation de la technologie des tubes fluorescents. Les ingénieurs ont beaucoup tra- vaillé ces dernières années à diversifier l’offre de ces lampes et à améliorer leurs qualités. Elles ont mis plus d’un quart de siècle à pénétrer le marché domestique pour se subs- tituer aux lampes à incandescence mais souffrent toujours d’une mauvaise image. Il y a plusieurs raisons à cela : coût de l’électricité faible en France, coût de la lampe élevé, tech- nologie initiale peu performante avec un temps de montée du flux très long et un indice de rendu de couleur faible don- nant une lumière blafarde. Ce temps est révolu. Les lampes actuelles ont remédié à ces défauts... mais le prix à payer reste élevé : presque 10 fois plus élevé que pour les lampes à incandescence pour une même qualité de lumière mais pour une durée de vie jusqu’à 10 fois supérieure ! Ainsi, la lampe LFC, bien utilisée, dure beaucoup plus longtemps et consomme beaucoup moins. Ces lampes sont donc vite rentabilisées sur quelques années : chaque lampe à incan- descence de 75 W coûtait plus de 8 € d’électricité par an (1 000 heures d’éclairage) contre moins de 2 € pour une lampe fluorescente compacte équivalente ! Ces lampes fluorescentes compactes, longtemps abhor- rées, ont certainement atteint leur maturité. Leur efficacité est légèrement moins bonne que celle des tubes car leur mini-tube replié plusieurs fois ou tire-bouchonné gêne la sortie de la lumière. Elles possèdent maintenant des indices de rendu des couleurs de qualité (plus de 80) et une très bonne efficacité lumineuse jusqu’à (65 lm/W) ; elles se dé- clinent en ambiance de couleur allant de froide ou chaude ; toute la gamme de flux est représentée allant de l’éclairage d’ambiance à l’éclairage principal. Elles s’allument rapidement et elles sont gradables (pour certains modèles seulement). Bref, pourquoi s’en priver ? Figure 4 : Exemple de lampe fluorescente compacte. Source : Wikipedia. REE N°4/2012 ◗ 39 La révolution technologique de l’éclairage Malheureusement, ces produits souffrent quand même beaucoup des cycles marche/arrêt et sont sensibles à la qua- lité du courant fourni par le secteur. Aussi conseille-t-on de les utiliser dans des endroits qui restent allumés un certain temps, le salon par exemple, mais surtout pas dans les piè- ces où on allume et on éteint fréquemment. D’ailleurs l’éco- nomie à réaliser dans des pièces éclairées peu de temps est bien évidemment faible. La polémique ouverte sur les rayonnements électroma- gnétiques qui s’échapperaient de ces lampes semble avoir été réglée : les lampes commercialisées répondent à une réglementation stricte qui limite ces champs à des valeurs qui restent inférieures au rayonnement électromagnétique ambiant. Autre point sensible de ces lampes : il a été mis en avant que, tout comme les tubes fluorescents, ces sources de lu- mière produisaient une quantité de lumière UV qui filtrerait à travers les enveloppes. Cette quantité est 100 000 fois moindre (UVA et UVB) que celle correspondant à la lumière du jour naturelle ! Ce risque n’est pas donc avéré pour le public, sauf potentiellement pour les personnes développant une hypersensibilité à la lumière, même naturelle. Enfin, la présence de mercure dans ces lampes est en constante diminution. Elle est de l’ordre du milligramme de mercure par lampe, la législation fixant un maximum à 5 mg, puis dans un futur proche, à 2,5 mg. On notera que le mercure de ces lampes est récupérable, car ces lampes se recyclent, contrairement au mercure produit par le fonc- tionnement même des centrales thermiques qui fournissent l’énergie aux heures de pointe. A ces heures une importante quantité de mercure est produite pour faire fonctionner les lampes. La pollution au mercure due à l’éclairage n’a donc pas comme principal responsable les faibles quantités de mercure à l’intérieur des lampes. Il n’y a donc plus beaucoup de raison de « bouder » ces lampes fluorescentes compactes, si ce n’est qu’avec leur gros culot intégrant une alimentation haute tension, elles ne sont pas toujours du plus bel effet dans un petit luminaire raf- finé ; mais le design des nouveaux luminaires peuvent tenir compte de cette « disgrâce » ! Pour clore cette partie sur les lampes à décharge, nous citerons une technologie, assez ancienne mais qui présente de belles caractéristiques [5] : celle des lampes commercia- lisées sous le nom de « lampes plasma » (bien que toutes les lampes à décharge soient des « lampes plasma »). Il s’agit de petites ampoules de gaz et de vapeur (soufre par exem- ple) qui sont excitées par un rayonnement haute fréquence (ou même micro-onde). Il s’agit donc d’une technologie sans électrodes. Le plasma généré par ces ondes électromagné- tiques permet d’obtenir une lumière de bonne qualité avec un très bon indice de rendu des couleurs pouvant atteindre 90 et une efficacité lumineuse qui peut dépasser plus de 100 lm/W. Cette technologie peut être intéressante comme source de très fort flux issu d’une source presque «  ponctuelle  », car c’est là où les lampes à électrodes d’efficacité similaires voient leur temps de vie limité par l’usure rapide des électro- des. La contrepartie est que l’alimentation électrique de ces sources, un générateur radio fréquence ou micro-ondes à base de magnétron par exemple, est plus complexe et coû- teux que les ballasts plus traditionnels des lampes et dont la gestion des rayonnements électromagnétiques nécessite une attention particulière. C’est donc une lampe réservée typiquement à l’éclairage de grands espaces nécessitant un rendu de couleurs correct. Les lampes à incandescence Les lampes à incandescence sont basées sur le principe de l’émission d’un rayonnement électromagnétique (lu- mière) par un filament chaud porté à l’incandescence par effet Joule. Les lois physiques sont telles que le flux rayonné augmente avec la température, ainsi que la proportion d’UV émis. La répartition spectrale de la lumière est continue et s’étend sur tout le spectre UV – visible – infrarouge. De fait, la puissance de ces lampes est limitée par la température du filament. C’est pourquoi, il est en tungstène, puisque c’est le corps qui a la plus haute température de fusion (3 422° C ou 3 695 K). En fait la dégradation est telle avant la fusion même du matériau que les lampes à incandescence classiques doivent fonctionner à une température beaucoup plus basse que ce point de fusion. Pour monter la température de travail de la lampe, on ajoute des gaz halogènes dans l’ampoule, d’où le nom de ce type de lampe. Une chimie réparatrice s’opère à température élevée [6] et les lampes aux halogènes fonc- tionnent plus longtemps à haute température que les lampes classiques. Les mêmes lois physiques nous imposent que l’efficacité de ces lampes passe par un maximum en fonction de la température ; ce maximum se situe aux environs de 5 000-6 000 K. Aussi plus la lampe travaille à une tempé- rature proche du point de fusion, vers 3 600 K, plus son efficacité lumineuse est grande. C’est la raison pour laquelle les lampes aux halogènes ont été substituées aux vieilles am- poules dites à incandescence, puisqu’elles sont moins éner- givores, bien que basées sur le même principe. Une dernière amélioration à cette technologie permet aujourd’hui de travailler avec une meilleure efficacité. Ce sont les lampes halogènes dites « à revêtement infra-rouge » car 40 ◗ REE N°4/2012 L'éclairage elles possèdent un revêtement qui réfléchit l’infra-rouge pro- duit vers le filament de l’ampoule et permet ainsi d’atteindre la température visée en consommant moins d’énergie. On progresse donc en efficacité lumineuse puisqu’on baisse la consommation d’énergie tout en maintenant le même flux. La durée de vie de ses lampes, un peu plus onéreuses, a également été améliorée. Malgré tous les efforts, l’efficacité de toutes ces lampes à incandescence reste fort modeste de l’ordre de 25 lm/W pour les meilleures, soit bien en dessous des lampes fluorescentes compactes. Par contre, ce sont des lampes très agréables délivrant une qualité de lumière excep- tionnelle en termes de rendu des couleurs et d’ambiance. Elles sont également très simples d’emploi, s’allument ins- tantanément, même en extérieur et par grand froid (ce qui n’est pas forcement le cas des fluorescentes compactes !). Elles n’ont pas besoin de culot intégrant une électronique, ni de temps de chauffe particulier et sont relativement peu onéreuses car d’une technologie qui s’automatise bien en production. Bref c’était vraiment la lampe de confort par ex- cellence, tant que les réglementations thermiques (RT2005 et suivantes) n’imposaient pas de quotas de consommation énergétique maximale sur un bâtiment ! Conclusion Ainsi va la révolution de l’éclairage : déclenchée par le sou- ci de réduction des coûts énergétiques à l’échelle internatio- nale, les chercheurs et ingénieurs ont cherché à augmenter les efficacités lumineuses des technologies existantes et en ont créé de nouvelles, plus performantes. Nous avons balayé, nécessairement succinctement, les principales technologies de lampes pour l’éclairage domestique et professionnel. La lampe à LED est certainement la technologie présen- tant le plus fort potentiel comme lampe économe d’avenir. Nous sommes maintenant très proches de la valeur maxima- le de l’efficacité lumineuse qui se situera probablement en- tre 160 et 180 lm/W pour des produits commerciaux grand public. Ces sources lumineuses se présentent sous forme de lampes de substitution à nos lampes à incandescence mais peuvent aussi être intégrées directement dans de nouveaux concepts de luminaire. Bien refroidis, les composants LEDs sont robustes. C’est probablement leur alimentation électro- nique associée qui limitera leur durée de vie. Ces sources ont l’avantage de se piloter très efficacement par des systèmes de gestion de l’éclairage et souffrent peu des cycles d’allu- mage/extinction. Elles sont alors particulièrement efficaces en termes d’économie d’énergie. Les OLEDs sont encore en pleine recherche de maturité. Des produits existent mais sont encore d’une part très chers et, d’autre part, moins efficaces que les LEDs. Ce sont ce- pendant des sources particulièrement intéressantes pour les designers en luminaire d’intérieur. Leur principal avantage est d’émettre la lumière à partir de très grandes surfaces. Elles sont donc très peu éblouissantes. L’efficacité lumineuse reste pour le moment inférieure à 60 lm/W. Les lampes à décharge sont une très grande famille. Leurs applications sont fort nombreuses et variées. Dans cette famille, les lampes fluorescentes, tubes et lampes com- pactes, semblent devoir se faire supplanter par les LEDs dans beaucoup d’applications. Leur efficacité élevée (120 lm/W pour les meilleurs tubes, 65 lm/W pour les bonnes ampou- les) rivalise cependant encore avec les systèmes à LEDs commerciaux actuels. Mais pour combien de temps ? Notons que ces sources nécessitent des ballasts (intégrés ou non à la lampe) pour fonctionner. Elles sont souvent non « grada- bles », mettent du temps à atteindre leur pleine luminosité  et supportent mal les cycles allumage/extinction. On comprend qu’elles aient mis beaucoup de temps à s’imposer auprès du public pour l’éclairage domestique. C’est actuellement une très bonne solution économique mais pas dans toutes les pièces de la maison. Pour les autres types de lampes à décharge, leur utilisa- tion est typiquement réservée aux applications profession- nelles : selon leur type, ces lampes possèdent des efficacités lumineuses extrêmement élevées, jusqu’à 200 lm/W, mais il faut mettre en regard de cette valeur l’indice de rendu des couleurs, qui peut être nul. Là encore, les LEDs semblent de- voir prendre le pas sur ces lampes à « iodures métalliques » et autre « sodium haute pression » dans beaucoup d’applica- tions : éclairage de rues, éclairage routier, éclairage architec- tural. Autant de secteurs qui leur étaient quasiment réservés. A quand l’éclairage sportif ? Enfin subsistent les lampes à incandescence, qui com- prennent outre nos vielles « ampoules à filament » toute la famille des « lampes halogènes ». Elles sont aujourd’hui ob- solètes de par leur efficacité lumineuse plafonnée à moins de 25 lm/W. Pour les plus énergivores de ce groupe, ces lampes sont même interdites à la mise sur le marché euro- péen et disparaissent progressivement de nos rayons. Elles peuvent être remplacées par des lampes fluorescentes com- pactes dans les pièces allumées et éteintes une fois par jour et par des LEDS dans les pièces dont l’interrupteur est plus fréquemment sollicité. Economisons, mais n’oublions pas dans cette quête per- pétuelle d’un Graal énergétique, que nos yeux sont fragiles, que des millions d’années les ont patiemment modelés pour profiter de la lumière du soleil. Pourtant, dans notre vie d’homme civilisé, nous passons l’immense partie de no- tre temps éclairés par de la lumière artificielle. Alors, ce que REE N°4/2012 ◗ 41 La révolution technologique de l’éclairage les éclairagistes appellent le « confort visuel » n’est pas un confort mais un minimum nécessaire pour protéger notre ca- pital biologique à n’importe quel prix. Eclairons en consommant peu, mais éclairons bien ! Références  [1] Site internet du Centre Scientifique et Technique du Bâ- timent (CSTB) : la réglementation thermique 2012 : http:// www.rt-batiment.fr/ [2] P. Waltereit, O. Brandt, A. Trampert, H. T. Grahn, J. Menniger, M.Ramsteiner,M.Reiche&K.H.Ploog,“Nitridesemiconductors Free of Electrostatic Fields for Efficient White Light-Emitting Diodes”, Nature 406, (2000), 865-868.   [3] S. Reineke, F. Lindner, G. Schwartz, N. Seidler, K. Walzer, B. Lüssem & K. Leo, “White Organic Light-Emitting Diodes with Fluorescent Tube Efficiency”, Nature 459, (2009), 234-238. [4] M. Sugiura, “Review of Metal-Halide Discharge-Lamp Development 1980-1992”, Science, Measurement and Technology, IEE Proceedings A. Vol. 140, (1093), 443-449. [5 ] J.T. Dolan, M.G. Ury & C.H. Wood. “Proceedings of the Sixth International Symposium on Technol. Light Sources”, Technical University, Budapest (1992), p. 301. [6] B. Kopelman, M.G. Van Wormer, “Thermodynamic Consi- derationonTungstenHalogenLamps”,JIllum.Eng(1968),176. Autres références • J. J. Damelincourt, G. Zissis, Ch. Corbé & B. Paule, « Eclairage d’intérieur et ambiances visuelles  », Collection Optique & Vision, Lavoisier, Paris, ISBN 978-2-7430-1208-3 (2010). • Rapport Anses  : Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des diodes électroluminescentes. octobre 2010 - www.afssa.fr/Documents/AP2008sa0408.pdf. • Règlement (CE) N° 244/2009 de la Commission européenne du 18 mars 2009. L76/3 Journal officiel de la Commission européenne du 24 mars 2009. • S. Kitsinelis, “Light Sources: Technologie and Application”, Edition Taylor & Francis, 2010. • G. Zissis, X. de Logivière, « Diodes électroluminescentes LED pour l’éclairage - Panorama et tendances technologiques », Techniques de l’Ingénieur, Cahiers Innovation IN-18V2, pp 1-22 (11-2011). • G. Zissis, « Sources de lumière et éclairage : de la technologie aux économies d’énergie », Nouvelles Technologies de l’Energie 4 (Traité EGEM), pp 159-201, Editions Lavoisier, Paris, ISBN 978-2-7462-1716-4 (2007). Christophe Cachoncinlle est né à Palaiseau (France) en 1962. Il a suivi un cursus académique d’étude de physique à l’Université d’Orléans et obtenu le grade de master dans la discipline physi- que des gaz et des plasmas en 1988. Il a soutenu une thèse dans cette même discipline pour obtenir un doctorat de physique en 1991. Il travaille au laboratoire GREMI, Unité Mixte de Recherche UMR 7344 CNRS-Université d’Orléans, sur les sources de lumière créées par plasma : sources de rayonnement X, extrême ultra- violet, et rayonnement visible. Maître de conférences à l’école d’in- génieurs universitaire Polytech Orléans, il est responsable d’une formation spécifiquement dédiée à l’éclairage dans la spécialité electronique-optique. Christophe Cachoncinlle est administrateur au sein du conseil d’administration de l’Association française de l’éclairage (AFE). Georges Zissis est né à Athènes (Grèce) en 1964. Il a obtenu une maîtrise de physique en 1986 à l’Université de Crète suivie par un master et un doctorat en physique des plasmas en 1987 et 1990. Aujourd’hui il occupe un poste de professeur au département de gé- nie électrique de l’Université Toulouse 3. Il travaille dans le domaine de la science et de la technologie des sources de lumière. Il dirige le groupe de recherche « Lumière & matière » du laboratoire LaPlaCE (UMR 5213 CNRS-INPT-UPS). Il est directeur de la Fédération de recherche « Habitat et habitant vers le développement durable ». En 2006, il obtenu le 1e Prix du challenge du centenaire de l’IEC (Inter- national Electrotechnical Committee), le World Energy Globe Award pour la France ainsi que la médaille Augustin Fresnel de l’Association française de l’éclairage en 2009. En 2011 a été nommé Docteur honoris causa de l’Université d’Etat de St Petersburg (Russie). les auteurs