Cursul 5sc.eclerage03.11

7/31/2019 Cursul 5sc.eclerage03.11

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Conference 5. CLAIRAGE LECTRIQUE

1. CLAIRAGE : LUMIRE ET PHOTOMETRIE1.1. RLE DE L'CLAIRAGE LECTRIQUE1.2. CARACTRISTIQUES DE LA LUMIRE1.3. PERCEPTION DE LA LUMIRE1.4. PHOTOMETRIE

2. LES SOURCES LECTRIQUES DE LUMIRE2.1. SOURCE LUMINEUSEDFINITION2.2. PROCDS GNRATEURS D'NERGIE RADIANTE

3. CLAIRAGE PAR L INCANDESCENCE4. CLAIRAGE PAR FLUORESCENCE

5. LES DIODES ELECTROLUMINESCENTES BLANCHES6. LES DIODES ELECTROLUMINESCENTES BLANCHES

7. PHOTOMETRIE APPLIQUE. PROJET D CLAIRAGE


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I. CLAIRAGE : LUMIRE ET PHOTOMETRIE1. RLE DE L'CLAIRAGE LECTRIQUE

L'clairage lectrique vise pallier les insuffisances de l'nergie lumineuse naturelle. Cette compensation technologique doit s'effectuer en respectant les conditions

optimales:- de confort visuel et d'esthtique,- de rendement nergtique,- de mise en uvre et d'exploitation.

Action de la lumire sur les vgtaux. La lumire agit sur :

-la photosynthse ou assimilation chlorophyllienne,-le verdissement des feuilles,-la transpiration de la plante,-le moment de la floraison.

Cette action dpend :

- de la qualit de la lumire : le rouge - orang et le bleu - violet sont les deuxrayonnements les plus efficaces pour la fonction chlorophyllienne,- de la quantit :la photosynthse est en principe proportionnelle l'clairement

jusqu' une certaine limite partir de laquelle elle diminue,- de la dure de l'clairement :les plantes ragissent la dure du jour et de la

nuit au cours d'un mme cycle quotidien, cette proprit est le photopriodisme. Toutemodification artificielle de la dure du jour avance ou retarde le cycle de floraison, saufpour quelques plantes.


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2. CARACTRISTIQUES DE LA LUMIRE

2.1. Thorie de la lumire.

II est gnralement admis aujourd'hui que la lumire est constitue par un ensemble derayons qui :- se propagent trs grande vitesse ( - 300000 km/s),- prsentent simultanment des aspects : corpusculaires et ondulatoires.

Ces rayons sont perus, dans certaines limites, par l'il humain.

2.2. Dcomposition de la lumire naturelle. Spectre lumineux.

La lumire, constitue d'une multitude de radiations de longueurs d'onde dfinies (tableau1, fig. 1), peut tre dcompose au travers d'un prisme (fig.2).

Tableau1. Longueur dondes limites des couleurs du spectre (1 nanomtre = 10 -9 m):

Ultravioletviolet

violet Bleu Vrte Jaune Orange Rouge Infrarouge

760 nm


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Fig.1


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Fig. 2. Dcomposition de la lumire naturelle

Violet

Rouge

Source de

lumiere

blanche

Prisme

Ecran


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a.

b.

3. PERCEPTION DE LA LUMIREL'il humain ne peroit quela partie du spectre comprise

entre 380 et 760 nanomtres:c'est la zone de lumire visible.

En de et au-del de ceslimites la lumire n'est plus visible.La courbe ci-dessous est

reprsentative de la sensibilitde l'il qui passe par unmaximum correspondant la

couleur jaune - vert.


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4. PHOTOMETRIELa photomtrie est l'tude des grandeurs relatives aux perceptions lumineuses.Les radiations lumineuses appartiennent au domaine gnral des radiationslectromagntiques. La lumire transporte une nergie mesurable caractrise par desgrandeurs spcifiques : LES GRANDEURS PHOTOMETRIQUES

4.1. Le flux lumineux.C'est la grandeur caractristique d'un flux de rayonnement exprimant son aptitude produireune sensation lumineuse value d'aprs les valeurs de l'efficacit lumineuse relative.

Ou encore : quantit de lumire mise par seconde par une source lumineuse.Symbole du flux lumineux :.

Unit SI de flux lumineux :le LUMEN (lm).

Le lumen est le flux lumineux mis dans un STRADIAN par une source ponctuelle uniformeplace au sommet de l'angle solide et ayant une intensit lumineuse de un candela.

4.2. L'intensit lumineuse.Quotient du flux lumineux quittant la source lumineuse et se propageant dans un lmentd'angle solide contenant la direction, par cet lment d'angle solide. En d'autres termesl'intensit lumineuse caractrise l'importance du flux lumineux dans une direction donne.

Symbole de l'intensit lumineuse : I.Unit SI d'intensit lumineuse : le CANDELA (cd).Le candela est l'intensit lumineuse dans une direction dtermine, d'une ouvertureperpendiculaire cette direction, ayant une aire de 1/60 de centimtre carr et rayonnantcomme un radiateur intgral (corps noir) la temprature de solidification du platine.4.3. La luminance.On appelle luminance, dans une direction donne, le quotient de l'intensit lumineuse danscette direction par la surface apparente de la source..


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Fig.2. La luminance

4.3. La luminance.On appelle luminance, dans une direction donne, le quotient de l'intensit

lumineuse dans cette direction par la surface apparente de la source..

Cette grandeur est fondamentale car lie aux questions de confort etd'bloussement. Symbole de la luminance : L.Unit SI de luminance : le candela par mtre carr (cd/m2).C'est la luminance d'une source de 1 m2 de surface missive et d'intensit

lumineuse de 1 cd.4.4. L'clairement lumineux (en un point d'une surface).

Quotient du flux lumineux reu par un lment de la surface contenant le pointpar l'aire de cet lment.Symbole de l'clairement : E.Unit SI d'clairement : le LUX (Ix).Eclairement d'une surface qui reoit normalement un flux de 1 lumen par m2.4.5. L'efficacit lumineuse.

L'efficacit lumineuse qui n'est pas une grandeur photomtrique rend compte dubilan flux par consommation nergtique. Elle s'exprime en lumen par watt (Im/W).


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II. LES SOURCES LECTRIQUES DE LUMIRE

1. SOURCE LUMINEUSE - DFINITION

Tout dispositif technologique qui, aliment par l'nergie lectrique, est capable derestituer, DIRECTEMENT ou INDIRECTEMENT, un ensemble de radiations delongueurs d'onde rparties plus ou moins rgulirement dans les limites duSPECTRE VISIBLE est reprsentatif d'une SOURCE LECTRIQUE DE LUMIRE

.2. PROCDS GNRATEURS D'NERGIE RADIANTE

L'mission d'nergie radiante procde de deux mthodes distinctes :l'lvation de temprature d'un corps solide jusqu' l'tat d incandescence,la dcharge lectrique dans :- l air : phnomne darc lectrique,- des gaz ou vapeur mtalliques: phnomnes dlectroluminiscence2.1. L'incandescence.

Port une temprature suffisante tout corps met de l'nergie : RAYONNEMENTTHERMIQUE. A la temprature d'environ 500 C, mission de radiations rouges. Aufur et mesure de l'lvation de temprature, le spectre s'enrichit en radiations delongueurs d'ondes de plus en plus courtes. Le maximum d'nergie dans le spectrevisible est obtenu pour des tempratures de l'ordre de 2700 C.L CLAIRAGE par INCANDESCENCE repose sur ce principe, l'nergie thermique

ncessaire pour atteindre l'tat incandescent est obtenue par effet Joule

2 2 L d h l t i


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2.2. La dcharge lectrique.Ce phnomne qui se produit dans un fluide gazeux lorsqu'on applique une tension

suffisante entre deux lectrodes se traduit par une augmentation importante ducourant traversant le fluide ionis et s'accompagne d'une mission de radiationslumineuses dont les longueurs d'onde dpendent de la nature du fluide gazeux.

Diffrents cas sont considrer :

Le fluide gazeux est de l'AIR.La dcharge correspond l'appellation d'ARC LECTRIQUE. Bien quedveloppant des radiations lumineuses visibles haute nergie (temprature trsleve), l CLAIRAGE PAR ARC en atmosphre libre n'est plus utilis.

Le fluide gazeux est un gaz rare de l'air : ARGON, HLIUM, NON.La dcharge lectrique s'accompagne de la production de radiations lumineuses

visibles dues l'illumination du gaz : ce phnomne est reprsentatif deL'CLAIRAGE PAR LUMINESCENCEEn fonction de la nature du gaz dans lequel s'effectue la dcharge lectrique, unecouleur est privilgie (longueur d'onde spcifique)Exemples :

le NON est prdominance ROUGE ORANGE, l'ARGON est prdominance VIOLET, l'HLIUM est prdominance JAUNE.Si ce type d'clairage n'est pratiquement pas utilis en milieu domestique (except

pour les tmoins de bouton-poussoirs lumineux), il occupe une place importantedans le domaine des locaux commerciaux, bancaires et administratifs.

Le fluide gazeux est une vapeur mtallique: MERCURE, SODIUM.


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La dcharge lectrique produit la fois des radiations lumineuses visibles etinvisibles.Ces dernires peuvent exciter des substances particulires qui transformentl'nergie reue en lumire visible : ce phnomne caractrise I'CLAIRAGEFLUORESCENT

Bien que prsentant une caractristique de lumire dite FROIDE, l'abonndomestique utilise ce type d'clairage dans ses pices fonctionnelles; lesdomaines d'application privilgis restent nanmoins :

le secteur industriel, commercial et hospitalier en ce qui concerne leslampes et tubes vapeur de mercure,

les zones extrieures (loisirs et services) pour ce qui touche les tubes et

lampes vapeur de mercure ou de sodium.


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Principe de fonctionnement dune lampe fluorescence limportance de la poudre

De la qualit de la poudre (composition, dpt) dpendra la

qualit (Tc, IRC, h*) de la lumire mise par le tube

La fluorescence permet le choix de la couleur de lumire


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Les sources de lumire lectriques: classification


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Tableau 2. Tableau des caractristiques d'utilisation des procdsd'clairage.

Catgorie Gamme de puissanceet de flux

Efficacitlumineuse Doreutile

Utilisation

Incandescence 40 2 000 W250 40 000 Im

9 20 Im/W1000 2 000 h

Emploi gnral. clairages localiss etdcoratifs.

Incandescence + halognes 500, 750, 1000, 1 500et 2000W

20 27 Im/W

2000 h

clairage par projecteurs (utilisationintermittente).

Fluorescence (tubes) 20 215 W650 15550 Im

25 75 Im/W7 500 h

clairage industriel, bureaux. clairageextrieur.

Fluorescence (ballons) 50 2000 W 2000 125000 Im 30 60 Im/W8000 12000 hCours et abords d'usines. Aire de stockage,triage. Ateliers, halls, hangars.

Mixte mercure +incandescence

160 500 W 3000 11000 Im

20 Im/W 6000 h Renforcement d'installations anciennesquipes en incandescence.

Halognures mtalliques 375 W et 2000 W30000 et

190000 Im

75 et 95 Im/W

2000 6 000 h

clairage grands espaces. Halls de grandehauteur.

Vapeur de sodium (bassepression) 40 200 W2500 35000 Im

85 175 Im/W3000 5 000 h Espaces dcouverts. Atmosphres chargesde : fume, vapeur, poussires.

Vapeur de sodium (hautepression)

150 1000 W 12000 110000 Im

80 110 Im/W

6 000 h

clairage extrieur. clairage de grands halls.

Tubes haute tension Toutes puissances 900 2 500 Im par mtrede colonne

20 40 Im/W

12 000 h

Effets dcoratifs. Corniches lumineuses.clairage publicitaire.


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III. CLAIRAGE PAR L'INCANDESCENCE

1. PRINCIPE

Le passage d'un courant lectrique dans un FILAMENT DE TUNGSTNE provoque une mission

de lumire et de chaleur dans un gaz INERTE l'intrieur d'une ampoule en verre.

2. CONSTITUTION GNRALE DE LA LAMPE INCANDESCENCE. LMENTS FONCTIONNELS (fig. 3)Les sources de lumire ou lampes ( ampoule dans le langage courant) sont constitues : dune ampoule de verre contenant un gaz dlments permettant de crer de la lumire (filament) dun culot normalis pour le raccordement lectrique

Le FILAMENT DE TUNGSTNE est capable de supporter des tempratures de l'ordre de 2500

C.Dans les lampes modernes, il est gnralement BISPIRAL ce qui permet de : rduire les pertes nergtiques, accrotre l'efficacit lumineuse.Le GAZ NEUTRE argon ou krypton qui constitue l'atmosphre freine le phnomne

d'LECTROVAPORISATION. Ce phnomne a pour effet de dsintgrer le filament ce quientrane : une diminution de la dure de vie de la lampe, une rduction de l'clairement par dpt d'une substance noirtre l'intrieur de la paroi

de verre.


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Fig.3. Construction generale de la lampe a incadescence.


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Le CULOT remplit deux fonctions :

maintien de la lampe sur son support ou DOUILLE liaison lectrique avec la source d'nergie.Les culots se prsentent sous deux aspects : culots BAONNETTE culots VISselon la puissance de la lampe.

L ` AMPOULE assure deux rles : un rle fonctionnel : contenir l'atmosphre gazeuse et agir plus ou moinssur le phnomne d'blouissement (luminance) :

l'ampoule CLAIRE, transparente et incolore est trs blouissante ; les ampoules verre DPOLI ou OPALE rduisent la luminance, mais cette

attnuation se fait aux dpens du flux utile qui est respectivement rduit de 2et 5 % par rapport, pour une mme puissance, au flux fourni par une lampeclaire.

un rle esthtique :les fabricants proposent une gamme tendued'ampoules de diffrentes formes et de couleurs varies qui satisfont lesbesoins des diffrents utilisateurs.


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3. CARACTRISTIQUES DES FACTEURS PRINCIPAUX

3.1. Puissance :Elle peut varier de 15 1 500 W (en usage domestique ondpasse rarement 100 150 W). Pour une mme tension de fonctionnement, lefacteur d'efficacit augmente avec la puissance des lampes et la lumire misedevient plus blanche.

3.2. Facteur d'efficacit :de l'ordre de 10 15 Im/W.3.3. Tension d'alimentation :

la lampe incandescence est trs sensible aux

variations de tension qui influent : dans le mme sens sur la puissanceabsorbe, le flux et l'efficacit lumineuse, en sens inverse sur la dure de vie.

Les fabricants ont le souci d'offrir aux usagers des plages de tension troites quileur permettent de s'adapter au rseau :

220-230 V; 240 V; 250-260 V.3.4. Dure de vie :on estime la dure moyenne de vie 1000 h. Levieillissement influe sur P, et l'efficacit (voir courbe ci-dessous).


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Fig. 4. Flux lumineux :il varie de 200 Im (P=25 W) 18800 W (P=1 kW).


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Plusieurs varits de sources incandescence peuvent tre utilises : lampes de type classique standard, claires ou dpolies, lampes rflecteur incorpor, lampes aux halognes, ou lampes iode fabriques dans la gamme de

puissance : 500, 1 000 ou 2000 watts.Caractristiques du rayonnement (lampes standards sous 220V)Le rayonnement est riche en radiations rouges et infrarouges, mais pauvre enradiations bleues et violettes.

90 % de l'nergie sont dgags en chaleur : 80 % par rayonnement infrarougeet 10 % par conduction et convection.Les lampes incandescence standard ont une efficacit de 13 15 lumens parwatt, les lampes aux halognes une efficacit de 20 27 lumens, par watt.Un luminaire est aussi un appareil de chauffage :15 % de l'nergie

lectrique en lumire, 85 % en chaleur qu'il est possible de rcuprer pour lechauffage des locaux.


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LES LAMPES A INCANDESCENCE STANDARD


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LES LAMPES A INCANDESCENCE HALOGENELe principe de fonctionnement


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LES LAMPES A INCANDESCENCE HALOGENE BT (a), TBT (b),

a)

b)


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IV. CLAIRAGE PAR FLUORESCENCE

1. PRINCIPE

Une dcharge lectrique dans de la VAPEUR DE MERCURE trs bassepression ( 10 mm de Hg) provoque l'mission privilgie de la radiationultraviolette de longueur d'onde 253,7 nm (radiation de rsonance du mercure) :c'est le phnomne de luminescence. Cette radiation excite la

FLUORESCENCE d'un mlange de poudres qui tapisse les parois intrieures dutube, donnant ainsi une lumire visible.


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2. CONSTITUTION GNRALE D'UN TUBE FLUORESCENT

Fig.6. Constitution gnrale d'un tube fluorescent


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LES TUBES FLUORESCENTS.


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LES LAMPES FLUORESCENTES COMPACTES


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3. PROCDS D'ALLUMAGE

A l'tat froid du tube, le mercure ne se trouve pas sous forme de vapeur mais l'tat liquide(fines gouttelettes sur les parois du tube).

Pour obtenir la vaporisation, il est ncessaire de prchauffer l'atmosphre du tube par

l'intermdiaire des lectrodes et de provoquer la dcharge lectrique par une surtensionde courte dure (variation de rsistance de l'atmosphre du tube de l'tat froid l'tatchaud).

Deux procds sont utiliss qui permettent l'amorage du tube et la stabilisation de ladcharge par limitation du courant sa valeur optimale.

3.1. Allumage DIFFR.

Un dispositif technologique, appel STARTER, ouvre brusquement un circuit inductif, ditBALLAST, en srie" avec les lectrodes ce qui provoque une surtension qui ionisel'atmosphre charge de vapeur de mercure.

3.2. Allumage INSTANTAN.Ds la mise sous tension, une effluve prend naissance entre le filament et la bande

d'amorage qui ionise le tube et provoque une dcharge quasi instantane.

3.3. Les ballasts.La chute brutale de rsistance qui survient lors de la dcharge risque de provoquer, en

l'absence de dispositif d stabilisation, une surintensit dommageable pour les lectrodes.L'introduction d'une impdance dans le circuit limine cet inconvnient : c'est le rle desBALLASTS qui peuvent tre compenss, amlioration du facteur de puissance (cos < )par adjonction d'un condensateur, ou non compenss.


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Amliorer le facteur de puissanceLe systme [ lampe dcharge + ballast ferromagntique ] est (trs)selfique, ce qui dgrade le facteur de puissance de linstallationPour y remdier :

1. Utiliser des ballast lectroniques facteur de puissance lev2. Compenser le systme [ lampe + ballast ] en plaant par exemple

un condensateur en parallle avec le circuit


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4. CARACTRISTIQUES DES FACTEURS PRINCIPAUX

4.1. Facteur d'efficacit :varie de 50 90 Im/W.Une grande varit de couleurs du rayonnement est obtenue par les

diffrentes substances fluorescentes disposes sur les parois internes dutube.Tableau 3.

4.2. Flux lumineux : fonction de la puissance, la temprature et la couleurpeut varier de 550 Im (lumire du jour 16 W) 5100 lm (blanc industrie : 65W).

4.3. Dure de vie : peut atteindre et dpasser 4000 heures.

Le phnomne de STROBOSCOPIELe montage dit DUO permet d'viter le phnomne de STROBOSCOPIE

(papillotement) gnant pour la vision. Deux tubes sont monts en drivation

sur un support commun mais l'alimentation de l'un est dphase par rapport l'alimentation du second.


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Dsignationcommerciale

Tempraturede couleur

Aspect de lalumire mise

Ambiance Particulire Rendementlumineux

Blanc confortde luxe

2 800 K

2900 K

Blanc chaud

dorAmbiancechaude

Magasins deluxe,cabarets,salons

35 Im/W

Blanc soleilde luxe

3 000 K 3500 K

Blanc chaud Ambianceintime

Restaurants,salons decoiffure

40 50Im/W

Blanc brillant deluxe

3800 K 3900 K

Blanc froid Emploi neutreambiance gaie,attractive

Bureaux,magasins detissus,boucheries

40 60 Im/W

Lumire du jourde luxe

6 300 K Blanc (lumired'un ciel couvert

Trs bon rendudes couleurs

Poissonneries,crmeries,magasins deblanc

50 Im/W

Blanc industrie 4300 K 4 500K

Blanc laiteux Ambiancefroide,distorsion descouleurs

Locauxindustriels,clairage public

50 75 Im/W


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5. CHOIX DES TUBES FLUORESCENTS

D'utilisation universelle, les tubes fluo doivent tre choisis, outre leur

facteur d'efficacit, en fonction de :- la TEMPRATURE DE COULEUR qui, exprime en degrs

Kelvin, caractrise l'aspect color de la source.Aspect blanc teinte chaude, TC 3300 K.Aspect blanc, 3300 K < TC 5000 K.Aspect blanc teinte froide. TC > 5000 K.- I'INDICE DE RENDU DES COULEURS qui dsigne l'effet d'une

source de lumire sur l'aspect chromatique des objets qu'elleclaire. L'IRC s'exprime par un nombre de 50 100.

Classification gnrale de la CIE:IRC < 70 industriesIRC = 70 85 usages courantsIRC > 85 applications spciales


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V. LES DIODES ELECTROLUMINESCENTES BLANCHES


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Diffrents types de diodes LED


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Une diode lectroluminescente, abrge sous les sigles DEL ou LED (del'anglais light-emitting diode), est un composant lectronique capabledmettre de la lumire lorsquil est parcouru par un courant lectrique. Unediode electroluminescente ne laisse passer le courant lectrique que dansun seul sens et produit un rayonnement monochromatique incohrent

partir dune transformation dnergie. Elle fait partie de la famille descomposants optolectroniques , et compte plusieurs drives,principalement, l'oled , l'amoled ou le foled (pour fexible oled). Les leds sontconsidres par beaucoup comme technologie d'avenir.

HistoriqueNick Holonyak Jr(n en 1928 ) est le premier avoir cr une diode

lectroluminescente spectre visible en 1962 . Pendant longtemps, leschercheurs ont cru devoir se limiter aux trois couleurs : rouge, jaune et vert.La diode bleue, mise au point en 1971, est handicape par un faiblerendement et un cot de production lev jusqu'en 1990 , anne o le Dr.Shuji Nakamura, alors employ par la socit Nichia , l'amlioreconsidrablement. Cette importante avance permit le dveloppement de ladiode blanche, point de dpart de nouvelles applications majeures :clairage, crans de tlviseurs et dordinateurs.


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Une manire de les classer est de considrer la rpartition de l'nergie dans lagamme de longueur d'onde couvrant le visible (longueurs d'ondes de l'ordre de;380 - 780 nm). La raison de la distinction rside dans le fait que les diodesblanches peuvent servir clairer, ce qui est lune des applications phares dufutur (proche) :

Les chromatiques : l'nergie est concentre sur une plage troite de longueurd'onde (20 40 nm). Ces sources ont un spectre quasiment monochromatique.Les blanches : l'nergie est rpartie dans le visible sur toute la gamme de longueurs

d'onde 380-780 nm environ.Techniques de fabricationLa longueur donde du rayonnement mis est dtermine par la largeur de la bande

interdite et dpend donc du matriau utilis. Toutes les valeurs du spectrelumineux peuvent tre atteintes avec les matriaux actuels. Pour obtenir delinfrarouge , le matriau adapt est larsniure de gallium (GaAs) avec commedopant du silicium (Si) ou du zinc (Zn). Les fabricants proposent de nombreuxtypes de diodes aux spcificits diffrentes. On peut citer le type le plusrpandu: les diodes larsniure de gallium, ce sont les plus conomiques etont un usage gnral. Bien quelles ncessitent une tension directe plus leve,les diodes larsniure de gallium-aluminium (AlGaAs) offrent une plus grande

puissance de sortie, ont une longueur donde plus courte (< 950 nm, ce quicorrespond au maximum de sensibilit des dtecteurs au silicium) et prsententune bonne linarit jusqu 1,5A. Enfin, les diodes double htrojonction (DH)AlGaAs offrent les avantages des deux techniques prcdentes (faible tensiondirecte) en ayant des temps de commutation trs courts, ce qui permet desdbits de donnes trs levs dans les transmissions de donnes numriquespar fibres optiques. Les temps de commutation dpendent de la capacit de la

jonction dans la diode.

f


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Rendement lumineux [modifier] Selon les types de diodes, le rendement lumineux est variable,

gnralement compris entre 20 et 129 lm/W, et atteint en laboratoire les160 lm/W. Une grande disparit dans les performances est prsente selon lacouleur (temprature de couleur pour le blanc), la puissance ou encore la

marque. Les bleues nexcdent pas les 30lm/W alors que les vertes

peuvent avoir une efficacit lumineuse bien plus leve. Les effortscolossaux effectus en recherche et dveloppement pour les LED blanchesleur ont permis dtre aussi efficaces (voire plus) que les LED couleur.

La limite thorique dune source qui transformerait intgralement toutelnergie lectrique en lumire visible est de 683lm/W (cette valeur drivedirectement de la dfinition de la candela et par extension du lumen). Pourcela, il faudrait quelle possde un spectre monochromatique de longueurdonde 555nm. Le rendement lumineux thorique dune LED blanche est delordre de 300lm/W. Ce chiffre est infrieur 683 lm/W du fait que lemaximum de sensibilit de lil se situe vers 555 nm.

Le rendement lumineux des blanches de dernire gnration est suprieur celle des lampes incandescence mais aussi celui des lampesfluocompactes ou encore de certains modles de lampes dcharge . Lespectre de la lumire mise est presque intgralement contenu dans ledomaine du visible (les longueurs donde sont comprises entre 400 nm et700 nm). Contrairement aux lampes incandescence et aux lampes dcharge, les diodes lectroluminescentes nmettent quasiment pasdinfrarouge.


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CouleursLa couleur dune diode lectroluminescente peut tre gnre de diffrentes

manires : coloration due la longueur donde du semi-conducteur (capot transparent) ; coloration modifie par le capot de la diode (mission bleue ou UV +

revtement base de luminophores) ; coloration par plusieurs missions de longueur donde diffrentes : les diodes

lectroluminescentes polychromatiques. Elles permettent notamment deproposer une vaste gamme de couleurs.

Voici quelques colorations en fonction du semi-conducteur utilis :

Couleur Longueur donde (nm)Tension de seuil (V)Semi conducteur


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Couleur Longueur donde (nm)Tension de seuil (V)Semi-conducteurutilis:

InfraRouge > 760V < 1,63 - arsniure de gallium-aluminium (AlGaAs);Rouge 610 < < 7601,63 < V < 2,03 - arsniure de gallium-aluminium

(AlGaAs), phospho-arsniure de gallium (GaAsP)

Orange 590 < < 6102,03 < V < 2,10 - phospho-arsniure de gallium GaAsP)Jaune 570 < < 5902,10 < V < 2,18 - phospho-arsniure de gallium (GaAsP)Vert 500 < < 5702,18 < V < 2,48 nitrure de gallium (GaN), phosphure de

gallium (GaP)

Bleu450 < < 5002,48 < V < 2,76 slniure de zinc (ZnSe), nitrure degallium/indium (InGaN), carbure de silicium (SiC)

Violet400 < < 4502,76 < V < 3,1 , Ultraviolet < 400V > 3,1 - diamant (C),nitrure d'aluminium (AlN), nitrure d'aluminium/gallium (AlGaN)

BlancChaude froide V = 3,5

A t [ difi ]
http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Diode_%C3%A9lectroluminescente&action=edit&section=13http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Diode_%C3%A9lectroluminescente&action=edit&section=13


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Avantages [modifier] Facilit de montage sur un circuit imprim, traditionnel ou CMS Excellente rsistance mcanique (chocs, crasement, vibrations) Faible trs faible consommation lectrique(quelques dizaines de milliwatts) pour un trs bon rendement. Dure de vie beaucoup plus longue quune lampe incandescence classiqueou mme quune lampe fluorescente

(50 000 100 000 heures contre 6 000 15000 heures pour les fluorescentes et au maximum un millier dheurespour les lampes incandescence).

Taille beaucoup plus petite que les lampes classiques. En assemblant plusieurs LED, on peut raliser des clairagesavec des formes novatrices.

Fonctionnement en trs basse tension(TBT), gage de scurit et de facilit de transport. Il existe pour les campeursdes lampes de poche LED actionnes par une simple dynamo main (lampe manivelle) de mouvement lent.

Atout non ngligeable en matire de scurit, par rapport aux systmes lumineux classiques, leurinertie lumineuseest quasiment nulle. Elles sallument et steignent en un temps trs court, ce qui permet lutilisation en transmissionde signaux courte distance (optocoupleurs) ou longue (fibres optiques). Les LED atteignent immdiatement leurintensit lumineuse nominale.

Vu leur puissance, les LED classiques 5 mm ne chauffent presque pas et ne brlent pas les doigts. Pour lesmontages de puissance suprieure 1W, il faut prvoir une dissipation de la chaleur sans quoi la diode serafortement endommage voire dtruite du fait de lchauffement. En effet, une diode lectroluminescente convertitenviron 20 % de lnergie lectrique en lumire, le reste tant dgag sous forme de chaleur.

Inconvnients [modifier] Les LED dites blanches sont gnralement des LED bleues recouvertes de luminophores, gnralement du YAG:Ce

(Yttrium Aluminium Garnet dop au Crium). Ce blanc est gnralement froid et possde un mauvais indice de rendude couleur (IRC). Toutefois, cet inconvnient est corrig industriellement.

Dsavantages propres aux LED de forte puissance : Le rendement lumineux est plus faible. Les LED bleues ainsi que les blanches contiennent un spectre bleu de forte intensit dangereux pour la rtine

si leur rayonnement entre dans le champ de vision, mme priphrique. Le problme se pose par exempleavec les flashs base de diodes lectroluminescentes.[rf.ncessaire]

La lumire bleue, mme de faible intensit, prsente dans une chambre coucher pendant la nuit (par exemple,veille dun appareil ou radio-rveil) perturbe le cycle du sommeil en diminuant la synthse de lamlatonine.[rf.ncessaire]

En 2008, le prix lachat des LED reste de deux quatre fois plus lev que celui des lampes classiques, luminositgale mais devrait baisser rapidement compte-tenu du dveloppement rapide des ventes5.

La LED tant un semi-conducteur, elle est affecte par la temprature : plus elle chauffe, plus sa tension directe dejonction dcrot, et son rendement lumineux se dgrade. Cela pose des problmes de fiabilit si une mise en uvrethermique adquate n'est pas ralise (pour les modles de puissance).

La LED est une diode avant tout, la fabrication de la lumire est lie directement la circulation des lectrons danssa jonction, et non la tension prsente aux bornes de la jonction. Ce fonctionnement impose une rgulation encourant et non en tension si l'on veut avoir un effet prvisible, reproductible et sans risque de destruction (ouplacement involontaire hors rgime nominal) quelles que soient les dispersions du composant.
http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Diode_%C3%A9lectroluminescente&action=edit&section=13http://fr.wikipedia.org/wiki/Puissance_(physique)http://fr.wikipedia.org/wiki/Lampe_%C3%A0_incandescence_classiquehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Tr%C3%A8s_basse_tensionhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Lampe_de_pochehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Inertiehttp://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Diode_%C3%A9lectroluminescente&action=edit&section=14http://fr.wikipedia.org/wiki/Indice_de_rendu_de_couleurhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Indice_de_rendu_de_couleurhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Indice_de_rendu_de_couleurhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Diode_%C3%A9lectroluminescentehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Mod%C3%A8le:R%C3%A9f%C3%A9rence_n%C3%A9cessaire/Explicationhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Mod%C3%A8le:R%C3%A9f%C3%A9rence_n%C3%A9cessaire/Explicationhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Mod%C3%A8le:R%C3%A9f%C3%A9rence_n%C3%A9cessaire/Explicationhttp://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9latoninehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Mod%C3%A8le:R%C3%A9f%C3%A9rence_n%C3%A9cessaire/Explicationhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Mod%C3%A8le:R%C3%A9f%C3%A9rence_n%C3%A9cessaire/Explicationhttp://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9latoninehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Mod%C3%A8le:R%C3%A9f%C3%A9rence_n%C3%A9cessaire/Explicationhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Mod%C3%A8le:R%C3%A9f%C3%A9rence_n%C3%A9cessaire/Explicationhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Mod%C3%A8le:R%C3%A9f%C3%A9rence_n%C3%A9cessaire/Explicationhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Luminosit%C3%A9http://fr.wikipedia.org/wiki/Luminosit%C3%A9http://fr.wikipedia.org/wiki/Luminosit%C3%A9http://fr.wikipedia.org/wiki/Diode_%C3%A9lectroluminescentehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Luminosit%C3%A9http://fr.wikipedia.org/wiki/Diode_%C3%A9lectroluminescentehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Diode_%C3%A9lectroluminescentehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Luminosit%C3%A9http://fr.wikipedia.org/wiki/2008http://fr.wikipedia.org/wiki/Mod%C3%A8le:R%C3%A9f%C3%A9rence_n%C3%A9cessaire/Explicationhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Mod%C3%A8le:R%C3%A9f%C3%A9rence_n%C3%A9cessaire/Explicationhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Mod%C3%A8le:R%C3%A9f%C3%A9rence_n%C3%A9cessaire/Explicationhttp://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9latoninehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Mod%C3%A8le:R%C3%A9f%C3%A9rence_n%C3%A9cessaire/Explicationhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Mod%C3%A8le:R%C3%A9f%C3%A9rence_n%C3%A9cessaire/Explicationhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Mod%C3%A8le:R%C3%A9f%C3%A9rence_n%C3%A9cessaire/Explicationhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Diode_%C3%A9lectroluminescentehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Indice_de_rendu_de_couleurhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Indice_de_rendu_de_couleurhttp://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Diode_%C3%A9lectroluminescente&action=edit&section=14http://fr.wikipedia.org/wiki/Inertiehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Lampe_de_pochehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Tr%C3%A8s_basse_tensionhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Lampe_%C3%A0_incandescence_classiquehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Puissance_(physique)http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Diode_%C3%A9lectroluminescente&action=edit&section=13


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Diodes lectroluminescentes ordinaires Signalisation dtat dappareils divers (lampes tmoins en face avant ou sur le circuit, tableaux de bord

de voitures, quipements de scurit) Signalisation routire, feux arrires de voitures ou de bicyclettes Affichage alphabtique ou numrique dappareils de mesure, de calculatrices, dhorloges Affichages de niveaux de mesures (niveaux de cuves, VU-mtres)

Affichage statique ou dynamique de messages (journaux lumineux) Optocoupleurs Transmissions de signaux par fibre optiques Tlcommandes (LED infrarouges) Cellules photolectriques (LED infrarouges) Faisceau laser pour les appareils de mesure Faisceau laser pour la lecture et la gravure des CD et DVD clairage invisible pour camras de surveillance (dans linfrarouge) Luminaires et clairage urbain(plus rcemment), avec par exemple Los Angeles, premire mtropole qui remplace ses 140 000 ampoules

d'clairage urbain par des diodes lectroluminescentes depuis 2009 (programme qui s'achvera en 2014), ce qui devrait rduire de l'quivalentde 40 500 tonnes de carbone les missions annuelles de cette ville (soit l'quivalent des missions de 6 700 voitures). La ville pense aussidiminuer ses charges de maintenance avec au total une conomie espre de 48 millions de dollars en 7 ans sur la facture d'lectricit de laville.

Diodes lectroluminescentes blanches [modifier] Lamlioration du rendement des LED permet de les employer en remplacement de lampes incandescence ou fluorescence, condition de

les monter en nombre suffisant : LED noyes dans le bitumepour la matrialisation des pistes la nuit ou par temps de brouillard. Signalisation portative individuelle (piton, cycliste). clairages de secours clairage de courte porte portatif. Feux de signalisation automobile ou motocycliste (clignotant, veilleuses, feux de position). clairage stroboscopique

Depuis 2007, Audi et Lexusbnficient de drogations de la Commission europennepour commercialiser des modles munis de feux avant base de LED.

Plusieurs villes remplacent leur clairage public par des LED dans le but de diminuer leur facture dlectricit et la pollution lumineuse du ciel(clairage dirig vers le bas). Le recours aux LED est aussi courant dans les feux tricolores. Lexemple de Grenobleest le plus souvent cit : laville a ralis son retour sur investissement en trois ans seulement. En effet, les LED permettent des conomies dnergie, mais ce sont surtoutles cots de maintenance qui baissent, du fait de leur robustesse.

Lampes de poche piles ou accumulateur gnratricede recharge incorpor. Lampes de balisage des jardins alimentes parpanneau solaire. Depuis 2006, le groupe amricain Graffiti Research Laba lanc un mouvement nomm Led throwies(lancer de LED) qui consiste gayer les

lieux publics en ajoutant de la couleur sur les surfaces magntiques. Pour ceci, on combine une LED, une pile au lithium et un aimant, et onlance lensemble sur une surface magntique [1].

Depuis peu, les LED sont utilises pour raliser des crans vido de trs grande taille (plateaux TV salon dans des grands halls, stade) Le rtroclairage de lcran par des diodes lectroluminescentes permet de fabriquer des crans plus fins, plus lumineux, ayant une tendue

colorimtrique plus importante et plus conomes que son prdcesseur ACL rtroclairage par tube fluorescent (technologie CCFL). noterue les constructeurs restent assez flous sur le fait ue les LED d a ent lus de chaleur.

L di d l t l i t t l i ti d t
http://fr.wikipedia.org/wiki/VU-m%C3%A8trehttp://fr.wikipedia.org/wiki/VU-m%C3%A8trehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Optocoupleurhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Fibre_optiquehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Disque_compacthttp://fr.wikipedia.org/wiki/DVDhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Luminairehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Plan_lumi%C3%A8rehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Los_Angeleshttp://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Diode_%C3%A9lectroluminescente&action=edit&section=17http://fr.wikipedia.org/wiki/Bitumehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Brouillardhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Clignotanthttp://fr.wikipedia.org/wiki/Feux_de_positionhttp://fr.wikipedia.org/wiki/2007http://fr.wikipedia.org/wiki/Audihttp://fr.wikipedia.org/wiki/Lexushttp://fr.wikipedia.org/wiki/Commission_europ%C3%A9ennehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Feux_de_circulation_routi%C3%A8rehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Grenoblehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Grenoblehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Pollution_lumineusehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Feux_de_circulation_routi%C3%A8rehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Grenoblehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Accumulateur_%C3%A9lectriquehttp://fr.wikipedia.org/wiki/G%C3%A9n%C3%A9ratricehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Panneau_solairehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Graffiti_Research_Labhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Led_throwieshttp://fr.wikipedia.org/wiki/Pile_au_lithiumhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Aimanthttp://www.instructables.com/id/LED-Throwies/http://fr.wikipedia.org/wiki/Cathode_froidehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Cathode_froidehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Cathode_froidehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Cathode_froidehttp://www.instructables.com/id/LED-Throwies/http://fr.wikipedia.org/wiki/Aimanthttp://fr.wikipedia.org/wiki/Pile_au_lithiumhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Led_throwieshttp://fr.wikipedia.org/wiki/Graffiti_Research_Labhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Panneau_solairehttp://fr.wikipedia.org/wiki/G%C3%A9n%C3%A9ratricehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Accumulateur_%C3%A9lectriquehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Grenoblehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Feux_de_circulation_routi%C3%A8rehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Pollution_lumineusehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Commission_europ%C3%A9ennehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Lexushttp://fr.wikipedia.org/wiki/Audihttp://fr.wikipedia.org/wiki/2007http://fr.wikipedia.org/wiki/Feux_de_positionhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Clignotanthttp://fr.wikipedia.org/wiki/Brouillardhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Bitumehttp://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Diode_%C3%A9lectroluminescente&action=edit&section=17http://fr.wikipedia.org/wiki/Los_Angeleshttp://fr.wikipedia.org/wiki/Plan_lumi%C3%A8rehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Luminairehttp://fr.wikipedia.org/wiki/DVDhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Disque_compacthttp://fr.wikipedia.org/wiki/Fibre_optiquehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Optocoupleurhttp://fr.wikipedia.org/wiki/VU-m%C3%A8trehttp://fr.wikipedia.org/wiki/VU-m%C3%A8trehttp://fr.wikipedia.org/wiki/VU-m%C3%A8tre


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Les diodes lectroluminescentes sont polarises : on tiendra comptede la polarit (schma en haut de page). Il est toujours ncessaire detenir compte de lintensit maximale (typique: 10 30 mA pour uneLED de signalisation) supporte par la diode et donc dintercaler unersistance en srie, calcule en fonction de la tension dalimentation

(loi dOhm ). Pour les applications dclairage, on pourra regrouperplusieurs diodes dans un schma srie-parallle : il faudra dans cecas tenir compte de la chute de tension provoque par les diodes ensrie pour calculer la rsistance en srie : plus il y aura de diodes ensrie, plus forte sera la chute de tension ; ce qui permettra dediminuer la rsistance en srie et donc daugmenter le rendement dudispositif. Le courant maximal admissible sera, quant lui, multiplipar le nombre de groupes de diodes en parallle.

volution prvisible des performances des diodeslectroluminescentes

Sujet 201020202030 Flux unitaire maximum(lm)1356001 500Rendement maximum (lm/W)129 jusqu' 160 enlaboratoire100 150150 200Temprature de couleur (k)3 200-10 0003 200-10 0003 200-10 000Indice de rendu des couleurs80 9080 9080 90Dure de vie (heures)50 00080 000 100 00080 000 100000$ / 1000 lumen10052Possibilit degradationouiouiouiHomognit desperformancesnonouiouiDurabilit desperformancesnonouiouiRobustesseouiouioui

Choisir la source lumineuse partir de ses caractristiques


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Choisir la source lumineuse partir de ses caractristiquesFlux lumineux (lm), Efficacit lumineuse (lm / W)Dure de vie (H), Couleur apparente (K), Rendu des couleurs,Puissance (W), , Facteur de puissance (cos j et/ou THDi)


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VII. PHOTOMETRIE APPLIQUEPROJET D'CLAIRAGE

7. 1. LES FACTEURS D'UN CLAIRAGE RATIONNEL :La ralisation pratique d'une installation d'clairage lectrique ne peut conduire un

rsultat correct sur le plan : du rendement nergtique, du confort visuel, del'esthtique,

que si elle est prcde d'une tude thorique, dite AVANT-PROJET D'ECLAIRAGE,qui vise :

CHOISIR :

le niveau d'clairement,la nature du systme d'clairage,le type des sources lumineuses;

RPARTIR :les sources de lumire;

DTERMINER :le flux lumineux total,

la puissance de chaque source.

Les locaux d'habitation o les considrations relatives l'esthtique, au confort visuel, l'ambiance prennent pratiquement toujours le pas sur les critres conomiques seprtent mal la mise en oeuvre d'un avant-projet d'clairage.


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Puissances mettre en uvre: Les besoins nergtiques pour l'clairage se situent entre : 60 et 80 W/m2 pour les surfaces de vente, 35 et 50 W/m2 pour les galeries marchandes, 25 et 40 W/m2 pour les restaurants, caftrias,

40 et 50 W/m2 pour les boutiques de vente traditionnelle.


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7. 3. CHOIX DU SYSTME D'CLAIRAGE

L'clairage peut tre :

GNRAL : qui par non uniformit permet d'viter l'alternance de zonessombres et de zones violemment claires, LOCALIS : qui associ l'clairage gnral permet un clairement localis

des zones strictement dlimites.Le choix d'un clairement, pour un clairage localis, doit rester dans des

limites telles que sa diffrence avec l'clairement de i'clairage d'ambiancene prsente pas un blouissement gnant pour l'usager.

Exemples :Pour un clairage gnral prsentant un clairement minimal de 100, 200, 300

lux, le niveau de l'clairement de l'clairage localis doit tre respectivementde 1 000, 4000, 9000 lux, au maximum.

On distingue cinq systmes d'clairage dans lesquels la rpartition de la lumire se fait


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On distingue cinq systmes d clairage dans lesquels la rpartition de la lumire se faitplus ou moins vers le haut ou vers le bas (Tableau 1):

direct : 90 % au moins vers le bas, semi-direct : entre 60 et 90 % vers le bas, mixte : entre 40 et 60 % vers le bas, semi-indirect : entre 60 et 90 % vers le haut,indirect : 90 % vers le haut.Concernant le choix du systme dclairage il va voir le tableau 2.Dans la plupart des cas, c'est l'clairage direct qui est retenu pour l'clairage gnral.L'clairage indirect et l'clairage mixte sont utiliss pour obtenir une ambiance intime.

Tableau 2. Les systmes d'clairage


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7.4. CHOIX DES SOURCES LUMINEUSES7.4.1. II dpend essentiellement de : la temprature de couleur qui est un facteur caractristique du confort

visuel, du luminaire retenu.Le luminaire est un appareil qui sert rpartir, filtrer ou transformer la lumire

des lampes et comprenant toutes les pices ncessaires pour fixer etprotger les lampes et pour les relier au circuit d'alimentation (dfinition del'Association franaise de l'clairagisme).

Les luminaires sont classs en 20 classes, de A T, qui couvrent toutes lesgammes d'clairage, du direct intensif l'indirect.Exemple : en milieu industriel, on utilise essentiellement l'clairage direct duplus intensif (A) au plus extensif (J).

.


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7.4.2. Choix des sources lumineuses.Lampes incandescences.Plusieurs varits de sources incandescence peuvent tre utilises :lampes de type classique standard, claires ou dpolies,

lampes rflecteur incorpor,lampes aux halognes, ou lampes iode fabriques dans la gamme de puissance :

500, 1 000 ou 2000 watts.Caractristiques du rayonnement (lampes standards sous 220V)Le rayonnement est riche en radiations rouges et infrarouges, mais pauvre en

radiations bleues et violettes.

90 % de l'nergie sont dgags en chaleur : 80 % par rayonnement infrarouge et 10% par conduction et convection.Les lampes incandescence standard ont une efficacit de 13 15 lumens par watt,

les lampes aux halognes une efficacit de 20 27 lumens, par watt.Lampes fluorescentes.Elles sont : allumage parstarter, allumage instantan, avec ou sans prchauffage des lectrodes.L'efficacit lumineuse de ces lampes varie de 35 75 lumens par watt. Une grande

varit de couleurs du rayonnement est obtenue par les diffrentes substancesfluorescentes disposes sur les parois internes du tube.


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7.4.3. RPARTITION DES SOURCES, DTERMINATION DUFLUX LUMINEUX ET DE LA PUISSANCE

Les luminaires doivent tre rpartis pour assurer l'uniformit de l'clairement et labonne diffusion de la lumire par les parois et le plafond. En gnral, ils sont

placs le plus haut possible pour les liminer du champ de vision normal desusagers et viter ainsi des phnomnes d'blouissement. Le nombre et larpartition des luminaires dpendent :

des caractristiques gomtriques des locaux, des couleurs des parois, de l'emplacement des zones d'occupation.Ces problmes de rpartition et de calcul qui dpendent ncessairement :seront abords et dvelopps sur des cas concrets (exemples concrets et

prcis).


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Tableau 1. Choix du systme d'clairage

7 4 4 Expression du flux lumineux total


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7.4.4. Expression du flux lumineux total.Le flux lumineux total a pour expression :

F=ExSxd/(Ux )

avec F : Flux total ncessaire en lumens (Im)E : clairement moyen souhait du plan utile en lux (Ix)

S : Surface du plan utile en m2d : Facteur de dprciation

: Rendement des luminairesU : Utilance.d = 1,5 au moins, lorsque les conditions sont dfavorables, spcialement en ce qui

concerne l'atmosphre du local et la qualit de l'entretien de l'installation.

74.5. Facteur de dprciation : d.Ce facteur tient compte de la diminution dans le temps, du flux mis par une source

lumineuseCette diminution a pour cause : le vieillissement des sources, l'encrassement des appareils et des parois.La valeur de ce facteur est fonction : de l'atmosphre, plus ou moins poussireuse, du local, du type de luminaire choisi, plus ou moins sujet l'encrassement,de la qualit de l'entretien de l'installation. Les valeurs moyennes suivantes peuvent

tre admises :d = 1,3 dans les conditions les plus favorables,d = 1,4 dans la majorit des cas,

7.4.6. Rendement des luminaires : .


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7.4.6. Rendement des luminaires : .C'est le rapport entre le flux lumineux total mis par la source et le flux utile

sortant du luminaire.

= Fiux utile sortant du luminaire/Flux total emise par la source

Cette valeur peut tre : indique par les fabricants de luminaires dans leur catalogue, estime :

de 0,7 0,8 pour les luminaires sans grille de dfilement,de 0,6 0,7 pour les luminaires avec vasque de dfilement,

de 0,5 0,6 pour les luminaires avec grille de dfilement.

7.4.7. Utilance : U.Ce facteur dpend : de la forme du local, caractrise par un indice : i

cas d'un clairage cas d'un clairage

direct, semi-direct ou mixte semi-indirect ou indirecti=(axb)/e/(a+b) i=3(axb)/2h/(a+b)

avec a : longueur et b : largeur du local en me : distance de la source au plan utile en mh : hauteur sous plafond, au-dessous du plan utile en m.

du facteur de rflexion des murs et du plafond.


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Ce facteur traduit le pouvoir rflchissant de la paroi en fonction de sa couleur: Plafond :

blanc trs propre mat : 70 %couleurs fonces ou sales : 50 %

Mursde la manire dont la lumire est distribue par les luminaires.

7.4.8. Facteur d'utilisation : u.

Pour un type de luminaire dtermin et dans un local donn le facteur d'utilisation est lerapport entre le flux total reu sur le plan utile et le flux total rellement mis par lasource.

Facteur d'utilisation = Utilance x Rendement du luminaire, soit : u = U x

Dans ce cas, l'expression du flux lumineux total est :

F=ExSxd/u

7.4.9. Nombre de sources lumineuses.

Le nombre de sources lumineuses rpartir judicieusement est donn par l'expression :N=F/f

avec F : Flux lumineux total

f : Flux lumineux de la source choisie

7.5. Exemplu nunerc:


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7.5. Exemplu nunerc:

Soi un birou de dactilografiat:lungimea : 15m, limea : 6m, nlimea : 2,85plafon alb, pereii galben deschis, podea (suprafaa) clar;

iluminare uniform pe toat suprafaa.1.Iluminare reinut: 600 lux2. Alegerea tipului de iluminare: semi-direct, pentru asigurarea

unei bune diseminri ale luminii.3. Alegerea sursei de lumin:Tuburi fluorescente.

Nuana culorii: alb strlucitor4.Alegerea aparatului de iluminat:Luminatoare semi-ncastrate (semi-fixate) cu distribuie semi-direct a

luminii.5.Inserarea i numrul de luminatoare:

nlimea surseiDistana dintre surs i planul utilSpaierea maxim a luminatoarelor


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Exemple 1. L'clairage des etablissments comerciaux etadministratifs

1. Utilisation de la lumireDans un magasin, l'clairage doit permettre : au client :de faire ses achats dans une ambiance agrable,de reprer les diffrents rayons,

d'identifier, d'apprcier et de comparer les produits et leur prix,de circuler en scurit; au commerant : de mettre en valeur les produits,d'attirer les clients par une vitrine bien claire,

de crer une atmosphre favorisant les intentions d'achat, de faciliter le travail du personnel,d'assurer la scurit du personnel et du public.


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Sources lumineuses.Lampes incandescences.

Plusieurs varits de sources incandescence peuvent tre utilises :

lampes de type classique standard, claires ou dpolies,lampes rflecteur incorpor,lampes aux halognes, ou lampes iode fabriques dans la gamme de

puissance : 500, 1 000 ou 2000 watts.

Le rayonnement est riche en radiations rouges et infrarouges, mais pauvre en radiations

bleues et violettes.90 % de l'nergie sont dgags en chaleur : 80 % par rayonnement infrarouge et 10 % par

conduction et convection.Les lampes incandescence standard ont une efficacit de 13 15 lumens par watt, les

lampes aux halognes une efficacit de 20 27 lumens, par watt.

P,w 40 60 75 100 150 200 300 1000 1500

I lm 400 600 850 1400 2100 2990 5000 18750 29300


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Lampes fluorescentes.Elles sont :

allumage parstarter, allumage instantan, avec ou sans prchauffage des lectrodes.L'efficacit lumineuse de ces lampes varie de 35 75 lumens par watt. Une

grande varit de couleurs du rayonnement est obtenue par les diffrentessubstances fluorescentes disposes sur les parois internes du tube.


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Chaleur dgage par les luminaires. Un luminaire est aussi un appareil de chauffage :15 % de l'nergie

lectrique en lumire, 85 % en chaleur qu'il est possible de rcuprer pourle chauffage des locaux.

Cursul 5sc.eclerage03.11

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