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Ampoules et lampes

 

 

Ampoules et lampes :
les caractéristiques à connaître pour bien choisir

Touchez les familles d’ampoules pour atteindre directement leurs descriptions.

Ampoules et lampes led fluorescent halogene incandescent

 

Efficacité énergétique des lampes avec indication des lumen par watt

Davantage de lumière
avec moins d’électricité

Les lampes* d’éclairage (ampoules, tubes, spots, etc.) pour l’usage domestique se divisent en quatre grandes familles: les LED, les fluorescentes, les incandescentes halogènes, et les incandescentes classiques (retirées de la vente pour la plupart).
L’étiquette-énergie, dont la présence est obligatoire sur les emballages, les classe selon leur efficacité énergétique, c’est-à-dire selon le flux de lumière produit par rapport à l’électricité consommée (voir le graphique). Les lampes les plus efficaces sont classées A++ et les moins efficaces sont classées E : A++A+ABCDE

Par exemple, pour diffuser une même quantité de lumière sur la table de cuisine (1000 lumens), une ampoule en classe A+ consomme 5 à 6 fois moins d’électricité qu’une ampoule en classe C, et 7 à 8 fois moins qu’une ampoule en classe E.

L’étiquette-énergie tient compte de l’électricité consommée par le dispositif électronique qui alimente une lampe. Elle tient aussi compte de la lumière "perdue" par une lampe dont le faisceau est dirigé (lampe "spot").

Ver luisant choisissant une ampoule

Les catégories F et G ne figurent plus sur l’étiquette-énergie des produits destinés aux ménages, parce que les lampes de ces deux classes ne sont plus en vente pour l’éclairage domestique – à l’exception des ampoules pour l’éclairage du four et de certaines lampes spéciales ou décoratives.

La Suisse suit les prescriptions de l’Union européenne sur le retrait progressif des produits d’éclairage les moins efficaces. Ainsi, à partir d’août 2014, les lampes mattes (opaques) importées doivent être au moins en classe A, et les lampes claires (transparentes) au moins en classe C. Les stocks de lampes des catégories inférieures qui existent encore chez les distributeurs et les particuliers vont donc peu à peu disparaître.

Les lumens (lm) indiquent la quantité de lumière

Avec les vieilles ampoules à incandescence, la quantité de lumière émise était environ proportionnelle à la puissance électrique soutirée (en watts). Mais, étant donné la variété de performances des différentes familles de lampes modernes, il faut désormais consulter les lumens (lm), l’unité qui exprime leur flux lumineux, autrement dit leur "pouvoir éclairant". En général, 300 lumens suffisent pour une lampe de chevet, 400 à 600 lumens pour une lampe de bureau, et 1000 à 1200 lumens pour éclairer la table à manger.

Lumen et Lux

 


 

Éclairage LED

Ampoules et lampes à LED

Technologie de fonctionnement

LED est un acronyme de Light-Emitting Diode (diode électroluminescente). La lumière est produite par le passage de l’électricité dans un matériau semi-conducteur (c’est l’inverse de ce qui se passe dans la cellule photovoltaïque d’un capteur solaire). La lumière blanche est surtout produite de 2 façons:

  • La LED émet de la lumière bleue. Elle est recouverte d’une fine couche de phosphores qui absorbent une partie du bleu et ré-émettent l’énergie sous forme d’autres couleurs lumineuses qui donnent à nos yeux l’aspect de la lumière blanche. C’est le fonctionnement de la grande majorité des LED d’éclairage.
  • Trois LED – généralement rouge, verte et bleue – émettent simultanément leur lumière. Nos yeux perçoivent le mélange des trois comme du blanc (voir synthèse additive-RVB). Une variation dans l’intensité des trois LED permet de simuler à nos yeux toutes les teintes de la lumière.

Comme les LED fonctionnent avec une faible tension électrique (le plus souvent 3,5 V), il leur faut un transformateur qui est soit caché dans le culot de l’ampoule, soit situé dans un boîtier séparé.

Qualité et défaut

Encore en développement technologique, les lampes LED peuvent avoir un très bon rendement lumineux (> 100 lumens par watt), un très bon IRC-indice de rendu des couleurs (jusqu’à 95) et une très longue durée de vie (plus de 20 ans). Elles s’allument presque sans délai, offrent immédiatement leur pleine puissance lumineuse, supportent très bien les cycles d’allumage/extinction, fonctionnent bien dans le froid, n’émettent pas de lumière ultra-violette, et peuvent être utilisées sous de nombreuses formes qui révolutionnent l’éclairage: en ruban, en plaque, en tube souple. Tubes S14 et S15 incandescents et LEDElles peuvent aussi remplacer la majorité des autres lampes: ampoules, spots, tubes lumineux, tube incandescent, ampoule de réfrigérateur, petites lampes halogènes, et aussi les plus inefficaces des lampes incandescentes du ménage: les tubes à culot S14, S15 et S19 (voir dessin).

Crayon halogène R7s et LED-R7sOn trouve même des lampes LED avec un culot R7s pour se substituer aux plus énergivores des ampoules domestiques: les petits "crayons" halogènes des lampes de salon à éclairage indirect. Mais il faut prendre garde à la place disponible car ces nouveautés sont plus encombrantes que les fins tubes halogènes.

Ampoules à filament LEDIl y a encore des ampoules à filament-LED, au verre transparent ou opaque, destinées à la décoration ou à l’éclairage. Elles peuvent présenter un aspect "vintage" – telles les premières lampes d’Edison – ou imiter des flammes de bougies. Leurs filaments sont composés d’un alignement de minuscules LED recouvertes de matière phosphorescente jaune. Même s’il n’y paraît pas, elles cachent aussi des composants électroniques dans leur culot: en fin de vie, ce sont des déchets électroniques qui ne doivent pas aller à la poubelle. Il ne faut pas les confondre avec les ampoules décoratives à incandescence, qui consomment dix fois plus d’électricité.

Spots LEDAvant de remplacer des spots halogènes 230 V ou "basse-tension" (12 ou 24 V) par des spots LED, il faut s’assurer de la compatibilité avec le variateur ou le transformateur déjà en place (voir les indications du fabricant). 

Tubes lumineux LEDPour remplacer des tubes lumineux fluorescents ("néons") par des tubes LED, il faut faire attention :

  • à la compatibilité électrique avec le ballast existant. Suivant les tubes LED, le ballast doit être soit changé, soit mis hors-circuit par une modification du câblage électrique, soit utilisé tel quel. Dans tous les cas, les tubes LED doivent respecter la norme EN-62560. Il ne faut pas bricoler: il y a un vrai risque d’électrocution en cas de changement de tube.
  • au fonctionnement du luminaire qui comporte des réflecteurs ou des grilles: comme la diffusion lumineuse d’un tube LED est très différente de celle d’un tube fluorescent, l’éclairage risque d’être moins agréable. Il est souvent préférable d’acquérir un nouveau luminaire adapté aux LED.

Au moment de choisir

Sur le marché, la qualité de l’éclairage LED augmente en même temps que les prix baissent. Mais attention: parmi les LED figurent des produits de toutes les qualités – depuis les excellents jusqu’aux très médiocres. Voilà pourquoi on a tout intérêt à se fier à des fabricants réputés, et à bien consulter les indications qui doivent figurer sur l’emballage en plus de l’étiquette-énergie (voir l’article Choisir une ampoule en imitant le soleil). Si l’emballage ne donne pas de précisions sur les lumens, l’IRC (RCI, ou Ra) ou la température de couleur, il est plus sage de ne pas acheter la lampe.

• Étant donné que la lumière qui sort d’une LED se diffuse dans une direction privilégiée, elle doit être diffusée par une lentille pour donner un faisceau élargi. Mais l’éclairage reste moins uniforme que celui d’une ampoule à incandescence ou fluocompacte. C’est un avantage pour un spot dirigé sur un tableau ou pour une ampoule qui doit éclairer une table, mais c’est un inconvénient pour certains luminaires dont le design demande d’être uniformément éclairé: grand globe translucide, abat-jour artistique, plafonnier avec réflecteur. Avant de remplacer toute une série de lampes, on peut faire un essai en empruntant une lampe à un voisin.

• Si on achète une lampe de bureau, de chevet ou de salon dans laquelle des LED sont intégrées, on veillera à ce que l’interrupteur coupe bien l’alimentation du transformateur et qu’il ne reste pas sous tension (voir Lampe de chevet).

• Attention à la tentation: les LED offrent de nouvelles possibilités d’utilisation, notamment dans la décoration: guirlande, éclairage de sol, de façade ou de jardin – sans oublier le pilotage de l’éclairage par smartphone ou via Internet. Au final, elles risquent bien de faire croître la consommation d’électricité au lieu de la réduire (!)

Au moment de s’en débarrasser

Les lampes LED contiennent des composants électroniques. Comme tous les déchets électroniques, on doit les retourner à un point de vente ou à une déchetterie officielle.

À savoir

Les LED créent de meilleurs éclairages lorsqu’elles sont étalées sur un ruban plutôt que concentrées dans une ampoule. De plus, la chaleur nuit à leur rendement et à leur durée de vie. Ainsi, il vaut mieux qu’elles soient séparées de leur transformateur plutôt que chauffées par lui, comme c’est le cas dans les ampoules LED. Ceci dit, si on doit conserver un luminaire déjà en place, les ampoules LED de qualité restent le bon choix.

Un oeilPrécautions

Les LED d’éclairage nues – sans diffuseur et en contact direct avec le regard – peuvent être aveuglantes parce que leur lumière est très concentrée. Pour le confort visuel, on préférera les lampes avec diffuseur (par exemple les ampoules opaques dans lesquelles on ne voit pas directement les LED). Il faudrait éviter d’avoir directement dans les yeux la lumière de LED nues qui ont une température de couleur élevée (>4000°K, cool white/blanc froid et daylight/lumière du jour), parce que leur spectre contient beaucoup de lumière bleue – plus la lumière a une température de couleur élevée et plus elle contient de bleu. Or, comme nos yeux sont particulièrement sensibles à ce bleu, certains médecins craignent qu’un excès d’exposition puisse, à la longue, endommager irrémédiablement la rétine (dégénérescence maculaire). Par précaution, on évitera aussi d’avoir directement dans les yeux et de manière prolongée les petites leds bleues très brillantes de certains appareils électroniques ou jouets, les projecteurs LED (éclairage de stade, de rue, ou de bricolage) et les phares de jour des véhicules.

Les très jeunes enfants sont, a priori, les plus exposés à un excès de lumière bleue, parce que le cristallin de leurs yeux est très transparent. Les personnes âgées sont aussi plus fragiles, parce que la rétine de leurs yeux a déjà accumulé du stress avec les années – et particulièrement celles qui ont été opérée de la cataracte (le cristallin opacifié de leur œil a été remplacé par une lentille transparente).

Les lampes LED avec une faible température de couleur, de 2500-3000°K (warm white, blanc chaud) ont un spectre qui contient peu de bleu: elles peuvent être aveuglantes lorsque les LED sont nues, mais leur lumière ne menace pas la rétine.

• En fin de journée et en soirée, il y a une autre raison d’éviter un éclairage puissant avec une température de couleur élevée: l’excès de lumière bleue peut agir sur la régulation de notre cycle jour-nuit et perturber le sommeil (rythme circadien, sous l’influence de la mélatonine).

Un smartphone inspecte les vibrations lumineuses d'une ampoule• Certaines lampes LED dont le dispositif électronique est de mauvaise qualité produisent un papillotement lumineux (flicker, en anglais) de forte amplitude, visuellement peu perceptible mais qui peut provoquer une fatigue oculaire et des maux de tête. Ce phénomène provient d’un mauvais redressement du courant du secteur (230V/50Hz) en courant continu. Le phénomène peut aussi apparaître lorsque l’intensité de la lampe est abaissée par un variateur. Les lampes incandescentes et les lampes halogènes produisent aussi un flicker, mais de faible amplitude. Les tubes lumineux équipés d’un simple ballast magnétique ont aussi un flicker important – comme c’est le cas de l’ancienne génération d’ampoules fluocompactes (dites "économes").

On peut contrôler si un tel flicker existe en observant – de tout près – la lampe avec un smartphone en mode "photo/film". Le flicker se traduit sur l’écran par une succession de bandes claires et foncées plus ou moins marquées (franges d’interférence). On peut aussi agiter la main devant la lampe: si la lampe produit un flicker, on perçoit un effet stroboscopique. Vues sur un smartphone, les lampes LED de qualité offrent une image sans franges.

• Les LED produisent peu de chaleur, mais le culot d’une ampoule LED peut devenir très chaud à cause du transformateur qu’il abrite. Il émet par contre beaucoup moins d’électrosmog que celui d’une ampoule fluocompacte (économe), parce qu’il produit un courant continu.

Lampes à LED, Office fédéral de la santé (OFSP)

Led à intensité lumineuse variable: Conseils, SuisseEnergie

 


 

Éclairage Fluorescent

Ampoules et lampes fluorescentes

Technologie de fonctionnement

Du mercure à l’état gazeux est emprisonné dans un tube en verre dont la paroi est recouverte de poudre fluorescente. Soumis à un courant électrique oscillant, le mercure émet une succession rapide de décharges de lumière ultra-violette qui est absorbée par la poudre. La poudre ré-émet l’énergie sous forme de lumière blanche. Les tubes lumineux ("néons") – droits ou coudés en forme de U – ont besoin d’un dispositif électrique ou électronique (ballast) qui est intégré dans leur support. Les ampoules fluocompactes ("économes") abritent ce ballast dans leur culot.

Qualité et défaut

Avec l’arrivée des LED, l’éclairage fluorescent sous forme d’ampoule n’est plus le meilleur choix sur le plan de l’énergie et de l’environnement. Notamment à cause d’un moins bon rendement lumineux, de l’émission de champs électromagnétiques (électrosmog) plus importants, de possibles fuites de rayonnement UV, et de difficulté de recyclage (mercure dans les tubes). De plus l’éclairage fluorescent est sensible au froid et ne donne pas toute sa puissance dès l’allumage, contrairement aux LED.

Les tubes lumineux fins (diamètres 26 mm et 16 mm) peuvent offrir de très bons rendements lumineux (classe A+) avec une grande puissance d’éclairage. Les tubes lumineux à LED les concurrencent désormais.

Au moment de choisir

Le marché propose des ampoules fluocompactes et des tubes lumineux dont la qualité de lumière est très variable. Pour bien choisir, consulter l’IRC-indice de rendu des couleurs et la température de couleur. Les tubes destinés à éclairer le logement ou une place de travail devraient avoir un "ballast électronique" plutôt qu’un "ballast magnétique" pour éviter tout papillotement lumineux (flicker): ce flicker est souvent peu perceptible, mais il est désagréable pour le confort visuel. On peut tester la stabilité lumineuse d’un tube avec son smartphone.

Au moment de s’en débarrasser

Les tubes lumineux et les lampes fluocompactes contiennent du mercure, un métal lourd dangereux pour la santé et l’environnement: ce sont des "déchets spéciaux" qui doivent être transportés délicatement et rendus à un point de collecte (point de vente ou déchetterie officielle). En plus du mercure, les ampoules fluocompactes abritent un circuit électronique dans leur culot, ce qui est une raison supplémentaire de ne pas les mettre à la poubelle.

Précautions

Les tubes en verre des lampes fluorescentes contiennent du mercure et des poudres toxiques. Lorsqu’on casse un verre, bien aérer la pièce et éviter d’utiliser un aspirateur pour ramasser les éclats, afin de ne pas rediffuser des poussières dans la pièce. Utiliser un ruban autocollant pour ramasser les petits éclats et ramener le tout au point de vente ou dans une déchetterie.

• Les lampes fluorescentes peuvent laisser s’échapper des UV lorsque le verre n’est plus recouvert uniformément de poudre blanche.

• Pour éviter des clignotements perceptibles dans la succession de décharges lumineuses, les ballasts électroniques travaillent à haute fréquence, ce qui génère davantage d’électrosmog que chez les ampoules incandescentes ou les LED. Selon le principe de précaution, on recommande de ne pas séjourner longuement à moins de 30 cm des ampoules fluocompactes et à moins d’un mètre des tubes lumineux.

 


 

Éclairage incandescent "halogène"

Ampoules et lampes halogènes

Technologie de fonctionnement

Il s’agit d’une variante améliorée de l’éclairage incandescent classique. Un filament de tungstène résiste au passage de l’électricité et s’échauffe à blanc, ce qui émet de la lumière. Pour éviter que le filament se détruise rapidement, l’ampoule, en verre de quartz, contient un gaz sous pression avec du brome et de l’iode (des atomes halogènes) qui aident le tungstène perdu à se redéposer sur le filament. On peut accroître le rendement lumineux en utilisant de l’électricité à basse tension (12 ou 24 V), et en traitant le verre de l’ampoule pour qu’il renvoie le rayonnement infra-rouge (invisible) vers le filament.

Qualité et défaut

L’éclairage halogène offre une excellente lumière, plus blanche (2800-3000°K) que celle des vieilles ampoules. Il offre un excellent rendu des couleur (IRC=100), et son intensité peut être modulée avec un variateur. La durée de vie, en moyenne ne dépasse pas 2000 heures.

Au moment de choisir

Les lampes halogènes forment deux familles:

  • Les lampes halogènes fonctionnant sur 230 V (la tension de la prise). Bien regarder la classe d’efficacité de l’étiquette-énergie: la plupart des modèles existent en classe C. Ampoules halogènes avec transformateurLes fabricants ont aussi mis sur le marché des ampoules à culot ordinaire (E14 et E27) qui abritent un transformateur 230/12 V pour améliorer l’efficacité (voir dessin). Ces ampoules sont en classe B et utilisent deux fois moins d’énergie qu’une lampe à incandescence classique.
  • Les lampes halogènes fonctionnant sur 12 ou 24 V (très basse tension). Elles nécessitent un transformateur qui est souvent caché dans un mur ou un faux plafond (spots halogènes) ou dans le pied du luminaire (lampe de bureau, de salon ou de chevet).

Au moment de s’en débarrasser

La plupart des ampoules halogènes ne contiennent ni élément dangereux ni composant électronique. Elles peuvent donc être mises à la poubelle avec les ordures ménagères. Les ampoules qui abritent un transformateur 230/12V dans leur culot doivent êtres rendues au magasin ou dans une déchetterie communale.

Précautions

En raison de la très haute température atteinte par leur filament, les lampes halogènes émettent des UV. Le verre des lampes doit être traité pour les filtrer et protéger les yeux. Préférer des marques réputées.

• Dans une installation d’éclairage très basse tension (12 ou 24 V), le courant électrique qui circule est plus intense que dans une installation 230 V – d’où des champs magnétiques (électrosmog) plus importants émis par les fils lorsque les lampes sont allumées. Par précaution, on recommande de ne pas séjourner longuement près des fils. Au niveau du câblage, on veillera aussi à ce que l’interrupteur coupe le transformateur lorsqu’on éteint l’éclairage, afin d’éviter qu’il consomme inutilement un peu d’électricité et qu’il émette continuellement de l’électrosmog.

• Les ampoules halogènes deviennent très chaudes. Les tubes halogènes pour lampe de salon à éclairage indirect peuvent provoquer des brûlures et des incendies s’ils ne sont pas protégés par un verre (contact avec un rideau, par exemple).

 


 

Éclairage incandescent "classique"

Ampoules et lampes incandescentes classiques

Technologie de fonctionnement

Un filament de tungstène est chauffé à blanc en résistant au passage de l’électricité. Pour éviter qu’il se consume avec l’oxygène, il est emprisonné dans une ampoule en verre dans laquelle on a soit fait le vide, soit introduit un gaz inerte (krypton ou argon). Le filament finit quand même par se rompre ou se vaporiser (ce qui noircit l’ampoule).

Qualité et défaut

Les ampoules de ce type ne coûtent pas cher à fabriquer; elle produisent une lumière chaude (2700°K) avec un très bon IRC (100), et leur déchet posent peu de problèmes. Par contre leur rendement énergétique est très mauvais, avec environ 95% de l’électricité qui est transformée en chaleur plutôt qu’en lumière – d’où des risques de brûlure et d’incendie. En moyenne, leur durée de vie ne dépasse pas 1000 heures.

Au moment de choisir

Lorsqu’une ampoule à incandescence arrive en fin de vie, il vaut mieux la remplacer par une bonne ampoule LED, plutôt que d’en sortir une autre de sa réserve: une ampoule de 100 watts utilisée pendant une année (1000 heures) consomme pour environ CHF 25.- d’électricité (à 25 centimes le kWh). Sur la durée, elle coûte largement plus chère qu’une ampoule LED de qualité.

Au moment de s’en débarrasser

Les vieilles ampoules à incandescence ne contiennent ni élément dangereux, ni électronique. Elles peuvent aller à la poubelle avec les ordures ménagères.

Ampoules incandescentes décorativesÀ savoir

Seules quelques ampoules spéciales difficiles à remplacer par d’autres technologies – notamment pour l’éclairage des fours et la décoration professionnelle – devraient être encore en vente. Mais le marché propose désormais une nouvelle génération d’ampoules décoratives dont l’emballage porte un logo indiquant qu’elles ne sont pas destinées à l’usage domestique (!). Ces ampoules soutirent généralement 60 W, soit dix fois plus d’électricité que les ampoules décoratives à filament-LED. À éviter...

Précautions

Les ampoules incandescentes deviennent très chaudes et peuvent provoquer des brûlures, voire des incendies. Le rappeler aux enfants car, avec l’arrivée des LED, les lampes ne chauffent plus comme avant.

 


Le ver luisant regarde le culot d'une ampoule

Achat de lampes

Lorsqu’on se rend dans un magasin pour acquérir une nouvelle lampe, il est toujours utile de prendre l’ancienne pour s’assurer d’acquérir un modèle avec le même culot, le même encombrement, et d’une puissance lumineuse équivalente. Ce sera aussi l’occasion de confier la vieille lampe au magasin pour le recyclage.
Les fabricants de matériel d’éclairage ont un assortiment beaucoup plus grand que ce que proposent les grandes surfaces. Les modèles disponibles – et leurs caractéristiques techniques – figurent sur leur site Internet. On peut les commander soit directement, soit en passant par un fournisseur référencé (voir Liens utiles).

Choisir une ampoule en imitant le soleil


 

* Dans le langage courant, on utilise souvent le même mot "lampe" pour parler du dispositif qui émet la lumière (ampoule en forme de poire, tube lumineux allongé, petite ampoule ronde, etc.) et l’objet sur lequel on le fixe (lampe de chevet, lampe de bureau, lampe de salon, plafonnier etc.)
Les spécialistes, eux, distinguent les deux en parlant de "lampes" pour les émetteurs de lumière, et de "luminaires" pour les porteurs de lampes.

 

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