Choisir des lampes économes en énergie : aperçu comparatif de 3 types d'ampoules écoénergétiques

Les économies d'énergie sont un vaste problème pour lequel les technologies les plus récentes sont utilisées. La consommation croissante d'électricité pousse les utilisateurs à utiliser des lampes à économie d'énergie – un éclairage innovant qui offre un rendement élevé avec une consommation d'énergie réduite.

Le marché propose une large gamme de lampes “économiques”, mais avec une telle variété, il est facile de s'y perdre, n'est-ce pas ? Nous vous aiderons à faire le bon choix.

Cet article présente un examen détaillé de trois types de lampes avec une description de leurs caractéristiques et particularités d'utilisation, ainsi que les paramètres à prendre en compte lors du choix d'un éclairage à économie d'énergie.

Classification des lampes à haut rendement énergétique

La détermination de l'effet économique peut se faire en comparant deux échantillons. Les lampes à incandescence – les sources lumineuses modernes les moins efficaces – ont été choisies comme objet de comparaison. C'est ce qui a motivé la promotion du slogan publicitaire « lampes à économie d'énergie ».

Les lampes électriques offrant un grand flux lumineux et une faible consommation d'énergie se divisent en trois types principaux : LED, fluorescentes et halogènes.

De plus, chaque catégorie diffère non seulement par ses caractéristiques de construction, mais aussi par la qualité des économies :

• fluorescentes peuvent économiser jusqu'à 80 % d'électricité ;
• LED – 80-90 % ;
• halogènes – 30-50 %.

Ces performances économiques sont obtenues grâce à un rendement élevé. La majeure partie de leur puissance est consacrée à la production du flux lumineux, tandis que la dissipation thermique et autres processus coûteux sont réduits au minimum.

Grâce aux sources lumineuses à haut rendement énergétique, des économies d'électricité sont réalisées non seulement dans le budget d'une famille, mais aussi à une échelle plus globale – mondiale (+)

L'éclairage fluorescent a néanmoins gagné la plus grande popularité, étant utilisé non seulement dans les ménages, mais aussi dans divers domaines : bureaux, entrepôts, etc. Cependant, le coût de leur élimination pousse les entreprises à adopter un type plus récent : les équivalents à LED.

Lampes fluorescentes à décharge

Les lampes fluorescentes utilisées dans les ménages sont appelées lampes fluorescentes compactes (LFC). Généralement, elles sont fabriquées en forme de spirale arquée et sont traditionnellement équipées d'un culot à vis. Elles peuvent être vissées dans une douille standard, à la place de l'équivalent plus énergivore.

Éléments constructifs principaux des lampes fluorescentes compactes :

• ampoule à décharge;
• bobine d'inductance;
• pont de diodes;
• fusible;
• filtre condensateur.

L'ampoule en verre est remplie d'un gaz inerte (argon ou néon), avec des traces de vapeur de mercure. La pression du mercure dépend de la température des parois de la LFC et, à une température de travail standard de 40°C, se situe dans la plage de 0,13 à 1,3 N/m².

À l'intérieur, la lampe est recouverte d'une couche de luminophore, composée de halophosphate de calcium ou d'antimoine avec du manganèse. En modifiant le rapport des activateurs de lumière, les fabricants ont réussi à obtenir différents paramètres de couleur d'éclairage.

On y trouve également des électrodes en spirale de tungstène, connectées au réseau d'alimentation par l'intermédiaire d'un ballast. Pour augmenter l'émission, les contacts sont traités avec une composition d'oxyde.

L'appareil à décharge présente de nombreux avantages par rapport aux lampes à incandescence : la durée de vie est 5 à 20 fois supérieure, soit 6 000 à 15 000 heures ; une consommation d'électricité inférieure jusqu'à 75 % ; une intensité de flux lumineux similaire (+).

La technologie utilisée pour reproduire la lumière dans ces lampes est sensiblement différente de celle des autres modèles. Sous l'effet d'un champ électrique appliqué aux contacts, la lampe produit une décharge gazeuse.

Celle-ci traverse le milieu inerte de l'ampoule, produisant un rayonnement ultraviolet. Cependant, ce spectre est invisible pour l'homme, il est donc ensuite absorbé par le luminophore, qui le convertit en une lumière visible standard.

L'introduction à grande échelle des LFC a pratiquement évincé les lampes à incandescence classiques. Par rapport aux modèles linéaires, leur conception est plus compacte, tout en offrant une surface couverte par le flux lumineux similaire (+).

Les appareils à décharge sont présentés aussi bien sous forme ouverte qu'avec un diffuseur.

Ils sont fabriqués avec des culots de différentes modifications :

• E27 – douille standard ;
• E14 – type minion ;
• E40 – pour grand culot ;
• G23, 2G7, G53, 2D – type décoratif d'appareils : spots, éclairage d'appoint, etc.

En fonction de la qualité des composants, la durée de fonctionnement ininterrompu garantie par le fabricant varie de 3 000 à 15 000 heures.

Le montage est grandement simplifié grâce au placement de tous les éléments dans un seul boîtier indissociable, y compris le ballast.

Les LFC (lampes fluorescentes compactes) offrent une gamme de teintes allant du blanc chaud au vert. Le remplacement de cette lampe s'effectue de la même manière que celui d'une lampe à incandescence classique grâce à un culot standardisé.

Si l'on compare une lampe fluorescente à une lampe à incandescence, on peut noter que les caractéristiques positives de la première prédominent nettement :

• longévité – grâce à l'utilisation de ballasts électroniques, qui résistent aux variations de tension du réseau, la durée de vie de l'appareil augmente considérablement jusqu'à 20 000 heures ;
• Le coefficient de transfert thermique est réduit, ce qui permet de les installer dans tout type de luminaire sans risque de surchauffe ;
• La variabilité du spectre de température de couleur, qui est utilisée avec succès dans la conception d'intérieur.

Comme l'appareil utilise des composants standardisés, à condition de maintenir l'étanchéité de l'ampoule à gaz, il est possible de remplacer les pièces défectueuses.

Si l'on compare les caractéristiques d'un dispositif fluorescent à économie d'énergie et d'une lampe à incandescence, on note une différence significative dans le degré de chauffe : le premier chauffe beaucoup en fonctionnement et possède un boîtier en verre très fragile, tandis que le second présente des indicateurs moyens (+)

Grâce aux développements de pointe, on tente de minimiser les inconvénients des LFC, mais ils sont toujours présents pour l'instant :

1. La durée de vie des lampes fluorescentes est limitée.
2. L'utilisation de vapeurs de mercure, nocives non seulement pour l'homme mais aussi pour l'environnement, en cas de rupture de l'ampoule.
3. En raison du point précédent, il est nécessaire de prendre des mesures de recyclage des produits. Pour les grandes entreprises, cela représente un coût supplémentaire.
4. Fragilité du boîtier en verre.

Les approvisionnements incontrôlés de produits de mauvaise qualité sur les marchés et la diffusion massive de ce type de produits entraînent une perte de confiance des acheteurs. Plus de la moitié des ampoules de fabrication chinoise de basse qualité ne sont pas conformes à la norme GOST.

Particularités des lampes halogènes

Il s'agit d'une version améliorée des lampes à incandescence standard, contenant des vapeurs halogènes. Le filament de ces produits est constitué de fils de tungstène placés aussi près que possible du culot de l'appareil. Pour leur donner une forme spiralée, ils sont torsadés et fixés à l'aide d'électrodes et de supports.

Le type halogène est considéré comme faisant partie de la catégorie des économies d'énergie de manière conditionnelle, car sa durée de vie n'est que 2 à 3 fois plus longue que celle des lampes à vide ordinaires. En moyenne, elle est de 4000 heures. Le mécanisme de grillage du filament est identique chez les deux représentants. La température de couleur des ampoules halogènes correspond à la température réelle du filament – 3000-3200 K.

Le fonctionnement de l'appareil se déroule ainsi : des atomes de tungstène quittent le filament incandescent et, dans l'ampoule, entrent en collision avec les vapeurs d'halogènes, s'y lient. Cependant, la température élevée ne laisse d'autre issue au processus chimique que la décomposition de la liaison : les atomes de tungstène retournent sur la spirale du filament.

Aujourd'hui, on utilise le bromure de méthylène ou le méthyle comme composé halogène. Cependant, les travaux se poursuivent pour trouver des compositions halogènes volatiles efficaces. Étant donné que tous les éléments sont enfermés dans une ampoule en quartz, les rayons ultraviolets peuvent traverser ce matériau, c'est pourquoi des mesures sont prises pour les bloquer.

Dans les produits réseau, la lampe est en outre placée dans une enveloppe en verre. Un filtrage partiel du rayonnement nocif est également obtenu par l'application d'un composé spécial sur l'ampoule. Ces lampes sont marquées UV-Stop ou UV-Block.

Dans les modèles moins chers, où ces mesures sont insuffisantes, l'emballage de ces produits indique qu'ils doivent être installés exclusivement dans des luminaires équipés d'un verre de protection.

La durée de vie de ces ampoules est déterminée par le moment où les filaments de tungstène s'épuisent. Grâce à l'application du cycle halogène, les fabricants parviennent à augmenter le rendement lumineux tout en conservant une durée de vie identique à celle des lampes à incandescence, soit 1000 heures.

Ou bien, ils prolongent la période d'exploitation jusqu'à 4000 à 5000 heures avec des paramètres lumineux identiques.

L'utilisation de ces luminaires est prévue pour une basse tension secteur — 6, 12 ou 24 V, ils sont donc utilisés uniquement avec un transformateur pour lampes halogènes.

Les lampes basse tension avec réflecteur offrent de larges possibilités, élargissant leur champ d'application. Grâce à l'équipement d'un élément réflecteur interférentiel filtrant les rayons infrarouges, plus de 60 % de la chaleur est évacuée par le réflecteur vers l'arrière.

Le spécimen le plus puissant – une lampe aux halogénures métalliques à lumière directionnelle. Cette option d'éclairage convient aux pièces où se trouvent des objets sensibles à la chaleur, qui se détériorent ou se dégradent à cause de celle-ci.

Dans la plupart des cas, elles sont utilisées pour l'éclairage des vitrines. La lumière blanche intense d'une température de couleur de 3200 K met en valeur les éléments brillants et la diversité chromatique des produits éclairés.

Les modèles capsules tungstène-halogène HALO STAR STANDARD ont des caractéristiques standard. La série HALOSTAR STARLITE offre une durée de vie prolongée, jusqu'à 3000 heures. Les modèles en verre HALOSTAR UV-STOP 24V sont équipés d'un absorbeur d'ultraviolets. HALOSTAR IRC produit 30 % de lumière supplémentaire.

L'exécution la plus compacte se trouve dans les modèles capsules. Leur processus de fabrication repose sur une technique de basse pression, ils peuvent donc être utilisés dans des luminaires de type ouvert. Seules deux modifications sont disponibles – avec placement longitudinal ou transversal du filament de tungstène.

Le principal avantage par rapport à tous les équivalents en verre – l'utilisation d'une ampoule en quartz. La construction se distingue par une résistance accrue aux chocs mécaniques et un haut degré de résistance thermique.

Grâce à cela, il est possible de remplir la lampe de xénon sous haute pression, ce qui assure une luminosité et un rendement lumineux élevés.

Grâce à ses propriétés positives, la lumière halogène possède un rendu des couleurs efficace. L'ombre des objets environnants n'a pas d'angles vifs, au contraire, les contours sont doux.

Nous notons également ces avantages supplémentaires :

• flux lumineux stable dans le temps ;
• taille compacte ;
• fonctionnent sans transformateur, à l'exception des modèles basse tension, dans des réseaux à haute tension 220-240 V ;
• large angle de diffusion de la lumière, sans restriction nette en faisceau étroit ;
• la luminosité ne diminue pas pendant toute la durée de vie ;
• possibilité de régler l'intensité lumineuse ;
• niveau de sécurité élevé – les modèles basse tension peuvent être utilisés dans des pièces très humides et dans des luminaires sans verre de protection.

Outre les aspects positifs, les halogènes présentent également des caractéristiques négatives, notamment un échauffement excessif de l'ampoule. Dans certains modèles, la température atteint 500°C. Pour cette raison, l'installation de l'éclairage doit être effectuée en respectant une certaine distance par rapport aux objets – autres sources de lumière et plafond.

De plus, les produits halogènes sont sensibles aux variations de tension, ce qui constitue un inconvénient majeur.

Les modèles de type linéaire ont reçu le plus de critiques : ils ne peuvent pas être utilisés longtemps en position verticale ou inclinée. En conséquence, les substances halogènes et le gaz se séparent et l'appareil cesse de fonctionner.

Les modèles halogènes en quartz sont utilisés exclusivement sur un plan horizontal, avec un écart ne dépassant pas quatre unités par rapport à l'horizontale. Si cette condition n'est pas respectée, l'appareil tombera en panne assez rapidement. Ils sont fabriqués exclusivement dans un format compact.

Il convient de noter séparément qu'il ne faut pas toucher la lampe avec les mains, car des taches subsistent. On la visse après l'avoir enveloppée dans un chiffon, ou on porte des gants.

Des informations supplémentaires sur le choix des lampes halogènes sont présentées dans cet article.

Lampes à LED

En raison de leur faible consommation d'énergie, les cristaux de LED étaient initialement utilisés exclusivement pour indiquer divers processus dans les dispositifs radioélectroniques. Mais avec le temps, ils ont été améliorés en utilisant des éléments LED ultra-lumineux, permettant de les utiliser dans des circuits d'éclairage dans presque tous les domaines d'activité.

La structure de ces sources lumineuses se compose de plusieurs éléments — un driver, des LED et une barre en gétinax. Les pièces sont enfermées dans un boîtier ayant une forme de « maïs », d'ampoule allongée ou de type spot.

Ils sont tous fabriqués en polycarbonate. Cette conception a permis d'éliminer le principal problème : le risque de dommages mécaniques.

Grâce au fait que l'appareil contient déjà un ballast, la lampe se connecte directement au réseau électrique sans équipement de commande de démarrage.

Les indicateurs de puissance des luminaires LED sont proportionnels au nombre de cristaux : plus il y en a, plus les indicateurs de flux lumineux sont élevés.

La spécificité étroite des diodes permet de les combiner en petits ou grands groupes.

Selon l'emplacement prévu, les lampes sont divisées en :

• automobiles ;
• industriels ;
• lampes de croissance pour plantes (présentées sous forme linéaire) ;
• projecteurs extérieurs ;
• domestiques et de bureau.

Les appareils de type linéaire sont utilisés dans diverses conditions. Pour l'éclairage paysager, il est conseillé de choisir des appareils avec un haut degré de protection – IP65, IP67.

Ils peuvent être de forme tubulaire ou plus puissants, représentés par des projecteurs. Pour les pièces au climat standard, IP20 convient.

Dans les dispositifs LED, on a réussi à obtenir une diffusion proportionnelle du flux lumineux. Cette propriété se maintient pendant toute la durée de vie. Les lampes ne dégagent pratiquement pas de chaleur, elles ne chauffent donc pas (+).

Le facteur de forme général présente le plus grand nombre de caractéristiques positives par rapport à toutes les sources décrites ci-dessus :

• alimentation sur secteur 220 V sans ballast ;
• la plus faible consommation d'énergie de tous les types présentés ;
• ne nécessite pas de méthodes spéciales d'élimination ;
• n'émet pas de chaleur ;
• l'angle de diffusion atteint 230 degrés ;
• absence d'effet de scintillement ;
• haut degré de transmission lumineuse jusqu'à 120 lm/W ;
• durée de vie de 50 000 à 100 000 heures ;
• matériau de boîtier incassable ;
• résistance aux variations de température et à d'autres facteurs négatifs.

Le seul inconvénient de cette modification est sa catégorie de prix élevée. Cependant, il est fort probable que les développements futurs permettront de combler cette lacune.

Sur notre site, il y a une série d'articles consacrés au choix des luminaires LED, nous vous conseillons de les consulter :

1. Lampes LED pour la maison : quelles ampoules LED sont les meilleures, aperçu des fabricants de lampes LED
2. Caractéristiques des lampes LED : température de couleur, puissance, lumière et autres
3. Lampes LED dimmables : conseils de sélection, aperçu des meilleurs fabricants

Règles de choix des lampes à économie d'énergie

Les ampoules à incandescence ont été utilisées si longtemps que, pour choisir une alternative économique, nous nous basons uniquement sur l'indicateur de puissance. Pour mieux comprendre, de nombreux fabricants indiquent directement sur l'emballage l'équivalent de puissance par rapport au flux lumineux d'une ampoule à vide standard.

Pour clarifier, il convient de préciser que la puissance et le flux lumineux sont des indicateurs différents. Le premier se mesure en watts, le second en lumens. Par exemple, une ampoule à incandescence de 40 W émet une lumière de 470-500 lm, 60 W – 700-850 lm, 75 W – 900-1200 lm.

Lorsque vous choisissez la luminosité nécessaire d'une lampe économique, vous pouvez vous baser sur le coefficient de puissance. Pour les lampes fluorescentes, il est de 5. Si une ampoule a une puissance de 12 V, cela signifie que son équivalent fluorescent est de 60 W. Pour les LED – 7-8 (+)

C'est précisément le rapport de ces deux facteurs – la puissance et le flux lumineux – qui permet de juger des performances économiques de l'appareil. La valeur globale se mesure en lm/W.

Voici un autre exemple : un éclairage standard pour 1 W d'électricité consommée produit 10-15 lm de lumière. Pour les halogènes – 15-20 lm/W, pour les fluorescentes – 40-80 lm/W et pour les lampes LED leaders – 60-90 lm/W.

Cependant, ce n'est pas le seul aspect qui nécessite attention.

Il est important de prêter attention aux caractéristiques suivantes :

1. Température de couleur. Si l'on prend des lampes de puissance identique mais de modèles différents, la couleur de leur émission peut être différente. Cette valeur se mesure en kelvins. Le choix de la température de couleur peut se faire dans une plage de 2700 à 6500 K. Plus la valeur est faible, plus la lumière est chaude (jaune).
2. Indice de rendu des couleurs. L'indicateur d'un rendu des couleurs correct est la lumière du soleil – CRI=100. L'éclairage artificiel n'a pas encore atteint de tels paramètres. Ici, il faut se baser sur un CRI optimal de 80 et plus.
3. Durée de vie. Les fabricants indiquent cette valeur en heures. Cependant, un tel marquage n'est pas pratique pour tout le monde. Représentons-la en années : halogène – 2 ans, fluorescente – 5 ans, LED – jusqu'à 12 ans.
4. Type de douille. La forme du culot de la lampe est adaptée au modèle spécifique du luminaire. La variante standard comme celle des lampes à incandescence – E27.

Lors du choix de la forme de l'ampoule, seul l'aspect esthétique entre en jeu. Cependant, il faut tenir compte du fait qu'une lampe trop grande peut ne pas tenir dans le cadre en verre du luminaire.

Mettre en œuvre un réglage de luminosité pour une lampe à économie d'énergie est un plaisir plutôt coûteux, et la différence évidente de fonctionnement avec ou sans variateur y sera peu perceptible.

Pour répondre à toutes les attentes, il convient également de prêter attention aux fabricants dont les produits ont déjà fait leurs preuves : Philips, OSRAM, GE, Ecola. Ces entreprises offrent une période de garantie de 2 à 3 ans sur leurs produits.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Vidéo sur les sources lumineuses les plus économiques :

Examen et test des lampes LED Feron :

Bien que l’on trouve encore des lampes à incandescence sur les marchés, les équivalents économes en énergie les remplaceront bientôt complètement dans les rayons. Si on les remplace dans tous les luminaires, les dépenses seront entièrement remboursées en deux ans seulement. Ensuite, ce ne sont que des économies.

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