Les LEDs

LED = Light Emitting Diode, diode électro-luminescente
DEL = Diode Electro-Luminescente
HB-LED ou HBLED = High Brightness LED, Leds haute luminosité
HP-LED ou HPLED = High Power LED, Leds haute puissance

Vous qui vous intéressez aux leds de puissance, avez sans doute constaté que l'unité utilisée pour ce type de led était souvent le Watt ou le Lumen, alors que nous étions plutôt habitués au millicandela (mcd) pour les leds ordinaires, voire candelas (cd) pour les leds haute luminosité. Dans quelles mesures pouvons-nous comparer les 5W d'une led avec les 5W d'une ampoule à incandescence ou les 5W d'un tube fluorescent ? Avant de pouvoir faire des comparaisons, une explication sommaire des unités s'impose. Ensuite, nous pourrons établir un petit tableau comparatif.
 

La lumière -

 La lumière est constituée de petits corps (particules) porteurs d'énergie, appelés photons. La lumière est également décrite comme étant une onde électromagnétique. Onde électromagnétique, tout comme les ondes utilisées pour la diffusion des programmes de radio ou de télé, sauf que les ondes "lumineuses" vibrent à une fréquence bien plus élevée. Chaque photon peut vibrer à une fréquence bien définie, et à une fréquence donnée correspond une certaine longueur d'onde. Pour passer d'une unité à l'autre (fréquence <-> longueur d'onde), il faut passer par une division ou par une multiplication avec un nombre représentant la vitesse de la lumière, qui est d'environ 300000 Km/s (299792,458 Km/s pour être plus précis). En fonction de la fréquence, et donc aussi en fonction de la longueur d'onde, le photon apparaît rouge, vert, bleu ou d'une autre couleur. L'oeil présente une sensibilité à la lumière qui n'est pas la même en fonction des couleurs, et présente un pic de sensibilité pour la couleur verte : on perçoit plus facilement le vert que le rouge, pour une même énergie lumineuse transmise. La plage de longueur d'onde pour la lumière visible s'étend de quelques 380 nm à 780 nm (nm = nanomètre). A comparer au spectre électromagnétique du soleil, qui s'étend de 200 nm à 3000 nm, et au spectre électromagnétique utilisé pour la radio et la télé, de 1 mm (millimètre) à plusieurs mètres.

Watts par mètre carré (W/m2) -

 Unité de mesure utilisée pour spécifier la quantité de lumière reçue (l'éclairement) à un instant donné, sur une surface de 1 m2. Pour se faire une idée de l'unité, disons que le soleil au zénith présente un rayonnement global de l'ordre de 1 KW/m2 si le ciel est totalement dégagé. Avec quelques nuages, la puissance lumineuse reçue descend à 100 - 500 W/m2. Et si le ciel est totalement couvert, nous n'avons plus que 50 W/m2. L'unité W/m2 correspond à une valeur instantanée, l'unité Wh/m2.jour est plus utilisée quand on a besoin de connaitre une valeur d'éclairement globale sur une période donnée (donnée plus parlante quand on cherche à connaitre le type de panneau solaire à installer dans une région donnée, par exemple).

Le Candela (cd) et le milli-candela (mcd) -

Le Candela est une unité de mesure utilisée pour représenter une quantité d'éclairage, autrement dit une intensité lumineuse. On peut lire ici où là que le candela est l’équivalent de l'intensité de lumière émise par une chandelle. Ceci est vrai, mais on peut avec raison se dire que cette seule affirmation n'est pas assez précise : quelle type de chandelle, quelle longueur de mèche, quelle type de cire ? Car vous l'avez peut-être constaté vous-même : deux chandelles de taille différentes n'éclairent pas de la même façon. La mesure en Candéla prend en compte la direction de la lumière émise : 1 Cd = 1 Lumen par stéradian. Le Candela est l'intensité lumineuse, dans une direction donnée, d'une source de couleur verte (longueur d'onde 555 nm) dont l'intensité énergétique dans ladite direction est de 1/683 W (1,46 mW) par stéradian.

Le Lumen (Lm) -

 Il s'agit la aussi d'une unité de mesure, qui quantifie un flux lumineux émis par une source. A quel endroit la mesure de luminosité est-elle réalisée ? Sur quelle surface ? Une petite recherche et hop, nous avons la réponse : une source de 1 candela produit environ 12,57 lumens dans toutes les directions (diffusion sphèrique). Ce qui nous donne pour 1 lumen, la valeur de 0,0795 candela (candela aussi appelé Spherical CandlePower). Le lumen est également défini comme 1/683 W (1,46 mW) de puissance optique à 555 nm (couleur verte).

Le Lux (Lx) -

Cette unité de mesure est plutôt utilisée pour les sources de lumière artificielles, et est directement en rapport avec la perception physiologique que l'on a de la lumière. Elle permet de quantifier la quantité de lumière visible (longueur d'onde comprise entre 380 nm à 780 nm et pas en deça) reçue sur une surface donnée. 1 Lux = 1 Lumen sur une surface de 1 m². Sans doute avez-vous déjà vue cette unité dans des publicités pour des panneaux solaire, pour lesquels la puissance fournie dépend de la quantité de lumière perçue. Cette unité peut en effet aussi être utilisée pour déterminer la valeur du rayonnement solaire global. La mesure d'un éclairement en Lux est réalisée par un Luxmètre, dont l'élement de détection est une photodiode dont la sensibilité spectrale est la même que celle de l'oeil humain "moyen". A noter que le Lux peut aussi désigner une quantité d'émission lumineuse de 1 Lumen sur une surface de 1 m².

Footcandle (Fc) -

Footcandle = Pied Bougie. Le Pied Bougie est l’unité de mesure du niveau d’illumination sur une surface donné.
1 Fc = 1 lumen 1pi²
1 Fc = 10,76 Lux (1 Lux = 0,0929 Fc)
A noter le rapport avec le Lumen per square root (lm/ft2) :
1 lm/ft2 = 10,76 Lux

Candlepower (Cp) -

Le candlepower est l’unité de mesure de la quantité de lumière émise par une source mais dans une seule direction.
Cp = Lux x Distance au carré.

Température de couleur (°Kelvin) -

On utilise les degrés Kelvin comme unité de mesure pour évaluer la couleur d’une source. En chauffant un corps noir, celui ci change de couleur avec l’augmentation de la température. C’est la couleur du corps noir à une température donné qui détermine la référence de celle-ci.

Indice de rendue de couleur CRI -

Pourcentage du rendu de couleur en comparaison à une source de référence de température similaire.

Coefficient d’utilisation CU -

 Le coefficient d’utilisation représente dans une pièce le rapport de lumens reçu sur une surface donnée par rapport aux lumens émis par la ou les sources.