Avec des arguments sur l’impact environnemental en rapport avec la consommation énergétique, la LED s’est très vite imposée comme l’ampoule écologique. Si bien que d’autres luminaires plus consommateurs ont vu leur arrêt de mort signé par l’Europe, avec un développement technologique et des politiques d’efficacité énergétique. Les foyers français ont apprécié plutôt favorablement ces mesures, d’autant que le produit ajoute un large spectre de couleurs blanches et des économies sur la facturation annuelle d’électricité.
L’éclairage est responsable d’environ 12% de la consommation française d’électricité, et la LED offre une très grande efficacité par rapport aux lampes traditionnelles et une meilleure qualité d’éclairage par rapport à l’éclairage fluorescent dans le secteur non résidentiel.
Pour autant, la LED traditionnelle est loin d’avoir tué la concurrence. Dans une certaine mesure, elle a permis de nouvelles apparitions, même si la très grande majorité des références reste sur le principe de cette technologie.
La LED a rendu le secteur de l’éclairage très compétitif, donc concurrentiel
L’industrie de l’éclairage conventionnel n’évoluait plus, que ce soit en termes de savoir-faire technique, d’économies d’échelle et de qualité des produits. La technologie LED a permis à de nouveaux acteurs des segments des semi-conducteurs et de l’électronique domestique d’entrer sur le marché grand public de l’éclairage. La demande de lampes de remplacement a représenté une croissance significative pour l’éclairage LED jusqu’à présent, mais ce marché diminue. Notamment en raison de la durée de vie plus longue des produits.
Par conséquent, la structure de l’industrie de l’éclairage s’est remise à bouger.
La concurrence profite de la stagnation du marché de la LED
Après avoir été dominée par un petit nombre d’entreprises, l’industrie de l’éclairage est maintenant très compétitive. Un grand nombre de sociétés innovent pour devenir les leaders du marché. Cette dynamique de croissance est très profitable aux luminaires concurrents de la LED traditionnelle.
Dans cette stratégie, de nouvelles idées de produits ont vu le jour, avec de nouvelles ambitions comme :
- La qualité de la lumière
- Des solutions d’éclairage connectées
Ces 2 technologies imposent un immense savoir-faire technique, avec la fiabilité des produits.
La technologie LED est en train de se banaliser, et la performance des produits ne peut plus être la spécification où les fabricants se différencient. D’où le développement de nouvelles propositions, en explorant le potentiel inexploité de l’éclairage.
Une industrie dominée par quelques entreprises est désormais confrontée à la concurrence des nouvelles technologies, des entreprises et des régions. La fabrication de lampes a été dominée pendant des décennies par Philips, OSRAM et General Electric. Mais aujourd’hui, ces entreprises en place sont menacées par des importations à faible coût, sur une technologie à base de LED (semi-conducteurs).
Les inconvénients de la LED participent à son nouvel immobilisme
Les 5 principaux inconvénients des LED sont à l’origine de sa stagnation actuelle :
- Le manque de standardisation
- Le risque d’éblouissement en raison de la petite taille de la lampe
- La nécessité d’une gestion thermique pour éviter la dégradation de la durée de vie
- La dépendance à la température ambiante (qui influence grandement les performances des LEDs)
- L’apparition de problèmes sur la santé humaine
Les 5 critères favorisant l’apparition des concurrents de la LED traditionnelle
Il faut également savoir que le marché de la lampe en termes de concurrence n’est pas déterminé par le critère de la technologie, mais par 5 autres éléments :
- La possibilité de réaliser des économies d’échelles
- La différenciation des produits
- La capacité à investir en capital
- L’accès aux canaux de distribution
- Les politiques gouvernementales
Ces 5 critères sont les seuls à pouvoir permettre à des fabricants de pénétrer ou non le marché de l’éclairage. C’est pourquoi il y a eu de nouveaux entrants (et des caciques déjà en place) avec de nouvelles propositions :
L’éclairage connecté
Le concept est de piloter à distance une ambiance lumineuse sur mesure, de créer des scenarii comme par exemple pour signaler un appel entrant par un code couleur, etc. La connectivité est en pleine croissance dans le domaine des ampoules et des luminaires. Tout à commencé avec la LivingColors de Philips en 2007.
Aujourd’hui, vous avez Philips Hue bien entendu, mais aussi Koogeek, Xiaomi Yeelight, TP-Link, Lûmen,Trust, Wiz, etc. Nombreux sont les constructeurs présent sur ce secteur.
L’ampoule au graphène : la LEC
Deux scientifiques russes de l’Université de Manchester, Andre Geim et Konstantin Novoselov, ont remporté le prix Nobel de physique. Le graphène a des applications dans l’électronique, le stockage d’énergie et le photovoltaïque. Il est censé être environ 100 fois plus résistant que l’acier en poids et est extrêmement efficace pour conduire à la fois la chaleur et l’électricité. Il est léger, durable et presque transparent.
L’ajout de graphène à une ampoule même LED est possible. Il aide à dissiper la chaleur, à rendre ces lampes plus lumineuses. Une ampoule au graphène d’une puissance inférieure à une LED traditionnelle aura le même effet qu’un produit de plus faible puissance. Et les ampoules au graphène sont dimmables !
Leur durée de vie est 10% supérieure aux LEDs traditionnelles. A l’échelle industrielle ou commerciale, l’éclairage au graphène pourrait être merveilleusement avantageux. L’ampoule est finalement beaucoup plus performante, les LEC étant des cellules électrochimiques électroluminescentes.
L’OLED
Il résulte de l’évolution de l’éclairage LED, une nouvelle technologie de l’éclairage résidentiel, automobile et notamment industriel.
L’OLED est une LED organique. Sa conception, ses possibilités d’installation et de fabrication sont uniques.
La LEC et l’OLED sont-elles des concurrents de la LED ?
L’esprit gaulois pourrait chahuter cette concurrence aux luminaires LED, arguant que l’OLED et l’ampoule au graphène restent ce qu’elles sont : des LEDs. En fait, ce sont de nouvelles technologies, que pour l’instant les fabricants greffent à ce type de lampes qui ne sont plus vraiment des LEDs.
Ce sont des alternatives d’éclairage qui connaissent une montée abrupte vers une adoption commerciale à grande échelle. Les OLEDs sont une pouvant même s’installer dans des endroits où une lampes traditionnelles ne le peux toujours pas.
L’ampoule OLED
Et à la différence d’une ampoules LED, la lumière est diffuse, contrastant avec l’éclairage précis de la première. Les 2 technologies sont certes des diodes à semi-conducteurs, mais alors que la lampe LED est faite de minuscules sources ponctuelles qui nécessitent des optiques et des guides d’ondes pour distribuer la lumière, et les dissipateurs de chaleur pour gérer la température, l’ampoule OLED est composée des sources minces de grande surface sans besoin de gestion optique ou thermique.
La lumière est naturellement diffuse et peut être réglée pour le rayonnement spectral. Contrairement à la LED qui nécessite des luminophores pour le contrôle du spectre, la température de couleur de l’OLED est produite en utilisant différents matériaux émetteurs organiques dans des couches électroluminescentes.
Jusqu’à présent, la technologie OLED était utilisée principalement dans les écrans électroniques – TV, ordinateurs, etc. . Vous la trouvez pour l’éclairage architectural intérieur et extérieur. Il est estimé par diverses études, que cette technologie devrait vraiment démarrer au plus tôt cette année 2020, avec les univers de l’hôtellerie, des commerces et de l’industrie. Il faudra sans doute attendre une baisse des prix pour une démocratisation dans l’éclairage résidentiel et tertiaire. Leur enracinement peut par contre être très rapide, il suffit que la durée de vie des luminaires augmente de façon remarquable pour que la LED traditionnelle passe de « must have » à « has been ».
OLED : quels avantages ?
Le gain est surtout de l’esthétique : la lampe OLED est conçue pour remplir le volume de la pièce de lumière, sans laisser de coins sombres. La qualité de la lumière est une source diffusée de haute qualité qui est agréable pour les yeux, de faible éblouissement. Pour les utilisateurs, l’expérience d’éclairage est donc excellente.
Actuellement, les luminaires atteignent 85 lumens par Watt, pour une couleur blanche chaude avec des durées de vie au-delà des 100 000 heures.
Les luminaires OLED sont ultra-minces, pèsent 15 grammes. Vous pouvez les plier, même s’ils sont en verre. Par conséquent, vous pouvez les installer sur des surfaces courbes comme un poteau. Vous pouvez les monter directement sur la surface d’un plafond ou d’un fil, aucune boîte de jonction n’est nécessaire. Les électriciens peuvent même les installer dans un circuit de classe 2, et aussi facilement qu’une installation basse tension, comme du matériel de communication ou des caméras de vidéosurveillance.
Les ampoules LEC
L’autre alternative à la LED est la cellule électrochimique électroluminescente (LEC). Comparé à l’OLED, la LEC est peu coûteuse à produire. Le produit se compose d’une électrode transparente en graphène, qui est du carbone.
Le graphène est non seulement solide, mais agit comme un conducteur électrique. Etant du carbone, le matériau se recycle facilement, ce qui en fait en matériel favorable à l’environnement.
Si tout ceci est pour demain, nous voyons déjà la concurrence d’après-demain arriver : les points quantiques. Ce sont de minuscules cristaux de matériau semi-conducteur de seulement quelques dizaines d’atomes de diamètre. Ils sont généralement fabriqués en combinant le zinc, le cadmium, le sélénium et le soufre. Lorsqu’ils sont excités par l’électricité, les points émettent de la lumière de différentes couleurs en fonction de la taille du point et du matériau utilisé.
Une poignée d’entreprises développent des luminaires à points quantiques. La lumière qui est bleue avec la LED devient ainsi plus naturelle et chaleureuse. C’est un éclairage d’avenir pour tout usage général. Il faut juste arriver aujourd’hui à baisser le coût de production.
Mise à jour : Juillet 2024
Évolution des technologies LED
Depuis la dernière mise à jour de cet article, les technologies LED ont continué à évoluer à un rythme impressionnant. Les avancées en matière de rendement lumineux, de durée de vie et de qualité de la lumière ont permis aux LED de consolider leur position dominante sur le marché de l’éclairage. Les nouvelles générations de LED offrent désormais des rendements lumineux dépassant les 200 lumens par watt, ce qui représente une amélioration significative par rapport aux générations précédentes. De plus, la durée de vie des LED a été prolongée, atteignant souvent plus de 50 000 heures, ce qui réduit les coûts de maintenance et de remplacement.
Impact environnemental et durabilité
Les préoccupations environnementales ont également joué un rôle majeur dans l’adoption des LED. Contrairement aux ampoules à incandescence et aux lampes fluorescentes, les LED ne contiennent pas de mercure et sont entièrement recyclables. De plus, leur faible consommation d’énergie contribue à réduire les émissions de gaz à effet de serre. Les fabricants ont également fait des progrès significatifs dans la réduction de l’empreinte carbone de la production des LED, en utilisant des matériaux plus durables et des processus de fabrication plus écologiques.
Applications innovantes des LED
Les LED ne se limitent plus à l’éclairage domestique et commercial. Elles sont désormais utilisées dans une variété d’applications innovantes, allant de l’éclairage horticole à l’éclairage automobile, en passant par les écrans LED haute résolution et les dispositifs médicaux. Dans le domaine de l’éclairage horticole, par exemple, les LED sont utilisées pour optimiser la croissance des plantes en fournissant des spectres lumineux spécifiques. Dans l’industrie automobile, les LED sont utilisées pour les phares, les feux arrière et les éclairages intérieurs, offrant une meilleure visibilité et une consommation d’énergie réduite.
Intégration des LED dans les systèmes intelligents
Avec l’essor des technologies de la maison intelligente, les LED sont de plus en plus intégrées dans des systèmes d’éclairage intelligents. Ces systèmes permettent de contrôler l’éclairage à distance via des applications mobiles ou des assistants vocaux, offrant ainsi une flexibilité et une commodité accrues. Les LED intelligentes peuvent également être programmées pour s’adapter aux habitudes de vie des utilisateurs, en ajustant automatiquement la luminosité et la température de couleur en fonction de l’heure de la journée. Cette intégration contribue non seulement à améliorer le confort des utilisateurs, mais aussi à réaliser des économies d’énergie supplémentaires.
Comparaison avec les autres technologies d’éclairage
Malgré la domination des LED, d’autres technologies d’éclairage continuent d’exister, bien que leur part de marché soit en déclin. Les ampoules à incandescence, par exemple, sont de moins en moins utilisées en raison de leur faible efficacité énergétique et de leur courte durée de vie. Les lampes fluorescentes compactes (LFC) offrent une meilleure efficacité énergétique que les ampoules à incandescence, mais elles contiennent du mercure, ce qui pose des problèmes environnementaux. Les halogènes, quant à eux, offrent une bonne qualité de lumière, mais leur consommation d’énergie reste élevée par rapport aux LED.
Coût et retour sur investissement
Le coût initial des LED peut être plus élevé que celui des autres technologies d’éclairage, mais leur longue durée de vie et leur faible consommation d’énergie permettent de réaliser des économies significatives à long terme. Le retour sur investissement des LED est généralement rapide, surtout dans les applications où l’éclairage est utilisé de manière intensive. De plus, les prix des LED ont continué à baisser au fil des ans, rendant cette technologie de plus en plus accessible à un large public.
Normes et réglementations
Les réglementations en matière d’efficacité énergétique ont également favorisé l’adoption des LED. De nombreux pays ont mis en place des normes strictes pour les appareils d’éclairage, exigeant des niveaux d’efficacité énergétique élevés. Ces normes ont conduit à l’élimination progressive des ampoules à incandescence et à la promotion des technologies plus efficaces comme les LED. Les fabricants doivent se conformer à ces réglementations pour pouvoir commercialiser leurs produits, ce qui a contribué à l’amélioration continue des performances des LED.
Perspectives futures
Les perspectives futures pour les LED sont prometteuses. Les chercheurs continuent de travailler sur des améliorations technologiques, notamment en matière de rendement lumineux, de qualité de la lumière et de durabilité. Les LED organiques (OLED) et les LED à points quantiques (QLED) sont des technologies émergentes qui pourraient offrir des performances encore meilleures. De plus, l’intégration des LED dans les systèmes de gestion de l’énergie et les réseaux intelligents pourrait ouvrir de nouvelles opportunités pour l’optimisation de l’éclairage et la réduction de la consommation d’énergie.
Conclusion
En 2024, il est clair que les LED ont non seulement tué la concurrence, mais ont également redéfini les standards de l’éclairage. Leur efficacité énergétique, leur durabilité et leur polyvalence en font le choix privilégié pour une multitude d’applications. Les avancées technologiques et les préoccupations environnementales continueront de stimuler l’innovation dans ce domaine, rendant les LED encore plus performantes et accessibles. Les autres technologies d’éclairage devront s’adapter ou risquer de disparaître complètement face à la domination croissante des LED.
Les LED sont-elles vraiment plus économiques à long terme ?
Oui, malgré un coût initial plus élevé, les LED sont plus économiques à long terme grâce à leur faible consommation d’énergie et leur longue durée de vie.
Les LED contiennent-elles des substances dangereuses ?
Non, les LED ne contiennent pas de mercure et sont entièrement recyclables, ce qui les rend plus sûres pour l’environnement.
Les LED peuvent-elles être utilisées dans des systèmes d’éclairage intelligents ?
Oui, les LED sont souvent intégrées dans des systèmes d’éclairage intelligents, permettant un contrôle à distance et des économies d’énergie supplémentaires.
Les LED sont-elles adaptées à l’éclairage horticole ?
Oui, les LED sont de plus en plus utilisées dans l’éclairage horticole pour optimiser la croissance des plantes en fournissant des spectres lumineux spécifiques.
Quelle est la durée de vie typique des LED ?
La durée de vie des LED peut dépasser 50 000 heures, ce qui réduit les coûts de maintenance et de remplacement.
Les LED sont-elles plus efficaces que les ampoules à incandescence ?
Oui, les LED sont beaucoup plus efficaces que les ampoules à incandescence, offrant des rendements lumineux pouvant dépasser 200 lumens par watt.
Les LED sont-elles compatibles avec les variateurs de lumière ?
Oui, de nombreuses LED sont compatibles avec les variateurs de lumière, mais il est important de vérifier la compatibilité avant l’achat.
Les LED peuvent-elles être utilisées dans des environnements extérieurs ?
Oui, les LED sont adaptées à une utilisation en extérieur et sont souvent utilisées pour l’éclairage public et les espaces extérieurs.
Les LED sont-elles disponibles en différentes températures de couleur ?
Oui, les LED sont disponibles dans une large gamme de températures de couleur, allant du blanc chaud au blanc froid.
Les LED sont-elles plus respectueuses de l’environnement que les autres technologies d’éclairage ?
Oui, les LED sont plus respectueuses de l’environnement en raison de leur faible consommation d’énergie, de leur longue durée de vie et de l’absence de substances dangereuses comme le mercure.