Couverture ElectroniqueS n°127

Compte tenu de l'évolution de leurs performances et de leurs prix, les DEL ne se généraliseront dans l'éclairage que dans les années 2015-2020. A condition, selon Jacques Le Berre de NXP, que les spécialistes des semiconducteurs aident les OEM à s'adapter à cette nouvelle technologie. Vous présentez les DEL pour l'éclairage comme des composants au service du développement durable. N'est-ce pas utopique ?Jacques Le Berre : non. Le plus gros potentiel des DEL réside dans leur efficacité lumineuse supérieure à celle de la majorité des sources d'éclairage, ce qui laisse présager une réduction conséquente de la consommation d'énergie à l'échelle mondiale. Rien qu'aux Etats-Unis, l'éclairage consomme 2 % de l'énergie électrique, ce qui équivaut à une centaine de centrales. Le basculement vers des DEL de puissance, en supposant un rendement de 150 lm/W, permettrait d'économiser 40 millions de gigawatts d'électricité par an sur les 60 millions utilisés pour l'éclairage. Qui plus est, les DEL sont robustes et compactes, génèrent peu de chaleur, ne produisent ni infrarouge, ni UV, et ne contiennent ni mercure, ni plomb. De plus, elles offrent une durée de vie supérieure à 50 000 heures : 10 fois mieux que les lampes à fluorescence, 100 fois mieux que les lampes à incandescence.Pourtant, tout n'est pas rose.Jacques Le Berre : Il reste effectivement plusieurs challenges à relever pour les DEL de puissance dont l'obtention d'un rendement d'au moins 150 lm/W pour un flux lumineux par boîtier le plus élevé possible. Or, aujourd'hui, ces rendements ne sont possibles que pour les DEL faible puissance (15 mA) alors que les meilleures DEL de puissance du marché délivrent un rendement deux fois moins élevé. Mais, si l'on regarde les performances des technologies d'éclairage, on s'aperçoit que seules les DEL progressent constamment alors que les sources classiques plafonnent. Ainsi, le flux lumineux par boîtier des DEL est multiplié par 30 tous les 10 ans. L'autre gros défi est la réduction des coûts. Si le coût du lumen est divisé par 10 chaque décennie, cela reste encore trop élevé pour l'éclairage.A quand la généralisation des DEL dans l'éclairage ?Jacques Le Berre : Il faudra attendre les années 2015-2020 avant qu'elles ne se généralisent. Aujourd'hui, les DEL pour l'éclairage représentent un marché d'environ 250 M$, soit 1 % du marché global des sources d'éclairage.L'amélioration des DEL est une chose, leur intégration dans des systèmes d'éclairage en est une autre.Jacques Le Berre : exact. Et là aussi, il reste des défis à relever. Il est tout d'abord important de développer des luminaires performants pour éviter de perdre tous les bénéfices engrangés au niveau des DEL. Il faut ensuite que l'industrie de l'éclairage s'adapte à cette technologie très différente. Les DEL et les produits qui en seront équipés devront également répondre aux différents standards électriques et de connectivité en vigueur dans l'industrie de l'éclairage. Enfin, les solutions intégrées devront être aisément implémentées dans les produits finis afin de limiter les coûts de développement pour les OEM.Comment relever ces défis ?Jacques Le Berre : C'est là qu'interviennent les fabricants de semiconducteurs, tels que NXP, dont le rôle ne se limite pas à fournir les circuits de base des DEL (convertisseur AC/DC, circuits de commande…). Les semiconducteurs permettent en effet d'améliorer les performances des luminaires à DEL. L'un des points faibles des DEL est une dégradation des performances quand la température croît. Et même si elles ne produisent que peu de chaleur, la petitesse de leurs boîtiers implique des dérives qu'il faut compenser pour garder des performances stables. Les semiconducteurs répondent à cette problématique. De même, les fabricants de DEL ont du mal à produire deux fois le même composant. Les DEL sont donc fabriquées en quantité, testées et classées par longueur d'onde dominante et par flux lumineux pour former des lots. C'est le binning. Plus ce tri est affiné et plus la DEL sera chère. Entre une DEL fournie en tout-venant et une DEL issue d'un tri fin, le prix peut varier du simple au double. Mais même dans un même lot, deux DEL auront des caractéristiques légèrement différentes, ce qui constitue un handicap dans les applications d'éclairage. Là encore, les semiconducteurs permettent de corriger ces défauts.

Jacques Le Berre (NXP, division Solid State Lighting) : « la généralisation des DEL dans l’éclairage ? Pas avant 10 ans »

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