Éclairage public : les multiples vertus de la technologie LED

Avec des efficacités lumineuses d’environ 130 lm/W, les LED blanches actuellement commercialisées sont plus efficaces que toutes les lampes à décharge, mais ce gain est largement insuffisant pour expliquer à lui seul des réductions de consommation énergétique de plus de 70% constatées lors d’une rénovation en éclairage public.

Gains énormes sur l’installation d’éclairage public en LED

Avec les luminaires traditionnels, les installations d’éclairage étaient surdimensionnées. Par exemple, si la lampe sodium haute pression de 100W était insuffisante pour assurer un niveau d’éclairement, il fallait choisir la lampe de 150W (+50% !). Avec les LED, le choix des puissances est beaucoup plus fin, les fabricants pouvant même ajuster sur demande le courant d’alimentation des luminaires.

Le surdimensionnement à l’installation était aussi nécessaire pour tenir compte de la dépréciation dans le temps du flux émis, inévitable pour toute source de lumière. Celle-ci est sensiblement moins forte pour les luminaires LED que pour ceux des lampes à décharge. Mieux encore, certains drivers de matériel d’éclairage LED proposent la fonction « Constant Light Output » qui consiste à augmenter progressivement le courant alimentant les LED pour compenser la dépréciation du flux lumineux. Le document suivant de Comatelec Schréder illustre les économies de consommation engendrées avec cette option.

Modulation de l’éclairement… et de la consommation

Un des défauts majeurs des lampes à décharge réside dans la difficulté de les amorcer et de les piloter. Tout le contraire pour les LED, composants électroniques que l’on peut allumer ou éteindre instantanément, et dont on peut faire facilement varier le flux émis. Pour mettre en œuvre un scénario avec diminution de flux en milieu de nuit, on utilisait la technique de la bi-puissance en alimentant à 70% les lampes à décharge. Il n’était pas possible de descendre en dessous de ce pourcentage car les décharges électriques auraient alors « décroché ».

Optiques LED plus performantes

Les luminaires traditionnels et LED se distinguent aussi par leur conception optique. Le faisceau lumineux fourni par une lampe à décharge est sculpté essentiellement grâce à la forme du réflecteur. Pour un luminaire LED, ce sont des lentilles placées sur les diodes électroluminescentes qui permettent de dessiner la photométrie. En ce qui concerne le rendement du luminaire, l’avantage tourne une nouvelle fois pour les LED.

La conception optique des lentilles permet d’obtenir une grande variété d’indicatrices d’intensité pour un même luminaire. Le fabricant français Eclatec propose par exemple différentes lentilles en fonction de la typologie des chaussées à éclairer.

Avec des optiques optimisées, les inter-distances entre luminaires peuvent être plus importantes et on gagne ici en nombre de luminaires installés.

Contexte réglementaire en éclairage public

À tous ces aspects techniques s’ajoutent les contraintes réglementaires. La tendance est à baisser les niveaux d’éclairement requis. Plus encore, le fameux arrêté du 27 décembre 2018 définit une nouvelle grandeur, la densité surfacique de flux lumineux installé. Il s’agit du ratio entre le flux lumineux total émis par les sources (en lm) et l’aire de la surface destinée à être éclairée (en m²).

À la valeur minimale d’éclairement en lux recommandée selon le type de chaussée s’ajoute donc une valeur maximale de densité surfacique de flux lumineux installé en lm/m² à respecter. Autrement dit, cela oblige à éclairer strictement la surface utile et non vers le ciel, sur les façades voisines, ou sur les abords de la chaussée si ce n’est pas utile. Cela impose de distinguer plus finement les surfaces – voies routières, pistes cyclables, trottoirs – avec des exigences en éclairement différentiées. Et les gains en lumen imposés par ces contraintes sont aussi des gains en watts consommés.

Technologie LED en éclairage public

En conclusion, la technologie LED, ce n’est pas seulement des sources de lumière plus efficaces, mais également des luminaires plus facilement pilotables et gradables, ainsi que des optiques plus performantes. C’est l’ensemble de ces facteurs cumulés qui permet d’expliquer les importants gains de consommation d’énergie en comparaison d’une installation traditionnelle d’éclairage public.

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Photo en tête de l’article : éclairage public à Choisy © Ragni