LED et consommation énergétique : les défis de demain
Dans ce billet nous allons voir un des effets marquants des LEDs, l’économie d’énergie, en prenant une vision globale du sujet. Que veut dire le « tout LED », du point de vue de la consommation électrique mondiale ?
Un petit exercice sur un « coin de table » permet de se rendre compte du bénéfice que tout le monde semble connaitre, mais surtout de le quantifier très sommairement.
Consommation d’éclairage et électricité
Tout d’abord, soyons humble, la consommation due à l’éclairage (source DoE) représente 18 % de la consommation électrique mondiale. Nous ne sauverons pas le monde aujourd’hui…
La production totale d’électricité (puissance totale) est d’environ 2311 GW (source Wikipédia), soit 416 GW pour l’éclairage.
Une centrale nucléaire moyenne délivre (source eia.gov) environ 0,87 GW (440 centrales total, total 386 GW)
L’éclairage seul représente donc 480 en équivalent de centrales nucléaires « moyennes ». Pas mal !
Consommation d’éclairage en LED ?
Quel est maintenant le « luminaire typique » actuel dans le monde ?
Pour estimer ceci, j’ai pris les différents types d’applications et un « champion » par type, tiré du DoE américain.
- Commercial (éclairage de commerce) : le downlight CFL, 40 lm/W.
- Résidentiel (éclairage décoratif): la lampe 60 W, 15 lm/W.
- Outdoor (éclairage extérieur) : le luminaire HID, 85 lm/W.
- Industriel (éclairage industriel) : le tube T5/T8, 100 lm/W,
Le tout, pondéré dans les mêmes proportions et corrigé de leur efficacité.
On arrive à un luminaire « moyen », un « down-lamp-outdoor-tube » à 47 lm/W. On le met partout, et on trouve au passage que le monde est éclairé par 19500 milliards de lumens.
Actuellement en LED, on pourrait déjà obtenir :
- Commercial : 120 lm/W.
- Résidentiel : 110 lm/W.
- Outdoor : 120 lm/W.
- Tube : 140 lm/W.
Moyenne donc à 120 lm/W.
Total actuel si l’on installe notre « down-lamp-outdoor-tube-LED 2016 », avec des valeurs d’aujourd’hui ? 163 GW.
Au niveau de la consommation, cela correspond à une économie de 252 centrales nucléaires comme ci-dessus, ou une quantité absurde de centrales à charbon, pour (au moins) le même service…
Dans le futur ?
Il existe des produits d’éclairage de tout type, donc faisons une forte approximation : utilisons des LED modernes, un produit d’éclairage qui contient une optique, un driver… qui aura une efficacité système de 75 %.
L’initiative Caliper nous montre que l’efficacité LED a progressé de 25 % par an, et un avis d’expert raisonnable (et donc sûrement trop conservateur) peut plafonner cette valeur a environ 250 lm/W dans un « futur moyennement proche ». 250 x 75% = mon luminaire virtuel de test avec une efficacité de 187 lm/W.
Installons ce luminaire partout.
Le résultat ? 104 GW. Encore 70 centrales de moins.
Conclusion
Je vous laisse juge de l’impact, mais cela semble tout de même mériter réflexion.
Un passage à 100 % en LED (au-delà du challenge de production de la chose) aujourd’hui permettrait d’économiser l’énergie produite par 60 % du parc nucléaire mondial travaillant à pleine capacité.
En charbon, à 0,2 GW la centrale, 1200 centrales de moins, c’est deux fois la population de centrales d’énergie par charbon aux États-Unis. L’impact carbone semble… mesurable et suffisamment important pour justifier les fortes approximations prises.
Enfin, il est normal et indispensable que lorsqu’une nouvelle technologie arrive, l’impact sur la santé et la qualité soit étudiés en détail. Mais, peut-être que pour les LEDs, il conviendrait de mettre en face le bénéfice, qui est la suppression potentielle de 1200 centrales à charbon ou de 252 centrales nucléaires ?
Approfondir le sujet
- Sobriété énergétique en éclairage
- Éclairage LED : comment mesurer le rendement lumineux LED ?
- Éclairage public : les multiples vertus de la technologie LED
- Tendances de puce et boitier LED
- Réalisations en éclairage LED
- A World of LED Lights – The Cost of Waiting, LED Professional
Photo en tête de billet : La LED pour ne plus rester du côté obscur – David FOUILLET – 6ème prix du concours 2015 photo «L’énergie dans votre quotidien», Espaces INFO-Energie, Bretagne Energie.
Lieu
- Pi Lighting
- Sion, Suisse
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Article très intéressant pour appréhender rapidement les économies possibles avec les LEDs.
Il serait intéressant de rapporter ces économies potentielles aux consommations nécessaires à la production de telles quantités de LEDs (dans la perspective d’empreinte carbone d’un luminaire). C’est en général une donnée qui manque lorsqu’on discute LEDs et consommations électriques.
Un challenge intéressant pour le futur de l’éclairage serait de passer en dessous des consommations de chauffage !
Merci de votre commentaire. Le cout énergétique de production est effectivement ignoré ici pour raisons de place. Il me parait relativement faible par lumen (ou par led), mais cela est seulement une opinion pour l’instant.
Je suis d’accord avec votre challenge, personnellement j’ai été surpris de la consommation de la réfrigération !
Un article très intéressant qui permet de bien souligner les avantages de cette nouvelle technologie LED non seulement au travers de l’économie d’énergie que nous pourrions avoir mais des progrès en terme de durée de vie et d’intensité de fonctionnement. Sous réserve bien sûr d’utiliser de bonnes led et de bons luminaires.
Merci pour l’article
@Patrick Tout a fait d’accord ! La qualité des LED est un élement clef sur lequel il a encore beaucoup à faire en matière de normalisation.
Quel serait le paramètre le plus important pour améliorer la qualité de la technologie LED ?
Bonjour,
Je découvre avec surprise l’utilisation d’une de mes photos.
Heureux de voir qu’elle plaît à un photographe pro.
merci d’avoir mentionné vos sources
@David Merci pour vos retours et encore bravo pour cette prise de vue originale.