Nichia invente encore de nouvelles LED

Fondée en 1956, Nichia s’est d’abord spécialisée dans la fabrication de luminophores, utilisés notamment dans les tubes fluorescents. L’entreprise a acquis une renommée internationale en 1993 en développant la première LED bleue de haute puissance, dotée d’un rendement suffisant pour des applications commerciales. Cette avancée a ouvert la voie aux premières LED blanches en 1996, grâce à un procédé de conversion partielle de la lumière bleue en jaune via une couche de luminophores, un principe toujours largement utilisé aujourd’hui. Bien que ce progrès ait valu au chercheur Shuji Nakamura le prix Nobel de physique en 2014, il avait déjà quitté Nichia à cette date – insatisfait de la rémunération de son invention – et entamé des démarches judiciaires pour obtenir une compensation plus équitable.

Bien que peu connu du grand public, Nichia reste un acteur de référence pour les fabricants de solutions LED, réputé pour la qualité de ses produits et ses innovations. Le 6 novembre dernier, c’était donc un événement inédit en France lorsque l’entreprise a présenté ses dernières avancées technologiques à Lumen, à Lyon, lors d’une journée coorganisée avec le Cluster Lumière.

Si la course à l’efficacité lumineuse n’est pas achevée, les récentes innovations se concentrent davantage sur le confort visuel, avec des avancées pour un meilleur contrôle du spectre et de la distribution spatiale de la lumière. Tour d’horizon des principales nouveautés.

H6 Series, un excellent rendu des couleurs sans perte d’efficacité lumineuse

L’indice de rendu des couleurs (IRC) mesure la capacité d’une source lumineuse à restituer fidèlement les couleurs. Traditionnellement, les LED affichent un IRC de 80 ; cependant, atteindre des valeurs supérieures à 90 requiert d’enrichir le spectre lumineux par l’ajout de luminophores supplémentaires. Cette amélioration du rendu des couleurs s’accompagne généralement d’une baisse de l’efficacité lumineuse, typiquement de l’ordre de 20 %. La série H6 de Nichia surmonte cet obstacle technologique en offrant un IRC de 90 tout en maintenant une efficacité lumineuse quasi équivalente à celle d’une LED standard avec un IRC de 80. Cette prouesse est rendue possible grâce à l’utilisation d’un luminophore rouge à bande spectrale étroite.

Gamme Optisolis™, une meilleure reproduction des spectres de lumière naturelle

Depuis plusieurs années, les fabricants cherchent à réduire l’énorme écart entre le spectre d’émission d’une LED et celui de la lumière du jour à température de couleur équivalente. Cela implique principalement de retravailler la composition en luminophores de la couche fluorescente placée sur la puce de LED bleue. Avec sa gamme Optisolis™, Nichia atteint des IRC exceptionnels, supérieurs à 98. Et contrairement à la lumière du jour, l’émission de ces LED est garantie sans UV !

Dynasolis™, pour une lumière plus dynamisante en journée

Depuis longtemps, les fabricants proposent des luminaires à température de couleur variable (tunable white) permettant de reproduire le cycle circadien. Ce procédé consiste classiquement à moduler deux groupes de LED, à 2 700 K et à 6 500 K. Si l’effet visuel est satisfaisant, le spectre des LED à blanc froid présente néanmoins un creux autour de 480 nm, précisément dans le domaine spectral où la sensibilité mélanopique est maximale. Ainsi, l’effet dynamisant attendu pour rappeler la lumière solaire de pleine journée n’est pas assuré.

Avec la solution Dynasolis™, Nichia remplace les LED à 6 500 K par des LED cyan/azur, beaucoup plus riches en rayonnement autour de 480 nm. Cette solution permet en outre d’atteindre des températures de couleur encore plus élevées.

HPS color LED, une lumière orangée avec un rendu des couleurs correct pour l’éclairage public

L’arrêté de décembre 2018 pour lutter contre les nuisances lumineuses a fixé la température de couleur maximale à 3 000 K pour l’éclairage public. Cependant, de nombreux écologues estiment que ce seuil reste trop élevé pour la préservation de la faune et de la flore, et regrettent la lumière plus orangée des lampes sodium haute pression traditionnelles. Une alternative pourrait être d’utiliser des LED ambre, mais le rendu des couleurs est très limité.

Avec sa gamme HPS color LED, Nichia propose une solution plus adaptée avec un spectre enrichi qui garantit un IRC supérieur à 70, pour une température de couleur de 1 800 K, proche de celle des lampes sodium haute pression. En plus de leur faible impact écologique, ces LED apportent les avantages habituels des LED par rapport aux sources traditionnelles :

• un allumage instantané à pleine puissance, contrairement aux nombreuses minutes nécessaires pour les lampes sodium haute pression ;
• une durée de vie affichée de 60 000 h, soit 2,5 fois plus longue ;
• une efficacité lumineuse de 124 lm/W, soit 10 % de plus que les lampes sodium haute pression.

Des LED à très forte luminance pour des luminaires plus compacts

Nichia a développé une structure innovante de LED, composée de plusieurs couches d’émission lumineuse, permettant de tripler la luminance par rapport à des LED traditionnelles de taille similaire. Cette avancée simplifie la conception des luminaires, ouvrant la voie à des dispositifs beaucoup plus compacts et miniaturisés. Cette technologie offre aux designers la possibilité de réduire la visibilité des projecteurs, rendant ainsi l’éclairage d’accentuation plus discret, notamment dans les magasins.

LED Cube, une distribution de lumière très large

Contrairement à l’éclairage directif à forte luminance, l’éclairage général en intérieur requiert des distributions de lumière étendues et homogènes. Les LED traditionnelles, caractérisées par une émission lumineuse frontale marquée, nécessitent des diffuseurs placés à une certaine distance pour masquer les points lumineux. Avec ses LED Cube à ultralarge distribution, Nichia permet de diffuser la lumière de manière plus uniforme tout en réduisant significativement l’épaisseur des luminaires.

Approfondir le sujet

• Nichia : LED Cube à distribution de lumière ultra-large
• Nobel de Physique 2014 pour les inventeurs de la LED bleue
• Plus d’articles sur le Custer Lumière

Photo en tête de l’article : Nichia Day 2024 à Lumen, hall essai, ENTPE, Lyon – Atelier LED innovation – Haute efficacité à gauche et haut IRC H6 à droite pour éclairage intérieur © Vincent Laganier