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Comparatif des différents types d'ampoules : à incandescence, fluocompactes (basse consommation), halogènes, led

l'avis de la rédaction

Il est évident que les ampoules à incandescence et halogènes sont obsolètes vu les durées de vie des autres ampoules. Cependant, les LED ont toujours un coût élevé et n'arrive donc pas à contrer l'expansion des ampoules fluo-compactes (basse consommation) malgré leur résistance aux marches/arrêts et une durée de vie qui se comptent en dizaines d'années. Dans les deux cas, des risques pour la santé existent mais peuvent être évités en majorité dès l'achat.

pourquoi éclairer ?

Eclairer, c'est pouvoir apporter une source lumineuse où il n'y en a pas. Bon jusque-là, tout le monde suit? Mais au-delà de cette question qui paraît simple il faut surtout se demander comment pourrais-je me passer d'un éclairage et le cas échéant, quel est le plus approprié?

Limiter les besoins en éclairage

Pour éviter au maximum d'éclairer, il faut tout d'abord bien penser la maison en optimisant les apports solaires (qui limitent aussi les consommations de chauffage). Une bonne exposition de la maison et une vue dégagée peuvent en effet vous apporter plus de luminosité. De plus, des pièces avec des couleurs claires et non-surchargées en meubles pourront permettre d'éviter d'éclairer.

Eclairer selon l'usage

Vu les nombreuses technologies d'ampoule disponibles aujourd'hui sur le marché, il est possible de choisir la bonne technologie selon l'usage de la pièce. Classiquement, on distingue les pièces où l'on reste plus de 15 minutes (salon, cuisine, chambre, bureau, etc...) des autres (WC, couloirs, escaliers).

Bien entretenir les équipements

Veillez également à bien choisir vos abat-jours, plus ils sont claires, plus ils reflèteront la lumière et augmenteront d'autant la luminosité. De plus, pensez à les dépoussiérer régulièrement, tout comme les ampoules elles-mêmes.

les ampoules à incandescence classiques

L'obsolescence programmée

lampe à incandescence classiqueLes ampoules à incandescence sont les plus répandues dans le monde et en France. En effet, depuis, le début du siècle dernier (invention en 1906 par Carl Auer von Welsbach ) et jusqu'à la fin des années 80, l'ampoule à incandescence à filament de tungstène était pratiquement la seule disponible. Beaucoup à l'heure actuelle parle de l'obsolescence programmée (qui existe sur la majorité des appareils électriques) qui consistent à brider intentionnellement la durée de vie d'un appareil pour que le consommateur en rachète plus souvent. Appliquée aux ampoules à incandescence, l'obsolescence programmée induit une durée de vie très faible (environ 1000h). Cependant, cette théorie n'est pas vraie, du moins pas au détriment du consommateur :

Pour comprendre cette réfutation de la théorie de l'obsolescence programmée, il faut partir des équations reliant consommation, luminosité et durée de vie des ampoules. Soit une lampe conçue pour être utilisée dans une certaine plage de tension. En fonction de la tension d'alimentation U réellement appliquée à l'ampoule, on obtient :
  • que la luminosité est proportionnelle à U3,5,
  • que la puissance électrique (la consommation d'énergie) est proportionnelle à U1,6,
  • que la durée de vie est proportionnelle à U − 16.
Ce qui signifie que si on réduit la tension de 18 % (ou, inversement, si on conçoit la lampe pour une tension supérieure à la tension disponible) on multiplie la durée de vie par 24. En contrepartie, la luminosité est diminuée de moitié et il faut donc deux lampes pour obtenir le même éclairage. Certes, la consommation de chaque lampe est plus réduite, mais au final, il faut 45 % d'énergie en plus pour obtenir la même luminosité.
Le coût de l'énergie utilisée pour faire fonctionner la lampe étant largement supérieur à celui de son remplacement toutes les 1000 heures, il s'agit d'un compromis favorable au consommateur, où la réduction de la consommation énergétique a été privilégiée sur la durée de vie du produit. (source Wikipédia)

 

La sublimation du tungstène

Le filament de tungstène est porté à une température très élevée. Cela va provoquer une sublimation (passe de l'état solide à l'état vapeur) du tungstène en réduisant ainsi l'épaisseur du filament à sa durée de vie. De plus, cette vapeur ainsi produite va se déposer sur les parois de l'ampoule et ainsi opacifier celle-ci ce qui diminuera l'efficacité lumineuse.

Des pertes de chaleur importantes

La technologie de l'incandescence repose sur le fait que tout corps rayonne différent selon la température à laquelle il est. Le tungstène est porté à une température élevée (2800K soit 2527°C) qui le fait rayonner dans le spectre du visible pour l'oeil humain et donc émettre de la lumière. Cette température induit inévitablement des pertes de chaleur, on estime en effet que 5% de l'énergie absorbée est restituée en lumière, le reste l'étant en chaleur. Cela en fait un des principaux défauts de cette technologie. Cependant, on peut nuancer cela par le fait que les ampoules sont allumées la plupart du temps en période de chauffe et donc la chaleur dégagée par l'ampoule sert (en partie) de chauffage. Cependant, comme l'air chaud à tendance à monter, cela n'est valable que dans le cas où la maison a un étage. Le cas échéant, la majorité de la chaleur montera directement vers le toit sans avoir le temps de réchauffer l'air de la pièce.

Les ampoules retirées de la vente

sold outL'Union Européenne a fixé un abandon des ampoules à incandescence classiques progressifs. Le calendrier des abandons se déroule comme suit :

  • 30 juin 2009 : Puissance supérieure (ou égale) à 100W
  • 31 décembre 2009 : Puissance supérieure (ou égale) à 75W
  • 30 juin 2010 : Puissance supérieure (ou égale) à 60W
  • 31 août 2011 : Puissance supérieure (ou égale) à 40W
  • 30 décembre 2012 : Puissance supérieure (ou égale) à 25W

Il faut noter que l'UE n'est pas la seule à avoir effectué cette démarche puisque les Etats-Unis et le Canada qui sont 2 des 3 plus gros pollueurs (en termes de rejets de gaz à effet de serre) ont aussi instauré cette démarche

Avantages des lampes à incandescence classiques

  • Prix peu élevé
  • Aucun risque sanitaire
  • Allumage instantanée
  • Peuvent être jetées avec les ordures ménagères
  • Bon rendu des couleurs

Inconvénients des lampes à incandescence classiques

  • Durée de vie très limitée (1000h)
  • Rendement de lumière produite faible (10 à 15 lm/W)
  • L'efficacité lumineuse diminue sensiblement au cours du temps
  • Risques de brûlures dus à la chaleur de l'ampoule
  • Ne supportent pas les marches/arrêts répétés

les ampoules à incandescence halogènes

Fonctionnement des ampoules halogènes

lampe à incandescence classiqueComme dans une ampoule à incandescence classique, c'est un filament de tungstène qui est porté à haute température pour rayonner dans le visible et produire de la lumière. Cependant, les gaz halogénés (classiquement de l'iode ou du bromure) contenus dans l'ampoule vont empêcher la sublimation du filament ce qui va augmenter sensiblement la durée de vie (environ 2 fois plus importante que celle du lampe à incandescence classique). De plus, en évitant la sublimation, il n'y aura pas (ou moins et moins rapidement) de vapeurs de tungstène qui se déposeront sur les parois.

Avantages des lampes à incandescence au tungstène

  • Aucun risque sanitaire
  • Peuvent être jetées avec les ordures ménagères
  • Allumage instantanée
  • Rendement lumineux 30% supérieur à celui d'une ampoule classique : une ampoule halogène 70W éclaire autant qu'une incandescence classique de 100W
  • Bon rendu des couleurs

Inconvénients des lampes à incandescence au tungstène

  • Durée de vie limitée (2000h)
  • Risques de brûlures du fait de la température de l'ampoule
  • Ne supportent pas les marches/arrêts répétés

les ampoules fluocompactes - basse consommation

photo d'une ampoule fluo-compacteLes ampoules fluocompactes - fluorescentes et compactes - fonctionnent sur le même principe qu'un tube fluorescent appelé aussi "fluo" ou "tube néon", c'est en effet un tube fluorescent qui est replié sur lui-même. Ces ampoules captent aujourd'hui l'attention de tous à la fois pour leurs bonnes capacités d'éclairage et leurs "basses consommation" mais aussi sur les polémiques et risques sanitaires présumés qui les accompagnent : pollution au mercure, production d'un champ magnétique, etc... Nous faisons le point.

Fonctionnement

Un ballaste électronique (qui permet de produire au décharge importante au démarrage et de réguler la tension ensuite) provoque une décharge électrique importante. Celle-ci va alors ioniser (créer un champ magnétique) les gaz contenus dans l'ampoule (argon et vapeur de mercure à basse pression). Cela va alors créer des rayonnements ultraviolets, donc invisibles à l'oeil nu. La poussière fluorescente à la surface de l'ampoule (poudre de béryllium) va alors convertir ces rayonnements ultraviolets en rayonnement visible (lumière).

Le risque d'intoxication au mercure

Les ampoules fluocompactes contiennent des vapeurs de mercure, 1 à 25mg (20 à 30mg dans les tubes fluo). Le mercure n'est pas dangereux lorsqu'il est à l'intérieur de l'ampoule. Cependant, en cas de casse il faut prendre quelques précautions.

  • Eviter de respirer la vapeur de mercure (bloquer sa respiration)
  • Aérer la pièce pendant 10 à 15 minutes
  • Mettre des gants pour ne pas se couper avec les bris
  • Ne pas aspirer les bris

Les ondes électromagnétiques

lampe de chevetC'est reconnu, les ampoules fluocompactes produisent une importante quantité d'ondes électromagnétiques notamment au démarrage. Il est donc recommandé d'être à plus d'1 ou 2m de l'ampoule lors de son démarrage. Il est ainsi conseillé de ne pas mettre de telles ampoules comme lampe de chevet notamment.

Les rayonnements UV

Certains anti-ampoules fluocompactes, invoquent le fait que ces ampoules produisent des rayons UV, qui sont dangereux pour la santé (cancer de la peau) et pour la vision (DMLA: Dégénérescence Maculaire Liée à l'Age) notamment pour les enfants (rétine non encore jaunie). Cependant, la poudre fluorescente a justement pour rôle de transformer les rayons UV produits par l'ionisation des gaz en lumière visible. Les rayons UV sont donc absorbés en quasi-totalité et le risque sanitaire du aux rayonnements UV est très limité.

L'éclairage urbain

A l'heure actuelle, les ampoules fluocompactes (fonctionnement légèrement différent) sont très utilisées pour l'éclairage des villes. Cependant, d'autres technologies sont beaucoup plus performantes pour les puissances mises en jeu (125W au minimum). Beaucoup de villes mettent donc en place des lampes SHP (Sodium Haute Pression) qui diminuent de plus de 40% les consommations tout en augmentant par 2 ou 3 la durée de vie. Le seul inconvénient des lampes SHP est l'indice des couleurs qui est très mauvais (lumière jaune).

Avantages des ampoules fluocompactes

  • Le prix est relativement raisonnable comparé aux performances. Cependant, certains revendeurs, notamment les grandes surfaces affichent des prix exorbitants pour des performances très moyennes. Beaucoup de magasins spécialisés en ligne affichent des prix plus compétitifs, avec souvent de meilleures documentations.
  • Durée de vie assez élevé (8000h en moyenne)
  • Rendement lumineux élevé 70lm/W soit 5 fois plus que celui d'une ampoule à incandescence

Inconvénients des ampoules fluocompactes

  • Rendu des couleurs moins bon que les ampoules à incandescence
  • Délai de chauffe variant de quelques secondes à quelques minutes (surtout sur les anciens modèles)
  • Risques d'intoxication au mercure (en cas de bris de l'ampoule)
  • Doivent être retraitées et non jetées dans la poubelle normale (le mercure et le beryllium sont tous deux toxiques)
  • Ne supportent pas les marches/arrêts répétés
  • Production d'ondes électromagnétique, ne convient donc pas à un usage proche de l'utilisateur (lampe de bureau, lampe de chevet, etc...)
  • Risques de brûlures (70°C)

les led (ou del)

Fonctionnement des LED

Ampoule ledLes LED (Light Emitting Diode) - DEL en français (Diode ElectroLuminescente) - ont de multiples applications et sont donc présentes dans la majorité des équipements électroniques. Le fonctionnement est toujours le même mais reste assez complexe. Sachez juste que c'est lors du déplacement d'électrons entre deux semi-conducteurs que de la lumière va être émise (selon le type de conducteur). Le principe est d'ailleurs très proche du fonctionnement d'un panneau photovoltaïque (inversé).

Les risques pour la vision

Ampoule led apparentesLe principal risque pour la santé que peut provoquer la technologie LED est sur la vision. Ainsi, il ne faut utiliser que les ampoules qui ne laissent pas voir les LED apparentes. En effet, certaines LED produisent une lumière légèrement bleutée, celle-ci peut aggraver les DMLA (Dégénérescence Maculaire Liée à l'Age) ainsi qu'induire des problèmes de vision pour les jeunes enfants si les expositions sont prolongées (car ils n'ont pas la rétine jaunie qui protège ensuite de ce type de rayonnement). De plus, il faut limiter au maximum l'éblouissement, dans le cas contraire, la pupille pourrait se dilater à tort (puisqu'il ne fait pas sombre) et ne plus jouer son rôle de filtre à lumière.

Avantages des LED

  • Durée de vie très importante
  • Rendement lumineux très bon (environ 6 fois supérieur à celui d'une lampe à incandescence classique)
  • Aucun risque de pollution
  • Température de l'ampoule sans risque de brûlure

Inconvénients des LED

  • Prix élevé

comparatifs et équivalences des ampoules à incandescence vs. halogène vs. basse consommation vs. led


comparatif et équivalence des ampoules à incandescence, basse consommation, halogènes et à LED.png

EDIT : Prix moyens modifiés le 01/12/12

La lampe à incandescence classique, la mauvaise élève

On peut le voir grâce à ce comparatif, toutes les types d'ampoules sont rentables comparés aux ampoules à incandescence classiques et ce pour toutes les puissances en dépit des coûts d'achat plus élevés. On peut voir également que les temps de retour sur investissement sont tout à fait correct (inférieurs à 10 ans, même pour les LED), même pour une utilisation d'une seule heure par jour. A noter que le comparatif a été réalisé avec des prix moyens et des performances minimum.

choisir son ampoule

Vous l'avez compris, il existe de très nombreux modèles d'ampoule. Cependant, seuls quelques-uns sont déterminants et doivent être connus, si ceux-ci ne sont pas précisés, passez votre chemin.

  • Le rendement lumineux, exprimé en lm/W, c'est LA caractéristique à comparer systématiquement. Ne choisissez que les produits où il est indiqué
  • La durée de vie en nombres d'heures et non pas en nombres d'années

conclusion

Il est évident que les ampoules à incandescence et halogènes sont obsolètes vu les durées de vie des autres ampoules. Cependant, les LED ont toujours un coût élevé et n'arrive donc pas à contrer l'expansion des ampoules fluo-compactes (basse consommation) malgré leur résistance aux marches/arrêts et une durée de vie qui se comptent en dizaines d'années. Dans les deux cas, des risques pour la santé existent mais peuvent être évités en majorité dès l'achat.