Introduction

L’application des LED dans le domaine de l’éclairage se développe rapidement. Dans le monde, environ 1/3-1/2 des luminaires extérieurs, commerciaux et industriels utilisent des modules LED. Le potentiel d’économie d’énergie des LED dépasse 50%, ce qui, combiné à la longévité des luminaires à LED, réduit considérablement les coûts d’exploitation et de maintenance. Cela raccourcit le délai d’amortissement des LED et les projets d’éclairage sont plus enclins à choisir cette technologie d’éclairage respectueuse de l’environnement.

Au cours des dernières années, la transition du marché vers l’éclairage LED a été beaucoup plus rapide que prévu par les recherches. Le développement de nouvelles normes d’électronique et d’éclairage est parfois difficile à suivre et diverses normes sont constamment mises à jour. Pour les décideurs et les utilisateurs, il est très nécessaire d’en savoir plus sur la technologie, les performances et les normes d’éclairage LED pour choisir un éclairage LED de haute qualité. Cela permet non seulement une sélection plus rapide des luminaires pour les clients de l’industrie qui répondent à leurs besoins, mais garantit aussi que les nouvelles solutions d’éclairage sélectionnées sont conformes aux normes et aux exigences d’éclairage en vigueur.

Les normes se réfèrent aux exigences de performance des luminaires LED

Dans l’industrie de l’éclairage LED, il est très nécessaire d’identifier les principaux paramètres des lampes LED et de comprendre la signification de chaque paramètre. La règle générale de l’UE est que les équipements électriques, y compris les lampes, ne peuvent être mis sur le marché que si les exigences essentielles des directives européennes pertinentes (traduites en droit national) sont respectées. Les sources lumineuses (lampes, modules) et les luminaires pour l’éclairage sont régis par la directive basse tension, la directive EMC, la directive ErP et la directive générale sur la sécurité des produits. Par conséquent, ces produits (y compris les lampadaires, les projecteurs, les éclairages de stade et l’éclairage intérieur) doivent répondre aux exigences EMC, EMF, d’éco-conception et autres. La Commission électrotechnique internationale (IEC) a élaboré des normes de performance pour les luminaires LED et les modules LED. Les normes de performance pour les produits LED définissent des critères de qualité et spécifient les conditions générales de mesure convenues. Par conséquent, tous ceux qui sont impliqués ou actifs dans l’industrie LED disposent d’une base pour comparer et évaluer les performances des lampes LED. Cet article est basé sur les normes suivantes pour les luminaires LED et les modules LED.

• IEC 62722-1:2014, Performances des luminaires Partie 1 : Exigences générales.
• IEC 62722-2-1:2014-11, Performances des luminaires Partie 2-1 : Exigences particulières pour les luminaires LED.
• IEC 62717:2014-12+AMD:2015, Exigences de performance des modules LED pour l’éclairage général.
• IEC 62031:2020, Modules LED pour éclairage général. Les exigences de performance des luminaires LED sont directement liées aux dispositions de la norme sur les modules LED ; par conséquent, cette norme doit également être prise en compte lors de l’évaluation des systèmes d’éclairage LED.
• IEC 62778:2014, Évaluation du danger lié à la lumière bleue de tous les produits d’éclairage.
• IEC 13032-1:2004, IEC 13032-2 and IEC 13032-4:2015, Lumière et éclairage – répartition de l’éclairage et flux lumineux.

Exigences de performances de base

Puissance d’entrée nominale des luminaires LED (en W)

Si le luminaire adopte des modules/lampes LED remplaçables, la puissance d’entrée nominale et le nombre de modules LED doivent être déclarés. Pour les luminaires utilisant des modules LED, la puissance d’entrée nominale du luminaire doit être déclarée dans la spécification de la lampe. Sous tension nominale, température ambiante nominale Ta et flux lumineux de 100 % (rendement lumineux) après stabilisation thermique, la puissance d’entrée mesurée (W) des lampes LED ne doit pas dépasser 10 % de la puissance d’entrée nominale déclarée. Lorsque la puissance d’entrée nominale < 10 w, elle doit être précise à une décimale près. Lorsque la puissance d’entrée nominale est supérieure ou égale à 10w, elle doit être déclarée sous forme d’entier. Pour les luminaires à technologie de flux lumineux constant, la puissance d’entrée assignée doit être déclarée au début et à la fin de la durée de vie du luminaire LxBy ou sur la base de la durée de vie médiane du luminaire Lx.

Flux lumineux nominal des luminaires LED (en lm)

S’il s’agit d’un luminaire à LED, le flux lumineux lumen nominal (lm) doit être déclaré dans la documentation du produit. Il s’agit généralement du flux lumineux initial d’un nouveau luminaire dans des conditions de fonctionnement spécifiées. Le flux lumineux nominal du luminaire peut être déterminé par des méthodes de calcul appropriées. La valeur mesurée du flux lumineux initial du luminaire ne doit pas être inférieure au flux lumineux nominal publié de plus de 10 %. Sauf indication contraire, la valeur du flux lumineux déclarée pour le luminaire LED dans son ensemble est basée sur une température ambiante de 25°C. De plus amples informations sur l’établissement des valeurs de flux lumineux (dite photométrie absolue) peuvent être trouvées dans la norme EN 13032-4.

Efficacité lumineuse des luminaires LED (en lm/W)

L’efficacité lumineuse des lampes LED est le rapport du flux lumineux émis par la lampe la puissance consommée (unité : lumens/watt), mesurée en lumens par watt. C’est une mesure de la façon dont une source lumineuse produit de la lumière visible. De manière générale, plus l’efficacité est élevée, plus la puissance à laquelle le luminaire peut éclairer la zone cible est faible. Cependant, pour évaluer les performances des lampes, il ne suffit généralement pas de considérer uniquement l’efficacité lumineuse, car le flux lumineux de la lampe inclut aussi la lumière parasite, qui ne contribue pas à l’éclairage de la zone cible. Par exemple, pour les projecteurs à faisceau étroit et les lampadaires, non seulement l’efficacité lumineuse mais aussi la distribution de l’intensité lumineuse doivent être prises en compte, voir la section suivante pour plus de détails.

Répartition de l’intensité lumineuse des luminaires LED

La répartition de l’intensité lumineuse est établie avec un goniophotomètre et elle sera enregistrée dans les dossiers de conception d’éclairage (fichiers IES ou LDT). La répartition spatiale de l’intensité lumineuse d’une source lumineuse ou d’une lampe est représentée par une courbe de répartition de l’intensité lumineuse. Le côté gauche de la figure ci-dessous montre la répartition de l’intensité lumineuse des lampadaires. Les sections sur l’axe vertical sont représentées par des courbes de distribution d’intensité (IDC) dans des plans C avec des angles de faisceau associés γ, qui doivent être tracés en coordonnées polaires pour se conformer à la norme EN 13032-2. La valeur de l’intensité lumineuse est exprimée en cd (candela) ou cd/klm (candela pour mille lumens). Voir un article séparé pour plus de détails sur l’interprétation des courbes de distribution d’intensité.

Facteur de flux lumineux

Le facteur de flux lumineux décrit la dépréciation du flux lumineux dans le temps due au vieillissement du luminaire en fonctionnement normal (cela exclut les facteurs externes tels que la saleté, l’optique et le verre clair). Celui-ci est défini comme le rapport du flux lumineux amorti au flux lumineux initial. Pour l’éclairage extérieur, le facteur de flux lumineux doit être déterminé au niveau du luminaire. Le facteur de flux lumineux doit être déterminé sur la base de la durée de vie utile nominale d’un luminaire et doit être fourni par le fabricant conformément à la norme CEI 62722-2-1:2014. Par EXEMPLE, la durée de vie utile médiane Lx est égale au temps de mise en œuvre du projet. La durée de vie médiane L90 = 100 000 h se traduit par 90 % de flux lumineux restant à 100 000 h, ce qui donne un facteur de flux lumineux = 0,90.

Coordonnées de chromaticité

Les coordonnées de chromaticité sont une mesure objective de la qualité des couleurs indépendamment de la luminosité. La chrominance se compose de deux paramètres distincts, généralement désignés par teinte (h) et chroma (s), cette dernière étant également appelée saturation, chroma, intensité ou pureté d’excitation. La quantité de ce paramètre suit la vision trichromatique de la plupart des gens, ce que supposent la plupart des modèles de science des couleurs.

Le diagramme de chromaticité est un graphique qui montre toutes les couleurs possibles. Chaque couleur est définie par une paire de coordonnées numériques – la coordonnée de chromaticité. Nous pouvons utiliser le diagramme de chromaticité pour voir comment différentes couleurs de lumière se mélangent. Les points sur la bordure incurvée sont des couleurs spectrales pures – les couleurs de l’arc-en-ciel. La ligne droite entre deux points quelconques sur le diagramme montre toutes les couleurs qui peuvent être produites en mélangeant ces couleurs. Ainsi, toute couleur à l’intérieur du diagramme peut être créée de différentes manières. Seules les couleurs autour du diagramme sont des couleurs uniques. Si on étend cette idée aux mélanges de 3 couleurs on obtient un triangle. Ce triangle s’appelle une gamme de couleurs. Ils sont à l’intérieur de la gamme montre toutes les couleurs qui peuvent être faites à partir du mélange des 3 couleurs dans les coins. Les bords du gamut sont les couleurs réalisées en mélangeant les deux couleurs en bout de ligne.

Rendu des couleurs

Rendu des couleurs, exprimé par l’indice de rendu des couleurs (Ra). Bien que les sources lumineuses produisent la même couleur de lumière, les sources lumineuses peuvent avoir un rendu des couleurs différent en raison de la composition spectrale différente de leurs faisceaux lumineux. L’indice général de rendu des couleurs Ra est introduit, qui fournit une échelle pour identifier objectivement les caractéristiques de rendu des couleurs des sources lumineuses. Il représente à quel point la couleur perçue d’un objet correspond à son apparence sous une source lumineuse de référence spécifique. Selon la norme EN 12464-1, les sources lumineuses avec un indice de rendu des couleurs inférieur à 80 ne doivent pas être utilisées dans les lieux de travail où les personnes passent beaucoup de temps. Le rendu des couleurs avec une valeur Ra supérieure à 90 est dit très bon et entre 80 et 90 est qualifié de bon.

Tolérance de couleur

Les tolérances de couleur peuvent être définies avec précision à l’aide des coordonnées x et y sur le diagramme de chromaticité CIE. En 1942, le scientifique McAdam a expérimenté 25 couleurs en utilisant une température de couleur corrélée, prenant des mesures d’environ 5 à 9 côtés opposés de chaque point de couleur et enregistrant les deux points lorsqu’ils étaient capables de distinguer la différence de couleur. Le résultat est un certain nombre d’ellipses de tailles et de longueurs variables connues sous le nom d’ellipses de MacAdam – théorie des ellipses de MacAdam. Une ellipse MacAdam fait référence à la région du diagramme de chromaticité CIE qui contient des couleurs que l’œil humain ne peut pas distinguer de la couleur au centre de l’ellipse. Les contours des ellipses représentent des couleurs distinctes. Les ellipses de MacAdam sont souvent allongées, par exemple à trois, cinq ou sept fois leur diamètre d’origine. Ces ellipses MacAdam à 3, 5 ou 7 étapes sont utilisées pour différencier deux sources lumineuses, et les étapes représentent la plage d’aberration chromatique. Une source lumineuse avec une ellipse MacAdam à 3 étapes montre moins de variance qu’une source lumineuse avec une ellipse MacAdam à 5 étapes. Des précautions doivent être prises pour s’assurer que l’aberration chromatique est faible, en particulier dans les applications d’éclairage où les sources lumineuses ne sont pas éloignées et peuvent être vues en même temps.

Température ambiante assignée pour les luminaires

Les performances du luminaire sont affectées par la température ambiante. La température ambiante nominale Ta est la température continue la plus élevée à laquelle le luminaire peut fonctionner dans des conditions normales de fonctionnement (elle peut brièvement dépasser 10K pendant le fonctionnement). Lorsque Ta = 25°C, le luminaire n’a pas besoin d’être déclaré, tandis que d’autres valeurs de température ambiante assignée doivent être déclarées. Afin de prouver que la lampe peut fonctionner normalement pendant longtemps à haute température, 62722-2-1 introduit le paramètre Tq. La température Tq (qualité) indique la température ambiante nominale la plus élevée autorisée sous le niveau de performance spécifié (y compris la durée de vie prévue, les caractéristiques d’éclairage). Par exemple, les lampes ZGSM peuvent fonctionner normalement à 50 degrés Celsius pendant une longue période, donc la Tq nominale = 50°C.

Critères de longévité des luminaires LED

La durée de vie d’un luminaire à LED n’est pas définie uniquement par le point de défaillance brutale. La plupart des lampes ne tomberont pas en panne du tout pendant un certain temps de fonctionnement, mais leur luminosité diminuera (se dégradera) avec le temps, ce que l’on appelle une dégradation progressive du flux lumineux. Par conséquent, la durée de vie des luminaires LED est fondamentalement limitée par un flux lumineux tombant en dessous d’un niveau minimum prédéfini “x[%]” et une panne brutale. La défaillance du ballast LED n’est pas prise en compte ici. En plus de la dégradation des LED, la réduction ou la dégradation du flux lumineux peut être due à la défaillance de LED individuelles ou de modules LED. Dans les normes IEC62717 et IEC62722, il existe des descriptions détaillées des normes de durée de vie de la lampe, et ZGSM a également fait une introduction détaillée dans le blog connexe.

Paramètres des luminaires LED et leurs vérifications

Solution ZGSM avec de bonnes performances d’éclairage

ZGSM peut fournir des rapports sur divers paramètres de lampe tels que LM80, TM21, ISTMT, LM79, IEC62717 et IEC62722. Dans ces rapports, les paramètres incluent la puissance, les lumens, l’efficacité, la température de couleur, l’indice de rendu des couleurs, la température et la durée de vie. Ci-dessous, nous listons les différents lampadaires ZGSM, ainsi que les certificats et rapports délivrés par des tiers.

Sommaire

A travers cet article, nous espérons que chacun a une certaine compréhension des exigences de performance des lampes LED. Ces exigences de performance incluent la puissance, le flux lumineux, l’efficacité lumineuse, la distribution de la lumière, la température de couleur, l’indice d’affichage, la tolérance de couleur, la durée de vie (facteur de flux lumineux) et autres (facteur de maintien lumineux et panne soudaine). C’est à ces paramètres que les projets d’éclairage doivent prêter attention. Ils impliquent s’ils répondent aux exigences du projet, y compris l’efficacité énergétique, l’éclairement et l’entretien quotidien. Cet article n’est qu’une brève introduction, comme suit pour une compréhension approfondie, vous pouvez vérifier le contenu pertinent en ligne, bien sûr, vous pouvez aussi lire notre blog précédent.

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