Introduction

Avec la pression mondiale croissante en faveur de l’efficacité énergétique et du développement durable, la transition des solutions d’éclairage traditionnelles vers les diodes électroluminescentes (LED) est bien engagée. Cependant, remplacer les luminaires traditionnels par des LED ne se résume pas à remplacer une ampoule. Que ce soit dans les maisons, les bureaux, les usines, les terrains de sport ou la rue, un flux lumineux trop élevé ou trop faible, associé à une mauvaise qualité des couleurs, peut entraîner un éclairage insatisfaisant. Parmi ces facteurs, la compatibilité de luminosité est primordiale. La luminosité désigne ici la puissance (watts ou lumens). Il est donc nécessaire de déterminer quelle puissance (watts ou lumens ?) LED doit être utilisée pour remplacer les lampes traditionnelles telles que les lampes à incandescence, halogènes, fluorescentes et aux halogénures métalliques. Cet article propose un tableau équivalence LED pour différentes lampes traditionnelles afin de vous aider à comprendre les différences entre les lampes fluocompactes, les lampes aux halogénures métalliques, les lampes à vapeur de sodium haute pression et les LED. Ce tableau équivalence LED vous indique la puissance LED qui produit la même luminosité qu’une lampe traditionnelle, vous permettant ainsi de prendre une décision rapide. De plus, il est important de prêter attention à la qualité de la lumière plutôt qu’à sa quantité. Il est donc nécessaire d’examiner des facteurs clés tels que la distribution lumineuse, l’indice de rendu des couleurs (IRC), la température de couleur proximale (CCT) et la durée de vie. Cela peut vous aider à faire un choix judicieux, prenant en compte à la fois la performance et l’efficacité.

Watts en lumens

En règle générale, plus la puissance d’une lampe est élevée, plus elle est lumineuse, mais cela suppose que les lampes utilisent la même source lumineuse et présentent des caractéristiques similaires. Par exemple, les lampes à incandescence semblent souvent plus lumineuses lorsqu’elles consomment beaucoup d’énergie. Cependant, ce n’est plus le cas, car les watts mesurent la consommation d’énergie et non la quantité de lumière produite par une lampe. Les lampes LED consomment désormais moins d’énergie tout en produisant beaucoup plus de lumière que les lampes traditionnelles. Cependant, par habitude, beaucoup de gens utilisent encore la puissance pour évaluer la luminosité d’une lampe, ce qui est clairement irrationnel. Cela est lié à l’efficacité lumineuse (Comment améliorer l’efficacité lumineuse ?), qui mesure l’efficacité de la conversion de l’énergie électrique en énergie lumineuse. Les ampoules LED (lampes LED) ont une efficacité lumineuse nettement supérieure à celle des ampoules traditionnelles, par exemple plusieurs fois supérieure à celle des lampes halogènes et plus de dix fois supérieure à celle des lampes à incandescence. Par conséquent, utiliser la puissance pour comparer la différence de luminosité entre les lampes LED et les lampes traditionnelles est une idée fausse. Pour comparer la luminosité des lampes traditionnelles à celle des lampes LED, il est nécessaire de trouver une lampe LED de puissance équivalente afin de déterminer la puissance appropriée pour remplacer la lampe traditionnelle. L’efficacité lumineuse des lampes étant différente, des tableau équivalence LED ont été établis.

Différence d’efficacité lumineuse entre les lampes traditionnelles et les lampes LED

L’efficacité lumineuse des différentes sources lumineuses traditionnelles varie considérablement. Pourquoi ? C’est parce que différentes sources lumineuses (différentes sources lumineuses – LED vs lampes fluorescentes à incandescence, lampes au sodium et halogènes) utilisent des voies différentes pour convertir l’énergie électrique en lumière. Les lampes à incandescence utilisent le rayonnement thermique. Lorsqu’un filament de tungstène est chauffé à haute température, il émet de la lumière par rayonnement thermique, un peu comme l’allumage d’une lampe de poche. Au cours de ce processus, moins de 5 % de l’énergie électrique est convertie en lumière visible, le reste étant perdu sous forme de rayonnement infrarouge (chaleur). Par conséquent, l’efficacité lumineuse est extrêmement faible, généralement autour de 10 lm/W. Les lampes à décharge, notamment les lampes fluorescentes, les lampes au sodium haute pression et les lampes aux halogénures métalliques, utilisent l’énergie électrique pour ioniser un gaz, générant ainsi de la lumière ultraviolette. Celle-ci est ensuite convertie en lumière visible par le phosphore (ou le gaz lui-même). La perte d’énergie se produit principalement lors de la conversion de la lumière ultraviolette, ce qui se traduit par une efficacité lumineuse modérée de 50 à 120 lm/W. Les LED, quant à elles, émettent de la lumière par transitions électroniques au niveau d’une jonction PN semi-conductrice, convertissant directement l’énergie électrique en lumière visible. Ce rendement de conversion énergétique dépasse de loin celui des autres sources lumineuses, ce qui se traduit par une efficacité lumineuse maximale, atteignant généralement 130-200 lm/W. En réalité, l’efficacité lumineuse des LED n’était pas particulièrement élevée au départ. Cependant, grâce à l’optimisation des matériaux des puces (comme le nitrure de gallium), de la technologie de conditionnement et des phosphores (Qu’est-ce que les phosphores et comment les LED émettent-elles de la lumière blanche ?), elle est progressivement passée de 50 lm/W à ses débuts à 200 lm/W aujourd’hui, et continue de progresser. Les différences d’efficacité lumineuse entre les différentes sources lumineuses sont présentées ci-dessous.

On constate que l’efficacité lumineuse des lampes à incandescence varie de 10 à 15 lm/W, celle des lampes au sodium haute pression de 80 à 130 lm/W, avec une médiane de 110 lm/W, celle des lampes aux halogénures métalliques de 60 à 120 lm/W, avec une médiane de 90 lm/W, celle des lampes à économie d’énergie de 75 à 105 lm/W, avec une médiane de 90 lm/W, et celle des lampes LED de 130 à 190 lm/W, avec une médiane de 160 lm/W. Cette différence d’efficacité lumineuse explique l’importance de respecter un ratio correspondant lors du remplacement de ces luminaires traditionnels par des LED. Si l’on connaît le nombre total de lumens de la lampe d’origine, on peut également calculer la puissance requise de la lampe LED en convertissant les lumens. Vous trouverez ci-dessous les rapports de conversion recommandés et les puissances correspondantes pour les puissances courantes. Ces informations sont données à titre indicatif uniquement ; en pratique, la puissance réelle dépend de l’efficacité lumineuse de la lampe LED utilisée. De plus, la distribution lumineuse (qu’est-ce que la distribution lumineuse ?), le CCT, l’IRC et d’autres facteurs de la lampe doivent également être pris en compte lors du remplacement.

Tableau équivalence LED par rapport aux différentes sources lumineuses

Tableau équivalence LED : incandescentes et LED

En supposant que l’efficacité lumineuse d’une ampoule à incandescence soit de 13 lm/W, celle d’une ampoule LED est généralement d’environ 100 lm/W, certaines atteignant 120 lm/W. Ainsi, une ampoule à incandescence de 60 W peut être remplacée par une ampoule LED de 8 W, ce qui permet d’obtenir un rapport de puissance de 1:7,5 (LED vs incandescence). Une ampoule à incandescence de 100 W peut être remplacée par une ampoule LED de 14 W, ce qui permet d’obtenir un rapport de puissance de 1:7. Le tableau équivalence LED entre ampoules à incandescence et LED suivant est fourni à titre indicatif uniquement ; les besoins réels en éclairage doivent être pris en compte lors du remplacement.

Type de produit	Puissance des LED	Flux lumineux	Efficacité lumineuse	Base	Puissance des halogénures métalliques	Puissance contre puissance
Ampoule LED	3	300	100lm/W	E14	25	1:8
Ampoule LED	5	470	94lm/W	E27	40	1:8
Ampoule LED	7	630	90lm/W	E27	50	1:7
Ampoule LED	8	800	100lm/W	E40	60	1:7.5
Ampoule LED	14	1500	100lm/W	E40	100	1:7

Tableau équivalence LED - fluorescentes vs LED

Actuellement, l'efficacité lumineuse des tubes LED est généralement d'environ 130 lm/W, certains atteignant 150 lm/W. Les lampes fluocompactes ont généralement une efficacité d'environ 80 lm/W. Nous pouvons remplacer les lampes en fonction de ce rapport d'efficacité. Par exemple, un tube fluocompacte de 25 W peut être remplacé par un tube LED de 14 W (142 lm/W), ce qui permet d'obtenir un rapport de puissance de 1:1,8. De même, un tube fluocompacte de 40 W peut être remplacé par un tube LED de 24 W à très haut rendement (150 lm/W), ce qui permet d'obtenir un rapport de puissance de 1:1,7. Le tableau équivalence LED vs fluorescent suivant montre une efficacité lumineuse comprise entre 131 et 150 lm/W. Si votre lampe a une efficacité inférieure, le rapport de remplacement doit être augmenté en conséquence. Ce tableau est fourni à titre indicatif uniquement ; en situation réelle, la puissance de remplacement doit être adaptée à vos besoins d'éclairage.

Type de produit	Puissance des LED	Flux lumineux	Efficacité lumineuse	Base	Puissance des halogénures métalliques	Puissance contre puissance
Tube LED	8	1050	131lm/W	T5	13	1:1.6
Tube LED	12	1575	131lm/W	T8	17	1:1.4
Tube LED	14	2100	150lm/W	T8	25	1:1.8
Tube LED	20	2900	145lm/w	T8	32	1:1.6
Tube LED	24	3400	142lm/w	T8	40	1:1.7
Tube LED	36	5200	144lm/w	T5	54.1	1:1.5

Tableau équivalence LED : lampes aux halogénures métalliques ou HPS vs LED

Une méthode similaire peut être utilisée pour calculer la puissance équivalente des lampes aux halogénures métalliques et aux lampes à vapeur de sodium haute pression. Vous trouverez ci-dessous le tableau equivalence led et halogénures métalliques, ainsi que le tableau equivalence led et HPS. Le taux de remplacement est légèrement supérieur à celui des lampes fluocompactes, car leur efficacité lumineuse est légèrement supérieure à celle des lampes fluocompactes. De plus, les lampes LED utilisées dans ces applications privilégient une distribution lumineuse supérieure à celle des lampes traditionnelles, offrant ainsi de meilleurs effets lumineux. Ce facteur n'est généralement pas pris en compte lors du remplacement des lampes fluocompactes par des tubes LED. Par exemple, une lampe aux halogénures métalliques de 250 W et une lampe à vapeur de sodium haute pression peuvent produire un flux lumineux total de 20 000 lm et 28 500 lm respectivement, mais nous utilisons des lampes LED de 115 à 120 W pour les remplacer, car la distribution lumineuse des lampes traditionnelles est moins optimale que celle des LED. Si les rénovations LED et l'éclairage public LED suivants vous intéressent, cliquez sur le produit LED correspondant pour en savoir plus.

Type de produit	Puissance des LED	Flux lumineux	Efficacité lumineuse	Base	Puissance des halogénures métalliques	Puissance contre puissance
Rétrofit LED	18-27	2300-3500	131lm/W	E26/E40	50	1:2.3
Rétrofit LED	27-36	3500-5400	131lm/W	E26/E40	70	1:2.2
Rétrofit LED	36-45	5000-6700	150lm/W	E26/E40	100	1:2.5
Rétrofit LED	80	12000	145lm/w	E26/E40	150	1:1.9
Rétrofit LED	115	18000	142lm/w	E26/E40	250	1:2.2
Rétrofit LED	150-200	24000-30000	144lm/w	E26/E40	400	1:2.3

Type de produit	Puissance des LED	Flux lumineux	Efficacité lumineuse	Base	Puissance des halogénures métalliques	Puissance contre puissance
Éclairage Public LED	40	6000	131lm/W	/	70	1:1.75
Éclairage Public LED	60	9000	150lm/W	/	100	1:1.7
Éclairage Public LED	80	12000	145lm/w	/	150	1:1.9
Éclairage Public LED	100	15000	142lm/w	/	200	1:2
Éclairage Public LED	120	18000	144lm/w	/	250	1:2.1
Éclairage Public LED	200	30000	144lm/w	/	400	1:2

La qualité de la lumière plutôt que la quantité

Dans les applications pratiques, l'efficacité lumineuse (flux lumineux) n'est pas le seul critère de sélection. Par exemple, la distribution lumineuse, l'indice de rendu des couleurs et la durée de vie doivent également être pris en compte en fonction du scénario d'application spécifique pour permettre une évaluation complète.

Répartition de la lumière

Les sources lumineuses traditionnelles telles que les lampes aux halogénures métalliques, les lampes au sodium haute pression, les lampes fluorescentes et les lampes à incandescence sont toutes omnidirectionnelles et diffusent leur lumière dans toutes les directions. Elles sont relativement performantes pour l'éclairage résidentiel. Cependant, pour l'éclairage des entrepôts, des terrains de sport et des routes, ces sources lumineuses nécessitent souvent des réflecteurs pour concentrer la lumière et la diriger vers la zone d'éclairage souhaitée. Or, lors de la réflexion, la lumière subit de multiples réflexions internes, entraînant une perte de luminosité. Par exemple, pour les lampes aux halogénures métalliques, ce processus peut entraîner une perte allant jusqu'à 30 % du flux lumineux total. L'utilisation de sources lumineuses directionnelles réduit le nombre de lumens requis. Les sources lumineuses LED sont intrinsèquement directionnelles, avec un angle d'émission de 180 degrés, contrairement aux sources traditionnelles à 360 degrés. De plus, les lentilles des luminaires LED peuvent redistribuer cette partie du flux lumineux. Par exemple, pour l'éclairage des terrains de sport, les lentilles sont souvent utilisées pour concentrer le faisceau lumineux sur un angle de 30 degrés ou moins afin d'éclairer un coin précis du terrain. Dans l'éclairage routier, la distribution lumineuse secondaire (En savoir plus sur la distribution de l'éclairage public) des lentilles permet à un seul lampadaire d'éclairer une large et longue portion de route, contrairement aux lampadaires de jardin résidentiels, qui n'éclairent qu'une petite zone directement sous le luminaire.

Durée de vie

La durée de vie des ampoules à incandescence n'est que d'environ 1 000 heures. Dans les années 1990, nous devions tous les remplacer tous les ans ou tous les deux ans. En effet, elles génèrent beaucoup de chaleur, ce qui fait fondre le filament de tungstène. Les lampes à vapeur de sodium haute pression, les lampes aux halogénures métalliques et les lampes à économie d'énergie présentent des problèmes similaires. Prenons l'exemple des lampes à vapeur de sodium haute pression : le processus de décharge de l'arc, qui excite la vapeur de sodium pour émettre de la lumière, se produit dans un environnement à haute température et haute pression. Des températures extrêmement élevées peuvent endommager le matériau du tube à arc. De plus, les températures élevées entraînent l'usure des électrodes par pulvérisation cathodique, et la forte activité chimique de la vapeur de sodium corrode les électrodes et les parois du tube, affectant ainsi l'efficacité lumineuse et la transmission lumineuse. De plus, les températures élevées peuvent entraîner un dysfonctionnement du ballast, ce qui affecte la durée de vie du luminaire. Les luminaires LED sont particulièrement performants à cet égard. Premièrement, la technologie actuelle permet de convertir 60 à 70 % de l'énergie électrique en énergie lumineuse, réduisant ainsi les pertes thermiques tout en assurant une meilleure dissipation thermique. De plus, des alimentations à découpage de haute qualité garantissent une sortie CC stable pour alimenter les LED. Cependant, lors du choix d'un luminaire LED, il est essentiel de vérifier que le fabricant utilise des alimentations de haute qualité (également appelées drivers LED) et que la conception du luminaire assure une dissipation thermique efficace afin de limiter la dégradation lumineuse (qu'est-ce que la dégradation lumineuse ?). Dans le cas contraire, vous risquez de rencontrer des problèmes tels qu'une dégradation importante de la luminosité, des scintillements, voire un arrêt complet. Dans ce cas, le remplacement du driver LED ou de l'ensemble du luminaire serait coûteux, une opération non seulement fastidieuse, mais aussi financièrement importante.

IRC et efficacité lumineuse

Lors du remplacement de luminaires traditionnels par des LED, le rendu des couleurs est un facteur à prendre en compte. Il détermine la capacité de la source lumineuse (luminaire) à reproduire fidèlement les couleurs réelles des objets. Sa valeur varie de 0 à 100, la lumière naturelle ayant un IRC de 100, tandis que les lampes à incandescence, dont l'IRC est proche de celui de la lumière naturelle, sont également considérées comme ayant un IRC de 100. Par conséquent, lors du remplacement de lampes à incandescence par des luminaires LED, il est essentiel de s'assurer que le rendu des couleurs de ces derniers répond aux exigences d'éclairage. Lors du remplacement de lampadaires à sodium haute pression par des lampadaires LED, le rendu des couleurs intrinsèquement plus faible des premiers n'étant pas pris en compte, il est inutile de prendre en compte l'impact du rendu des couleurs lors du passage aux LED, ces dernières obtenant généralement de meilleurs résultats (généralement supérieurs à 70). De plus, lors du remplacement des lampes aux halogénures métalliques utilisées dans les terrains de sport par des éclairages de terrain de sport à LED (éclairages de sport à LED ZGSM), nous devons prêter une attention particulière à la différence de rendu des couleurs entre les deux. Les premiers présentent souvent un indice de rendu des couleurs plus élevé, atteignant même 90. Par conséquent, lors de leur remplacement, il est nécessaire d'utiliser des éclairages LED pour terrains de sport avec un IRC de 90 afin de répondre aux exigences des spectateurs, des athlètes et des caméras en matière de rendu des couleurs élevé. Si les conditions le permettent, il est conseillé de choisir des luminaires LED à haute efficacité lumineuse pour le remplacement, car cela peut réduire considérablement les coûts d'exploitation (coûts d'électricité) à long terme.

Utilisation d'un kit de modernisation LED

Lors du remplacement de luminaires traditionnels par des LED, les clients préfèrent parfois remplacer les composants principaux par des modules LED, sans démonter le boîtier d'origine. Dans ce cas, la rénovation LED peut être une excellente option. De plus, nous pouvons utiliser un tableau équivalence LED pour calculer la puissance du module LED. De plus, nous devons nous assurer que la structure répond aux spécifications requises, notamment les dimensions, l'étanchéité et les exigences d'installation. Heureusement, ZGSM propose une solution éprouvée : le kit de rénovation LED ST25. Disponible en deux versions (carrée et ronde), il propose une gamme de produits offrant différentes puissances, températures de couleur et lentilles. Il répond aux besoins de remplacement de la plupart des luminaires traditionnels, notamment les têtes de mât sphériques, les têtes de mât cloche ou les suspensions cloche, ainsi que les lanternes rectangulaires. Pour faciliter l'installation, nous pouvons également personnaliser le kit en fonction des lampes traditionnelles du client afin de résoudre les problèmes d'installation et d'étanchéité. Les avantages sont évidents : les clients bénéficient de la haute efficacité lumineuse et de l'éclairage uniforme de la technologie LED, tout en évitant les problèmes liés au démontage des anciens équipements, préservant ainsi l'aspect d'origine des bâtiments historiques. Puisqu'il s'agit d'un produit personnalisé, le coût réel de remplacement doit également être pris en compte ; si la quantité est petite, le coût peut être plus élevé.

Résumé

Les luminaires LED, avec leurs avantages en termes de rendement élevé, d'économies d'énergie et de longue durée de vie, remplacent progressivement les technologies d'éclairage traditionnelles. Lors du remplacement, les luminaires LED et les luminaires traditionnels ne sont pas simplement remplacés individuellement, car leur efficacité lumineuse diffère considérablement. Cet article fournit un tableau équivalence LED à titre de référence lors de la conversion de sources lumineuses traditionnelles (ampoules à incandescence, lampes halogènes, lampes fluorescentes, lampes à vapeur de sodium haute pression, etc.) à l'éclairage LED. Par exemple, une ampoule à incandescence de 50 W a un flux lumineux total d'environ 500 lumens ; un luminaire LED de 5 W peut donc être utilisé en remplacement. De même, une lampe à vapeur de sodium haute pression de 400 W peut être remplacée par un luminaire LED de 150 W. De plus, ZGSM souligne que la qualité de la lumière émise par le luminaire est tout aussi importante. Les indicateurs clés liés à la qualité de la lumière comprennent la distribution lumineuse, l'indice de rendu des couleurs et la durée de vie (quelle est la durée de vie des LED ?). Par exemple, une distribution lumineuse plus rationnelle permet souvent d'utiliser des luminaires LED de plus faible puissance, tandis qu'une durée de vie plus longue réduit les coûts de maintenance à long terme. De plus, pour répondre aux difficultés d'installation lors des remplacements, le kit de modernisation LED de ZGSM offre une solution efficace. Ses modules personnalisables (kit de modernisation LED ST25) peuvent être directement intégrés au boîtier du luminaire existant, permettant ainsi aux utilisateurs de bénéficier des économies d'énergie et de la qualité d'éclairage des luminaires LED modernisés, tout en préservant l'esthétique architecturale. Pour plus d'informations, veuillez contacter ZGSM.

Questions fréquemment posées

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