Introduction

Vos clients vous ont-ils déjà interrogé sur les puces LED de couleur ambre, rouge, bleue ou autre ? Pourquoi ont-ils besoin de puces de ces couleurs ? C’est parce qu’elles répondent à des besoins différents : la lumière rouge est couramment utilisée pour l’éclairage des plantes, la lumière ambre est souvent employée pour l’éclairage portuaire, tandis que la lumière bleue est généralement évitée dans de nombreux contextes et se retrouve principalement dans l’éclairage scénique (luminaires RVB ou RVBB). En réalité, les LED émettent initialement de la lumière bleue. Lorsque cette lumière bleue interagit avec le luminophore jaune présent dans la puce LED, elle produit de la lumière d’autres couleurs, pour finalement aboutir à une lumière blanche. La lumière blanche se compose de lumières bleue, verte, jaune et orange ; en ajustant les proportions de ces couleurs, il est possible d’obtenir une couleur d’éclairage spécifique. Cet article explique principalement ce qu’est la longueur d’onde de la lumière visible et le spectre lumineux (c’est-à-dire la distribution de puissance spectrale sur la gamme des longueurs d’onde visibles), pourquoi les projets d’éclairage public (éclairage public de ZGSM) nécessitent une lumière ambre ou une réduction de la lumière bleue, et comment nous parvenons à obtenir des couleurs d’éclairage spécifiques.

Quelle est la longueur d’onde de la lumière visible ?

La lumière est une forme de rayonnement électromagnétique ; la lumière visible se compose d’ondes électromagnétiques perceptibles par l’œil humain. Elle déclenche la perception visuelle chez l’homme et l’animal, rendant ainsi la vision possible ; sa plage de longueurs d’onde s’étend généralement de 400 à 780 nanomètres (nm). Les longueurs d’onde inférieures à 400 nm (ultraviolets) et supérieures à 780 nm (infrarouges) sont invisibles à l’œil nu et ne produisent aucun effet visuel dans les applications d’éclairage. Une exposition excessive aux ultraviolets est non seulement invisible, mais peut également endommager les yeux ou provoquer des brûlures cutanées ; il en va de même pour les infrarouges, principe à la base des chauffages de salle de bain traditionnels. Le spectre de la lumière visible comprend six couleurs, classées de la longueur d’onde la plus courte à la plus longue : violet, bleu, vert, jaune, orange et rouge. La plage 400–450 nm correspond aux bandes violette et bleu foncé ; la plage 450–500 nm correspond à l’émission typique de lumière bleue des luminaires LED ; 500–570 nm correspond au vert ; 570–590 nm au jaune ; 590–610 nm à l’orange ; et 610–780 nm au rouge.

Lorsque des luminaires LED sont soumis aux essais optiques IES LM-79, les données relatives à la distribution de puissance spectrale sont généralement relevées dans la plage de longueurs d’onde allant de 380 à 780 nm. Bien que la lumière située entre 380 et 400 nm soit invisible à l’œil nu, elle est tout de même enregistrée par l’instrument. Ces données représentent essentiellement les valeurs de puissance rayonnante correspondant à chaque longueur d’onde ; Elles ne servent pas seulement à décrire la forme spectrale, mais influencent aussi directement des indicateurs clés tels que la température de couleur corrélée, l’indice de rendu des couleurs (plus d’informations sur l’IRC) et les coordonnées colorimétriques CIE. Voici un exemple simple : une lampe LED d’une température de couleur de 3000 K émet très peu de lumière bleue, son énergie étant principalement concentrée dans les zones jaune et rouge ; à l’inverse, une lampe LED de 4000 K présente le cas de figure opposé : elle émet une forte proportion de lumière bleue, tandis que les composantes jaune et rouge sont beaucoup plus faibles. Par conséquent, la distribution de puissance spectrale révèle non seulement les caractéristiques de température de couleur de la lampe, mais constitue également une base essentielle pour évaluer le risque lié à la lumière bleue.

Distribution de Puissance Spectrale en fonction de la longueur d’onde de la lumière visible

La distribution de puissance spectrale dans la gamme des longueur d’onde de la lumière visible (communément appelée distribution de puissance spectrale, ou SPD) fait référence à la quantité de rayonnement optique (puissance) émise par une source lumineuse à chaque longueur d’onde de la lumière visible. La distribution de puissance spectrale sur la plage des longueurs d’onde visibles est fréquemment mentionnée dans les rapports IES LM-79 relatifs aux luminaires à LED. Si vous examinez attentivement un rapport LM-79, vous constaterez qu’il se compose principalement de deux volets d’essais. Une partie est réalisée à l’aide d’un goniophotomètre pour mesurer la distribution de l’intensité lumineuse du luminaire (Qu’est-ce que la distribution de la lumière ?), tandis que l’autre partie est réalisée à l’aide d’un photomètre à sphère d’intégration pour mesurer la luminance moyenne sphérique (SPD). Les données sont généralement recueillies dans une plage allant de 380 à 780 nanomètres. Comme l’illustre la figure ci-dessous, la mesure de la luminance énergétique à différentes longueurs d’onde permet d’obtenir un ensemble de données (une courbe). Sur cette figure, l’axe horizontal représente la longueur d’onde (en nm, principalement dans la plage de 400 à 780 nm pour la lumière visible) et l’axe vertical représente la puissance rayonnante (en W). Il ne s’agit pas seulement de l’intensité lumineuse, mais surtout de la « composition » de la lumière. La SPD permet également de calculer des indices photométriques et colorimétriques. Par exemple, si la SPD indique une énergie très faible dans la partie rouge du spectre, la valeur R9 sera médiocre, ce qui donnera aux maillots rouges sur le terrain un aspect grisâtre et imprécis. Par ailleurs, pour certaines puces LED monochromatiques — telles que les modèles ambre ou rouges — le rendu des couleurs n’est pas pris en compte comme critère, car leur distribution de puissance spectrale est trop étroite. De même, pour les puces LED à faible émission de lumière bleue, l’indice Ra a tendance à être légèrement inférieur en raison de la faible composante bleue ; elles n’en trouvent pas moins de nombreuses applications pratiques.

Pourquoi avons-nous besoin de lumières ambrées pour l’éclairage public ou les luminaires sur mât ?

Minimiser les perturbations écologiques et protéger la faune nocturne

Des études ont démontré que la longue longueur d’onde de la lumière ambre (environ 590 nanomètres) a le moins d’incidence sur la navigation et les comportements de reproduction des insectes nocturnes, des oiseaux migrateurs, des tortues marines et d’autres animaux. Contrairement à l’éclairage conventionnel des sites et des espaces extérieurs, qui émet généralement une lumière blanche, l’éclairage extérieur ambre (y compris les lampadaires et les luminaires sur mât de cette couleur) contient une proportion moindre de lumière bleue ; il réduit ainsi son impact sur les nouveau-nés de tortues marines, qui se fient au clair de lune pour rejoindre l’océan. Cette solution limite également efficacement la phototaxie des insectes et contribue à préserver la chaîne alimentaire, ce qui en fait l’option privilégiée pour remplacer l’éclairage blanc traditionnel dans les zones écologiquement sensibles.

Réduire la pollution lumineuse et préserver les ciels étoilés

La lumière ambre contient beaucoup moins de lumière bleue et produit donc moins de diffusion Rayleigh dans notre atmosphère et est moins susceptible de contribuer à la « lueur » qui éclaire le ciel nocturne. Par exemple, Darksky (En savoir plus sur Darksky) exige que les lampadaires et les lampadaires dans certaines zones aient un CCT inférieur à 3 000 K. Comme nous le savons, la lumière ayant cette température de couleur est souvent jaunâtre. L’organisation exige également que les luminaires n’émettent pas de lumière vers le haut, le tout dans le but de minimiser les effets néfastes de l’éclairage artificiel sur les observations astronomiques.

Améliorer la visibilité par mauvais temps

En raison de sa très faible teneur en lumière bleue, la lumière ambre génère une diffusion de Rayleigh plus faible dans l’atmosphère et risque moins de créer cette lueur qui illumine le ciel nocturne. Par exemple, l’organisation DarkSky exige que les lampadaires et les luminaires montés en tête de mât (luminaires en tête de mât ZGSM) installés dans certaines zones présentent une température de couleur (CCT) inférieure à 3000 K ; or, comme on le sait, la lumière à cette température a tendance à être jaunâtre. Parallèlement, l’organisation impose également que les luminaires n’émettent pas de lumière vers le haut ; toutes ces mesures visent à minimiser l’impact négatif de l’éclairage artificiel sur les observations astronomiques.

Alors, comment obtient-on la couleur d’éclairage spécifique ?

ZGSM propose des solutions d’éclairage LED dans une variété de couleurs. Bien que la lumière blanche reste notre cœur de métier, la distribution de puissance spectrale (SPD) de ces luminaires peut varier considérablement. Nous offrons également des solutions pour les applications RVB, telles que les projecteurs, l’éclairage de terrains de sport (solutions d’éclairage sportif ZGSM) et les lampadaires à lumière ambre. Nous vous invitons à nous contacter pour trouver les produits d’éclairage adaptés à vos besoins et collaborer à la préservation de l’environnement.

Courbes de distribution de puissance spectrale (SPD) pour différentes températures de couleur (CCT) (y compris les options à faible émission de lumière bleue)

En prenant pour exemple les puces LED de Lumileds, nous avons comparé les distribution de puissance spectrale (SPD) de puces LED blanches présentant des températures de couleur corrélées (CCT) différentes et avons constaté des écarts significatifs dans leurs spectres. Le spectre de la lumière blanche chaude (2200 K – 3000 K) est dominé par les longueurs d’onde du rouge et de l’orange, avec une énergie extrêmement faible dans la bande du bleu, ce qui confère à la lumière une nuance jaune chaude ; la lumière blanche neutre (4000 K – 5000 K) présente un équilibre entre les bandes rouge, verte et bleue, avec un spectre plat et sans dominante colorée marquée, ce qui la rend adaptée à diverses applications de mélange de couleurs ; pour la lumière blanche froide (5700 K et au-delà), le pic de lumière bleue à courte longueur d’onde est prédominant, produisant une lumière blanche bleutée aux tons froids. Une SPD personnalisée, conçue pour limiter la lumière bleue, réduit considérablement la plage nocive située entre 415 et 450 nm tout en augmentant modérément la proportion de lumière rouge et verte, offrant ainsi un rendu visuel plus doux à température de couleur égale. Bien que la température de couleur reste identique (2200 K ou 2700 K), on constate que le pic de lumière bleue situé entre 415 et 450 nm a pratiquement disparu (Comment réduire la lumière bleue dans l’éclairage LED ?). Par conséquent, si la température de couleur peut servir d’indicateur de la teneur en lumière bleue, les résultats de la SPD doivent constituer le critère déterminant (la figure ci-dessous présente les résultats de distribution de puissance spectrale pour des CCT de 3000 K et 4000 K). Dans le domaine de l’éclairage commercial, les différentes bases de lumière blanche modifient directement la couleur fondamentale de la lumière résultant du mélange. Pour ajuster une lumière blanche froide vers une tonalité plus chaude, une grande quantité de LED rouges est nécessaire pour la neutralisation, tandis que le passage d’une lumière blanche chaude à une tonalité plus froide requiert l’ajout de LED bleues et vertes. Une SPD personnalisée permet de corriger la couleur de base en amont, simplifiant ainsi l’ajustement des proportions de LED colorées.

Différences de distribution de puissance spectrale entre les puces LED couleur

En prenant pour exemple les LED de Lumileds, nous avons comparé les distribution de puissance spectrale (SPD) des LED monochromatiques rouges, vertes, bleues et ambre de la marque. Comme le montre la figure ci-dessous, les profils spectraux de chaque type de LED sont bien définis, avec une énergie concentrée dans les bandes de longueur d’onde de la lumière visible correspondant à leurs couleurs respectives ; les limites spectrales sont nettes et précises, sans composantes spectrales parasites excessives. Grâce au processus de tri et de regroupement spectral en usine (Quelque chose à propos du regroupement des LED) pour les LED monochromes, les variations de SPD entre les dispositifs individuels sont considérablement minimisées, assurant ainsi une couleur de lumière constante et des performances stables sur l’ensemble d’un lot de luminaires. Les LED rouges se concentrent dans la plage des grandes longueurs d’onde (620–660 nm), sans interférence de lumière bleue ; associées à une lumière blanc chaud, elles produisent une teinte orange-rose très saturée. Les LED vertes présentent un pic principal entre 510 et 550 nm ; leur lumière est pure, sans dominante rouge, ce qui les rend adaptées aux nuances menthe et turquoise. Les LED bleues se concentrent dans la plage des courtes longueurs d’onde (440–470 nm) et dégagent une forte impression de fraîcheur lorsqu’elles sont allumées seules. Les LED ambre se situent entre le rouge et le vert, contribuant à adoucir la dureté de la lumière blanche. Les bandes spectrales de chaque LED monochromatique ne se chevauchent pas, ce qui favorise leur utilisation dans les systèmes d’éclairage pour la culture des plantes. En ajustant le courant d’alimentation (via le pilote LED et ses paramètres principaux), il est possible de modifier l’énergie lumineuse de chaque bande ; combinée à des spectres de lumière blanche de différentes températures de couleur (CCT), cette approche permet de répondre aux besoins spécifiques de certaines plantes en matière de longueurs d’onde. Bien que la lumière ambre puisse être utilisée pour l’éclairage public, son efficacité lumineuse est nettement inférieure à celle des LED blanches conventionnelles ; elle constitue donc davantage une solution d’éclairage d’appoint.

Solutions d’éclairage ZGSM

Résumé

Cet article se concentre sur les longueur d’onde de la lumière visible et la distribution de puissance spectrale (SPD) dans l’éclairage LED, apportant une réponse systématique à la question pratique : « Pourquoi les clients ont-ils besoin de puces de couleurs spécifiques, telles que l’ambre et le rouge ? » L’article définit d’abord le spectre de la lumière visible (380–780 nm) et explique le principe selon lequel les LED émettent initialement une lumière bleue, convertie ensuite en lumière blanche grâce à des luminophores. Il souligne que la SPD ne décrit pas seulement la composition spectrale, mais influence aussi directement la température de couleur, l’indice de rendu des couleurs (IRC) et l’évaluation des risques liés à la lumière bleue. Dans la section consacrée à la distribution spectrale, l’article utilise les données d’essai LM-79 pour illustrer comment la SPD sert de base de calcul aux paramètres photométriques et colorimétriques. En comparant les SPD de lumières blanches aux températures de couleur corrélées (CCT) différentes, il montre comment des solutions personnalisées à faible émission de lumière bleue atténuent la bande de longueurs d’onde nocive (415–450 nm) et améliorent le confort visuel. Concernant la lumière ambrée, l’article défend sa nécessité dans l’éclairage public et l’éclairage de jardin sous trois angles : la réduction des perturbations écologiques, la minimisation de la pollution lumineuse (Comment réduire la pollution lumineuse ?), et l’amélioration de la pénétration à travers la pluie et le brouillard, tout en soulignant sa limitation liée à un rendu des couleurs relativement faible. Pour ce qui est de l’obtention de couleurs spécifiques, l’article compare les différences de SPD entre les puces LED de couleurs pures (rouge, vert, bleu, ambre) et explique comment leurs caractéristiques de bande étroite et de haute pureté sont largement exploitées dans l’éclairage horticole et le réglage des couleurs par mélange lumineux. Il souligne également que l’ajustement du courant d’alimentation et le tri des puces LED (par « binning ») garantissent la précision des couleurs et la cohérence entre les lots. Dans l’ensemble, cet article offre aux professionnels de l’éclairage un guide systématique couvrant tout le processus, des principes liés aux longueurs d’onde jusqu’au choix des produits et à leurs applications.

Questions fréquemment posées

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