Nouvel éclairage sur la ville

Les éclairages publics à LED consomment jusqu’à 80 % d’électricité en moins, grâce à un meilleur rendement énergétique et à une orientation plus précise de la lumière.

Une promenade nocturne dans le centre historique de Ratisbonne, en Allemagne, suscite une interrogation : les éclairages modernes à diodes électroluminescentes (LED) s’intègrent-ils harmonieusement dans les ruelles médiévales de la vieille ville ? Les éclairages y sont très variés. Certaines rues sont baignées d’une lumière jaune presque surnaturelle. A quelques pas de là, des faisceaux étroits dessinent des motifs de lumière et d’ombre sur les pavés. Deux des ruelles étroites sont illuminées par des lanternes contenant une multitude de points lumineux : des lampes à LED développées par Osram Opto Semiconductors et fabriquées par Siemens à Ratisbonne (Regensburg). Conçues pour être vissées directement dans des douilles, les lanternes contiennent jusqu’à 54 LED chacune.

Grâce à la lumière chaude des LED, les façades historiques de la ville sont aussi pittoresques de nuit que de jour. Les ruelles sont mieux éclairées car la plupart des LED projettent de longs faisceaux de lumière le long des rues étroites, tandis que quelques unes éclairent vers le bas. Les LED éclairant les murs d’en face consomment seulement 30 % de l’électricité nécessaire pour éclairer les trottoirs, ce qui explique en partie pourquoi ces lampes ne consomment que 40 W, contre 90 W pour les lampes conventionnelles. « Les LED ont également l’avantage de pouvoir être orientées vers des points ciblés », explique Martin Moeck, gestionnaire de projet chez Osram. « Contrairement aux lampes conventionnelles dont on augmente souvent l’intensité pour qu’elles éclairent des zones qu’elles n’atteindraient pas sans cela. La lumière desLED peut être mieux ciblée, donc leur efficacité énergétique est bien meilleure », « Les LED ont réduit la pollution lumineuse, en limitant la lumière orientée vers les fenêtres des habitants ou vers le ciel », observe Alfons Swaczyna, responsable de l’éclairage public de la ville de Ratisbonne.

Les LED aux couleurs agréables

Autre vertu des LED : leur intensité maximale dès l’allumage qui peut être réduite progressivement jusqu’à l’extinction complète, à l’inverse de nombreuses lampes dont les décharges électriques qui produisent la lumière cessent de fonctionner en dessous d’un certain seuil. Un jour, il sera également possible de régler automatiquement la couleur des éclairages à LED, en mélangeant par exemple la lumière d’une LED blanche avec celle d’une LED rouge. Tous ces avantages font de la LED le partenaire idéal des commandes intelligentes. Leur longévité est un autre atout pour les municipalités : elles offrent 50 000 heures d’éclairage, soit deux fois plus que les lampes conventionnelles, et ne doivent être remplacées que tous les 10 ans.

L’efficacité énergétique de l’éclairage public est un enjeu important pour de nombreuses villes. D’ici à 2015, l’UE bannira les éclairages publics trop consommateurs d’énergie, dont les lampes à vapeur de mercure, très courantes, qui ne délivrent que 50 lm/W de lumière blanche.

La grande efficacité énergétique des lampes à vapeur de sodium, souvent utilisées pour éclairer les autoroutes avec un rendement de 120 lm/w, est une des solutions envisagées. « Mais l’efficacité énergétique du sodium a un coût : la qualité d’éclairage est moindre », explique Matthias Fiegler, responsable du portefeuille mondial d’Osram pour l’éclairage extérieur. La lumière jaune gêne la reconnaissance des couleurs et des contrastes, et donne souvent une impression désagréable, ce qui rend ces lampes moins adaptées aux zones résidentielles.

Aujourd’hui chef de file des technologies conventionnelles, la lampe halogène à vapeur métallique produit une lumière blanche puissante et offre un très bon rendu des couleurs. Ces lampes sont surtout utilisées là où une immense quantité de lumière est nécessaire, dans les stades par exemple. Les LED actuelles, avec un rendement de 100 lm/W et un indice de rendu des couleurs de 80, atteignent presque le niveau des lampes à vapeur métallique. L’indice mesure la justesse du rendu des couleurs par rapport à la lumière naturelle (indice 100).

Mais le potentiel des LED reste encore à exploiter. Les chercheurs espèrent atteindre 150 lm/W et un indice de rendu des couleurs de 90. Globalement, les LED offrent le plus gros potentiel d’économie d’énergie. D’après M. Fiegler, elles pourraient permettre de consommer jusqu’à 80 % d’électricité en moins par rapport aux lampes à vapeur de mercure. « En outre, les LED peuvent être associées à des systèmes de contrôle capables d’exploiter leurs caractéristiques idéales de variation d’intensité », ajoute-t-il. « Mais les facteurs décisifs pour l’utilisation des LED dans l’éclairage public à long terme seront la standardisation et la modularisation, par exemple sous forme de modules d’éclairage interchangeables. » Osram avance dans ces directions, en coopération avec des comités internationaux.

Diviser les coûts par deux

L’inconvénient des lampes à LED est qu’elles coûtent 2 à 3 fois plus cher à l’achat que les éclairages conventionnels. Le montant que les villes pourraient économiser en utilisant des LED dépend des technologies qu’elles utilisent actuellement. Les experts prévoient, en moyenne, une baisse de 50 % de la consommation électrique et un amortissement sur 10 à 20 ans. Pour faciliter la transition, Osram élabore des modèles de contrat en coopération avec des municipalités, des fournisseurs d’électricité et des partenaires financiers, comme Siemens Financial Services. Ces modèles de contrat fondés sur la performance énergétique permettent aux villes d’utiliser les économies d’énergie pour financer l’installation. Osram prévoit aussi de diviser les coûts par deux, de sorte que le prix d’achat des futurs éclairages à LED sera au maximum 50 % plus élevé que celui les éclairages traditionnels.

De nombreuses villes ont eu recours à des programmes de financement. C’est le cas de Ratisbonne, qui a reçu le 1er prix du concours « Efficacité énergétique des éclairages urbains » grâce à ses éclairages à LED. La ville se verra rembourser 60 % des coûts engagés si elle remplace les 250 lanternes du centre historique par des lampes à LED d’ici 2 ans.

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Auteur : Christine Rüth