STOCKHOLM (Reuters) - Le prix Nobel de physique 2014 a été attribué mardi aux Japonais Isamu Akasaki et Hiroshi Amano et à l'Américain d'origine japonaise Shuji Nakamura, inventeurs de la diode électroluminescente (LED), source d'éclairage durable et plus économe en énergie.
Découverte de la technologie LED
C'est en Russie que la première lampe LED fut inventée, dès 1927.
Lewis Howard Latimer, afro-américain, a inventé et breveté en 1881, la première ampoule à incandescence avec filament de carbone. Mais avant lui, plusieurs ont essayé avec plus ou moins de succès de créer une ampoule. C'est grâce à son invention que Thomas Edison a pu inventer l'ampoule connue aujourd'hui.
En 2016, les principaux fabricants sur ce marché sont Nichia et Toyoda Gosei au Japon, notamment pour les LED GaN de « forte » puissance (plus de 1 watt), Philips Lumileds Lighting Company et OSRAM Opto Semiconductors GmbH en Europe, Cree et General Electric aux États-Unis.
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Thomas Edison invente l'ampoule à incandescence à filament de carbone en 1879. Il s'agit d'une amélioration de la lampe de Joseph Swan, qui se compose d'un filament métallique enfermé dans une ampoule en verre. L'électricité passe dans ce filament, qui se réchauffe jusqu'à générer de la lumière.
Qu'est ce que la LED? La LED (Light Emitting Diode) soit "diode émettant de la lumière", elle est également appelée DEL (Diode électroluminescente) en français et SSL (Solid State Lighting) en anglais.
D'abord LED, ça veut dire Light-Emitting Diode en anglais. En français, on devrait dire DEL, pour Diode Électroluminescente. La LED est un composant électronique qui émet de la lumière lorsqu'il est traversé par de l'électricité.
Sur les schémas électroniques vous pouvez la repérer grâce à son symbole caractéristique : c'est celui d'une diode classique surmonté de deux flèches. Ces dernières symbolisent l'émission de photons (de lumière).
Le feu. Les Hommes commencent à maîtriser le feu pendant la Préhistoire environ 450 000 ans avant J.C. Obtenu en frottant un silex contre une pierre riche en fer et un feutre naturel (amadou) au-dessus d'un tas de bois : le feu est le premier moyen d'éclairage artificiel.
En 1666, lors de ses expériences d'optique, Newton fait passer de la lumière solaire blanche à travers un prisme de façon à la décomposer en rayons lumineux de différentes couleurs, comme le fait le rebord d'une lentille.
En 1860, le chimiste anglais Joseph Swan met au point une ampoule à incandescence à filament de carbone. Problème : à l'intérieur de l'ampoule, l'air n'est que raréfié, ce qui limite sa durée de vie.
Inconvénients des LED
Leur processus de fabrication reste énergivore et leur bilan énergétique globale est comparable à celui des lampes fluocompactes même si leur impact écologique final est moindre. Leur prix est encore un peu cher mais on se répète : vous les changez moins souvent !
Les ampoules LED sont aujourd'hui les ampoules recommandées car elles consomment très peu d'électricité pour un excellent rendement lumineux. Leur prix d'achat est plus élevé que celui des lampes fluo compactes mais leur durée de vie bien plus longue. Elles sont donc plus rentables.
Le principe est de produire un déficit d'électron dans une zone (matériau dopé p) et un excédent dans une autre (matériau dopé n) : à la jonction entre les deux matériaux, les “trous” d'électrons se recombinent avec les électrons et génèrent un photon. Les LED émettent des ondes quasiment monochromatiques.
Pour que chaque diode (LED) puisse fonctionner, une tension à ses bornes d'environ 3 Volt est nécessaire. Si la série comprend 5 diodes, par exemple, la tension à ses bornes doit être d'environ 15 Volt.
II/ Schéma et sens du courant
Pour s'illuminer, le courant dans parcourir la LED de l'anode vers la cathode. Il y a plusieurs façon pour définir et reconnaitre le sens d'une LED : Sur le composant, l'anode est le côté où la patte du composant est la plus longue.
Une LED (Light Emitting Diode) est une diode électroluminescente qui émet de la lumière lorsqu'elle est parcourue par un courant continu dans le sens passant. Comme le montre la figure suivante, la quantité de lumière générée par la LED est proportionnelle à l'intensité du courant qui la traverse.
Les lumières LED ne chauffent pas de la même manière
Comme tout appareil ou tout ce qui consomme de l'électricité. C'est de la physique. Cependant, les LED ne créent pas non plus de chaleur à la manière des lampes incandescentes. En fait, vous pouvez facilement dévisser une LED qui est restée allumer des jours !
Calcul de la consommation d'une ampoule LED
10 W/1000 (1 watt = 0,001 kWh) x 3 (heures par jour) x 30 (jours dans le mois) = 0,9 kWh/mois. Il faut donc multiplier 0,9 par le prix du kWh d'électricité pour obtenir le coût de la consommation mensuelle d'une ampoule LED.
Pour reconnaître une lampe LED ou pour reconnaître une ampoule LED, il est également possible de se baser sur les différents éléments qui figurent sur l'emballage. Il vous suffit de faire attention aux indicateurs comme la puissance, la couleur de lumière, les lumens, la mention « dimmable » et les degrés d'ouverture.
Inventeur américain (Milan, Ohio, 1847-West Orange, New Jersey, 1931). Autodidacte génial, il s'est rendu célèbre par de multiples inventions, dont les plus connues sont le phonographe et l'ampoule électrique à incandescence. Il fut aussi un homme d'affaires avisé.
Thomas Edison, qui a fondé en 1879 l'Edison Electric Light Company, commercialise ses ampoules électriques. C'est une révolution. Le 4 septembre 1882, il crée à New York la première centrale électrique au monde à base de six dynamos « Jumbo », et cherche à rendre l'électricité accessible à tous.