Les Luminaires
Nous nous intéresserons ici à l'ensemble des composantes d'un luminaire en partant de la source lumineuse, pour ensuite parler des types d'alimentation et enfin du luminaire en lui-même et principalement ses rôles dans la redirection flux lumineux et dans la limitation de l'éblouissement.
Le Luminaire:
Le Luminaire est composé de 3 grandes parties:
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La source
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L'alimentation
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Les autres composants assurant la répartition souhaitée de la lumière
Les principales sources de lumière en éclairage intérieur :
Les tubes fluorescents
Un tube fluorescent est une lampe électrique de forme tubulaire, de la famille des lampes à décharge à basse pression. Il contient du mercure à l'état gazeux, dont les atomes sont ionisés sous l'effet d'un courant électrique appliqué entre les électrodes placées à chaque extrémité ; les atomes de mercure émettent alors un rayonnement essentiellement ultraviolet par luminescence, qui est converti en lumière visible par la poudre fluorescente déposée sur les parois du tube.
Durée de vie: 10 000 h à 25 000 h
Les LED
Une diode électroluminescente (abrégé en LED, de l'anglais : light-emitting diode, ou DEL en français), est un dispositif opto-électronique capable d’émettre de la lumière lorsqu’il est parcouru par un courant électrique. Une diode électroluminescente ne laisse passer le courant électrique que dans un seul sens (le sens passant, comme une diode classique, l'inverse étant le sens bloquant).
Durée de vie: 50 000 h à 100 000 h
Les différents types d'alimentation
Les tubes fluorescents
Les ballasts ferro-magnétiques
Les ballasts ferro-magnétiques sont composés de trois éléments que sont le ballast, le starter et un
condensateur qui sert à compenser le mauvais facteur de puissance du ballast. Le ballast se compose
d’un bobinage de cuivre entourant un noyau de fer et le starter est composé d’un tube rempli de gaz
et pourvu d’un bilame.
A l’allumage, il y a création d’un arc électrique dû à la mise sous tension de l’appareil qui va échauffer
le bilame. Ainsi, un courant circule dans les électrodes du tube fluorescent et les faire s’échauffer et
ioniser le gaz interne. Avec la chaleur, le bilame se referme et l’arc électrique disparaît. Le bilame se
refroidit alors et s’ouvre à nouveau provoquant une interruption brusque du courant dans le ballast.
Le ballast va alors libérer son énergie pour rétablir ce courant, provoquant donc une impulsion de
tension très élevée entre les électrodes du tube, capable alors de s’allumer.
Les ballasts magnétiques ont l’avantage de résister à de forte température comprise entre 80°C et 100°C.
Les ballasts électroniques
Un ballast électronique utilise un circuit à semi-conducteur dans le but de fournir un allumage rapide. Il permet d’augmenter la fréquence de travail (entre 20 kHz et 60 kHz) et donc de diminuer le papillonnement et donc d’améliorer le confort visuel des usagers. Ces fréquences permettent de couper automatiquement le fonctionnement d’une lampe défectueuse et d’augmenter le rendement des lampes fluorescentes. L’allumage se fait également de manière quasi instantanée. Le préchauffage des électrodes permet également de diminuer la tension d’amorçage de l’ionisation et par conséquent, d’augmenter leur durée de vie. Les tensions mises en jeu sont de l’ordre de :
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Pic de 1500V pour l’amorçage à froid et 500V pour l’amorçage à chaud
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Entre 50 et 200V en fonctionnement
Les LEDs
Les drivers LEDs
Il existe deux types de fonctionnement des drivers LEDs :
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Alimentation à courant constant (intensité constante) pour les LED de puissance, donc pour l’éclairage général. Voici quelques valeurs courantes : 300 mA, 350 mA, 400 mA, 500 mA, 700 mA, 900 mA, 1050 mA, 1400 mA, 1750 mA…
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Alimentation à tension constante pour les faibles puissances : 12V (signalétique) ou 24V (décoratif ou RGB).
Pour les LED de puissance, un même module LED peut être alimenté par différentes intensités de courant mais ses caractéristiques en seront modifiées : plus l’intensité du courant est faible, moins il génère du flux lumineux mais meilleure est son efficacité (baisse de la température). Réciproquement, plus l’intensité du courant est importante, plus il génère un flux lumineux important et moins bonne est son efficacité (augmentation de la température).
Autres composants d’un luminaire:
L'armature
Permet l'assemblage des différents composants du luminaire (réflecteurs, ventelles, platine, diffuseur,...) et la fixation du luminaire au plafond ou au mur.
Le reflecteur
Réfléchi la lumière émise par la lampe et la dirige selon des directions préférentielles.
Les ventelles
Protègent l'œil des éblouissements en empêchant la vue directe de la lampe.
Le diffuseur
Remplace parfois les ventelles et protège la lampe de l'ambiance. On parle aussi de "vasque".
La platine
Permet la fixation des auxiliaires électriques (ballasts, starters,...).
Voici à titre d'exemple, quelques photos de fabrication de luminaires :
