Les diodes lumineuses, souvent désignées par l’abréviation LED, sont une invention majeure du XXème siècle. Elles pourraient offrir une solution d’avenir en matière d’éclairage domestique et remplacer à terme les lampes à incandescence.
Présentation
Une LED (pour light-emitting diode ou diode électroluminescente en français) est un composant électronique qui émet de la lumière lorsqu'il est parcouru par un courant électrique.
Les diodes électroluminescentes ont aujourd'hui de multiples applications et servent aussi bien à illuminer nos réveils que la façade lumineuse du bâtiment du Nasdaq à New York.
Invention de la LED
La Première LED à spectre visible a été inventée par l’américain Nick Holonyak Jr. en 1962.
Cette invention lui a valu le Prix LEMELSON MIT en 2004.
Nick Holonyak, qui est aujourd’hui professeur de physique à l'Université de l'Illinois, a été le premier élève de John Bardeen, l’un des inventeurs du transistor au début des années 1950.
Evolutions des LED
Depuis l’invention des premières LED, leurs performances ont beaucoup évolué.
Pendant longtemps, les chercheurs croyaient devoir se limiter à trois couleurs de diode : le rouge, le jaune et le vert.
La diode bleue a été inventée en 1990 par le Dr. Shuji Nakamura, alors employé par la société Nichia.
Cette innovation a été suivie par la mise au point de la diode blanche, qui a permis de nouvelles applications majeures, notamment dans le domaine de l’éclairage et des écrans de téléviseurs et d'ordinateurs.
Par ailleurs, le rendement lumineux des diodes (c’est-à-dire le rapport entre le flux lumineux émis et la puissance électrique consommée) n’a cessé de progresser depuis les années 1960, grâce à l'utilisation de nouveaux matériaux.
Ce rendement, qui s'exprime en lumens par Watt (lm/W), est variable selon le type de diode de 20 à plus de 100 lm/W.
A noter : les diodes "super lumineuses" mises au point à la fin du XXème siècle offrent des rendements de l’ordre de 130 lumens par Watt ; en comparaison, les ampoules à incandescence de 60W produisent 14 lumens par Watt.
Applications des LED
Les applications des LED sont diverses et dépendent à la fois de la puissance électrique et de la couleur des diodes.
Ainsi, les diodes de faible puissance (inférieures à 1W) ont depuis des années des applications au quotidien : elles servent notamment de voyant lumineux sur les appareils électroménagers et les tableaux de bord de voiture et de signalisation routière (feux tricolores, bords de route).
Les diodes blanches de forte puissance sont actuellement en plein essor car elles peuvent être utilisées pour l’éclairage.
Perspectives d’avenir
L'efficacité lumineuse des LED blanches de dernière génération est supérieure à celle des lampes à incandescence mais aussi des Ampoules basse consommation (les lampes dites "fluocompactes").
Ces diodes peuvent servir à l’éclairage, à condition de les monter en nombre suffisant. Elles sont plus respectueuses de l'environnement et plus efficaces que les autres technologies actuelles.
A long terme, les chercheurs pensent aboutir à un rendement lumineux de l'ordre de 300 lm/W, ce qui ouvre de grandes perspectives pour l’avenir des LED.
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