Caractéristiques générales des lampes

Les différentes lampes qui existent sur le marché sont caractérisées par plusieurs éléments : l’indice de rendu de couleur, la couleur, l’éclairement et l’efficacité, de même que la durée de vie. Ces attributs sont détaillés dans la présente section.

Indice de rendu de couleur (IRC)

L’indice de rendu de couleur (IRC) est la capacité d’une source de lumière à restituer les différentes couleurs du spectre visible sans en modifier les teintes. En résumé, cet indicateur définit la qualité de la lumière. Plus l’indice est élevé, plus les couleurs des objets apparaissent justes. L’indice de rendu de couleur varie entre 5 et 97. Par exemple, il est plus facile de faire la distinction des couleurs avec une lampe incandescente qui a un IRC de 97 qu’avec une lampe fluorescente de type T12 ayant un IRC de 73 ou de type T8 ayant un IRC de 85. Les couleurs de l’objet seront mieux perçues par l’œil.

La figure 1 montre un exemple d’un éclairage avec un luminaire à l’hallogénure métallique avec un IRC beaucoup plus faible en comparaison avec un luminaire au DEL. Ainsi, le système d’éclairage choisi devrait avoir un IRC adéquat pour l’usage qu’on veut en faire.

Figure 1 : Remplacement d’un éclairage à l’halogénure métallique par un éclairage DEL (Source: adapté de LED Source)

Couleur

Cette valeur correspond à la couleur de la lumière émise par un corps noir chauffé à la température donnée en kelvin. Lorsqu’on regarde une bougie, nous avons l’impression que la flamme est orangée, ce qui est vrai. La température de chauffe est de 1850 kelvin. Ainsi, selon la température de chauffe, la lumière émise tendra vers différentes couleurs, tel que le démontre la figure 2.

Figure 2 : Température de couleur (Source : Wikipédia, 2013a)

Éclairement et efficacité

L’unité d’éclairement utilisée est le lux; il caractérise le flux lumineux par unité de surface. L’unité de mesure du flux lumineux est le lumen ou pied-bougie (PB), communément appelé Foot-Candle (FC). De manière pratique, l’éclairement est désigné comme suit :

C’est avec ces unités de mesure qu’il est possible de comparer les différentes lampes entre elles en ce qui a trait à leur niveau d’éclairement et d’efficacité énergétique. Toutefois, pour permettre la comparaison, il importe de faire quelques calculs car le flux lumineux d’une lampe en soi est assez peu significatif.

En effet, celui-ci décroit avec le temps, et certaines lampes sont très sujettes à ce phénomène peu désirable. Par exemple, une lampe de 400W aux halogénures métalliques ne retiendra que 65 % de son flux lumineux entre le flux initial en début de vie et celui observé au milieu de sa vie.

Un calcul erroné se baserait uniquement sur les lumens initiaux de la lampe et son wattage (sans prise en compte du ballast). Ainsi une lampe de 400W de type halogénure métallique semble donner une efficacité énergétique (lumen/watt) très élevée de 40 000 / 400 = 100 L/W, alors qu’en réalité elle n’est que de 51 L/W, soit 23 500 lumens maintenus / 460 watts (wattage de la lampe et du ballast). En effet, la bonne méthode de calcul consiste à prendre les lumens maintenus (ou moyens) à la mi-vie de la lampe et de diviser ce chiffre par le wattage total du système (lampe et ballast). On obtient ainsi le lumen maintenu /watt et il devient aisé de comparer les lampes entre elles. Par exemple, on pourrait ainsi comparer aisément deux lampes aux halogénures métalliques qui ont toutes deux un flux lumineux initial de 40 000 lumens pour une lampe de 400W. La première donne 23 500 lumens maintenus / 460 watts, soit 51 L/W, alors que la deuxième donne  32 000 lumens maintenus / 446 watts = 72 L/W. La deuxième lampe est nettement plus efficace!

Ce calcul plus spécifique permet de constater que toutes les lampes ne sont pas égales et que plusieurs ballasts sont nettement plus efficaces. Le tableau 1 détaille les différentes efficacités typiques des lampes les plus communes.

Tableau 1 : Efficacité de différents types de lampes (cliquez l’image pour agrandir)

* calculs à titre indicatif seulement

Le cas des SHP et SBP mérite de s’y attarder quelque peu. En effet, ces lampes sont les plus efficaces d’un point de vue énergétique. Toutefois, l’œil humain n’est pas conçu pour bien voir dans le jaune (la couleur dominante de ces lampes) et il est courant de mesurer des niveaux d’éclairage surélevés dans ces endroits pour compenser la visibilité réduite. On retrouve ainsi bon nombre de projets d’efficacité énergétique dans ces endroits afin de palier à ce manque de visibilité.

Durée de vie

L’intensité de la majorité des lampes diminue au fur et à mesure que leur vie utile s’écoule. C’est-à-dire que la quantité de lumens émise au début diminue après un certain nombre d’heures d’opération, généralement à compter de 1000 heures.

Figure 3 : Dépréciation du flux lumineux en fonction des heures d’opération (Source : adapté de Lighting Resource Center, 2003)

Comme il est possible de le constater dans la figure 3, les lampes de type halogénures métalliques et fluorescents T12 sont des lampes dont l’intensité déprécie beaucoup au fil des années. C’est également le cas des lampes à la vapeur de mercure qui ne se trouvent pas dans la figure 3.