Toute la lumière sur les ampoules !

Mai 2008
L’éclairage est un gros consommateur d’électricité dans l’habitat puisqu’il est la deuxième source de consommation derrière les appareils à froid. Il représente un peu plus de 15 % de la facture d’électricité d’un ménage français avec une moyenne annuelle de 500 kWh par logement.
En vingt-cinq ans, les Français ont triplé leur consommation en multipliant les sources lumineuses (330 millions d’ampoules sont vendues chaque année).
D’autre part, cette énergie consommée représente 8 % des émissions planétaires de CO2, soit, pour l’année 2006, 20 millions de tonnes d'émissions en Europe.
Pourtant, des solutions simples s’offrent aux utilisateurs pour faire baisser considérablement facture et gaz à effet de serre. Mais n’ont-ils que des avantages ?

Les ampoules à incandescence et halogène



L’ampoule à incandescence


Lumen (du latin : lumière) : unité de mesure utilisée pour définir le flux lumineux (lm) ou le rendement lumineux (lm/W)
Watt : unité de puissance
Rendement lumineux : caractérise l'aptitude qu'a une source à transformer l'énergie électrique en énergie lumineuse.
L'ampoule classique à incandescence, inventée en 1878 par Thomas Edison, a véritablement révolutionné le monde. Mais cette technologie vieille de plus d’un siècle est aujourd'hui dépassée, car peu économique et très gourmande en énergie. 95 % de l’énergie qu’elle consomme est transformée en chaleur ainsi l’ampoule, dont la température s’élève jusqu’à 150°C, participe au chauffage du logement.
L’énergie restante (5 %) est convertie en lumière, soit 12 lumens pour une ampoule de 100 watts (12 lm/W).
Malgré ce faible rendement lumineux, l’ampoule à incandescence occupe encore 80 % du marché de l’ampoule, en raison de son prix très attractif et d’un choix important de formes, puissances…
Exemple : 1 heure d’éclairage avec une ampoule de 100 W à 0,50 € coûte 0,01 €.

L’ampoule halogène


En terme de luminosité, l’ampoule halogène est 20 à 30 % plus efficace qu’une ampoule à incandescence. Sa luminosité (proche de celle du soleil) de 20 lm/W est bien adaptée pour la lecture ou les travaux minutieux. Mais là encore 93 % de l’énergie consommée est transformée en chaleur et, à l’usage, son coût est très élevé.
Exemple : 1 heure d’éclairage avec une ampoule de 500 W revient à 0,05 €.

Comment ça marche ?


L'ampoule classique : enveloppé dans une ampoule en verre sous vide, un filament de tungstène est porté à incandescence par le passage d’un courant électrique (effet Joule). Certaines ampoules contiennent un gaz inerte (argon, krypton ou xénon) pour augmenter leur durée de vie (maximum 1 500 heures).

L’ampoule halogène : un gaz de la famille des halogènes (fluor, brome ou iode) présent dans l’ampoule se combine avec le tungstène "vaporisé" et se dépose sur le filament. C’est l’augmentation de la température qui améliore le rendement sa durée de vie (2 000 à 4 000 heures).


L’ampoule à basse consommation



Pour pallier ce gaspillage d’énergie, l’utilisation de la lampe fluorescente compacte (LFC) - appelée plus communément "fluocompacte", "basse consommation" ou encore "à économie d’énergie" - est devenue une alternative en termes d’économie d’énergie. Inventée après la crise pétrolière des années 70, cette ampoule a connu un démarrage un peu lent au début des années 80. Les ventes commencent aujourd’hui à décoller : 20 millions d’unités ont été vendues en 2006 contre 12 millions en 2003 !

Le fonctionnement


La lampe fluocompacte est issue du tube fluorescent appelé plus familièrement "néon". Long d’environ 1,20 mètre et peu esthétique, il est principalement utilisé dans les milieux professionnels : bureaux, écoles, ateliers, magasins, entrepôts… Pour une utilisation domestique, les fabricants l’ont transformé : replié, torsadé, miniaturisé et affiné. Bref, le tube est devenu plus compact. L’ampoule fluocompacte est équipée à sa base d’un culot renfermant des composants électroniques (ballast) qui assurent un éclairage continu.

Les avantages


En termes d’économie d’énergie
  • Elles sont moins énergivores : "5 fois moins qu’une ampoule à incandescence pour une puissance lumineuse identique" selon certains fabricants. Pour obtenir la même luminosité qu’une ampoule à incandescence de 100 watts, il suffit d’une ampoule fluocompacte de 25 watts, soit une puissance quatre fois moindre. Or l’énergie consommée est proportionnelle à la puissance.
  • Leur durée de vie est plus importante : 6 000 à 8 000 heures, une moyenne qui varie selon le nombre d’allumages, et d’extinctions, de l’ampoule. Avec une utilisation raisonnée et une ampoule de très bonne qualité, la durée de vie peut atteindre 12 000 heures, contre 1 500 heures pour une ampoule classique de bonne qualité. Une ampoule fluocompacte peut donc durer 8 à 10 ans, soit 10 fois plus longtemps qu’une ampoule ordinaire.

  • La longévité d’une ampoule fluocompacte, c'est-à-dire avant la perte de la moitié de son flux lumineux initial, dépend du nombre d’allumages et d’extinctions. Avec un nombre de 1 à 8 allumages par jour, qui correspond aux besoins domestiques, espacés d’au moins dix minutes pour limiter l’usure des électrodes de la lampe, l’ampoule fluocompacte peut atteindre une durée de vie maximum. Mais sa qualité, et donc son prix, font également la différence.

  • Ce type d’ampoule est largement plus cher qu’une ampoule classique mais un calcul rapide permet de rétablir la vérité sur le prix de revient réel :
  •  
  • sur une durée de 10 000 heures, il faudra acheter 10 ampoules classiques à 0,50 € l’unité, soit un total de 5 €, contre une seule ampoule fluocompacte à 10 €. Donc un surcoût de 5 €, mais…
  •  
  • une ampoule à basse consommation fait 75 watts de moins qu’une ampoule classique (100 watts pour une ampoule classique, 25 watts pour une ampoule fluocompacte équivalente), alors en 10 000 heures elle fera économiser : 75 X 10 000 = 750 000 Wh, soit 750 kWh. Au prix moyen de 0,11 € le kWh, l’économie financière est d’environ 82 €.
  • Un bilan plutôt satisfaisant avec une économie réelle de 77 € (82 € - 5 €) par ampoule fluocompacte utilisée !
    Exemple : Les 10 000 ampoules à incandescence illuminant la tour Eiffel ont été remplacées par des ampoules fluocompactes. La note d’électricité a été réduite de 38 %.

    En termes d’usage
    Les ampoules sont adaptées à tout type de luminaire.
  • Il y a quelques années, elles étaient encore inadaptées à certains types de luminaires comme les lustres à ampoules de forme "flamme". Les fabricants ont diversifié leurs modèles d’ampoules fluocompactes pour qu’ils s’adaptent directement aux culots à vis ou à baïonnettes, ce qui évite d’avoir à changer de luminaires (hormis sur les luminaires à variateur de lumière). Depuis l’annonce récente de la suppression de l’ampoule ordinaire d’ici quelques années les fabricants ne cessent de les améliorer afin de satisfaire un marché fort prometteur !
  • Elles produisent environ 80 % de lumière et seulement 20 % de chaleur (70°C) ce qui élimine les risques de brûlures et d’incendies.
  • Une fluocompacte de 25 watts a la même intensité lumineuse qu'une ampoule ordinaire de 80 à 100 watts.
  • Avec une moyenne de 70 lm/W, l’ampoule fluocompacte offre un très bon rendement lumineux.

  • En termes d’environnement
    Energie grise : énergie consommée pour la fabrication, le transport et l’élimination d’un produit.
  • La longévité des ampoules fluocompactes permet de limiter la production d’unités (énergie grise moins importante donc moins d’émissions de gaz à effet de serre) et de diminuer le volume de déchet (de plus le poids moyen des ampoules est passé de 155 g à 118 g entre 2004 et 2006).
  • L’utilisation d’une ampoule fluocompacte de 20 watts permet une économie de 1 000 kWh sur toute la durée de vie de l’ampoule, ainsi :
  •  
  • les émissions polluantes sont réduites d’environ 60 kg de CO2 et 0,4 kg d’oxyde de soufre ;
  •  
  • la quantité des déchets nucléaires liés à la production d’énergie est diminuée de 150 cm3 ;
  •  
  • la consommation des ressources fossiles : une centrale électrique classique consomme 210 litres de fioul pour produire les 1 000 kWh.
  • Les économies d’énergie engendrées par l’utilisation des ampoules fluocompactes permettent d’agir contre le réchauffement climatique : L’Agence internationale de l’énergie estime que le passage à l’utilisation des ampoules "à économie d’énergie" dans le monde entier permettrait de diminuer de 470 millions de tonnes de CO2 en 2010, soit près de la moitié des objectifs fixés par le Protocole de Kyoto
  • Les ampoules sont recyclables à 97 % :
  •  
  • le verre est broyé et ensuite employé dans des abrasifs ou l’isolation ;
  •  
  • le métal suit la filière métallique du recyclage ; 
  •  
  • le plastique est valorisé par combustion et récupération de chaleur ;
  •  
  • dans les poudres fluorescentes, le mercure est filtré pour être réutilisé ;
  •  
  • les 3 % restants sont traités comme les autres déchets, généralement par enfouissement.

  • Les inconvénients


    En termes d’usage
  • A la différence des ampoules classiques, les ampoules à basse consommation n’atteignent pas à l’allumage leur intensité lumineuse optimale : deux secondes seront nécessaires pour atteindre 40 % de leur intensité et deux minutes pour 80 %. Leur utilisation est donc contraignante pour de courtes durées (exemples : toilettes, escaliers, couloirs, placards, dressing…). D’énormes progrès ont été accomplis, mais les fabricants travaillent encore pour améliorer le temps de réactivité de l’allumage d’une ampoule à basse consommation.
  • Le choix d’une ampoule basse consommation reste encore très difficile : il n’y a aucun label de qualité et l’information sur les performances reste très limitée. Mais une labellisation devrait voir le jour très prochainement en raison de l’annonce, en 2007, de la disparition totale du marché de l’ampoule à incandescence.
  • Le prix d’une ampoule basse consommation est a priori peu attractif, car cinq à dix fois plus élevé que pour une ampoule ordinaire : entre 3 et 15 €. Ce prix est le résultat des taxes imposées sur certains produits fabriqués en Chine, et il s’avère que la quasi-totalité des ampoules fluocompactes en sont originaires. Ces taxes devraient être supprimées fin 2009, ce qui permettrait de ramener le prix d’une ampoule fluocompacte de bonne qualité à un prix compris entre 5 et 6 €.

  • La législation


    Le Grenelle de l’environnement a fixé dans ses objectifs, d’ici 2010, la disparition des ampoules à incandescence pour la France et suivi de près par la Finlande, l’Australie, la Californie, la Chine et la Grande Bretagne. Certains pays sont déjà depuis quelques mois sur le "pied de guerre" contre les ampoules à incandescence : le Brésil, le Venezuela, Cuba et bien d’autres encore…
    Début 2009, une directive européenne sur l’écoconception des produits devra définir des performances énergétiques minimales pour les lampes et donnera des précisions sur le calendrier définitif d’abandon de l’incandescence dans l’Union européenne.

    En termes d’environnement
  • La présence de mercure dans les ampoules fluocompactes impose une attention toute particulière lors de leur élimination. En fin de vie, ces ampoules sont classées "déchets dangereux".
    DEEE : déchets d’équipements électriques et électroniques.
    Cette particularité oblige les consommateurs à rapporter les ampoules à leur point de vente ou à un revendeur (ou une déchetterie) qui, depuis août 2005, ont l’obligation de les reprendre gratuitement (décret sur les déchets d’équipement électriques et électroniques ou DEEE) pour une élimination respectueuse de l’environnement.

  • Récylum


    Depuis sa création en 2006, Récylum (éco-organisme agréé pour l’élimination des ampoules usagées) a collecté 12 millions d'ampoules. Le taux de valorisation atteint 98 %, dépassant l’objectif de 80 % de la DEEE.
    Pour connaître les lieux de récolte des ampoules usagées : http://www.recylum.com/

    Idée reçue : Le mercure contenu dans l’ampoule n’est pas dangereux lorsqu’elle fonctionne, car elle est scellée.
  • La casse de ce type d’ampoule oblige à un nettoyage efficace et une bonne aération. Il est aussi conseillé de se protéger les mains pour le ramassage des débris de verre, notamment pour éviter que le mercure ne pénètre dans le sang. Par contre, l’inhalation ne présente aucun risque pour la santé en raison de la faible quantité de mercure contenue dans l’ampoule (entre 1 et 5 milligrammes alors qu’un thermomètre en contenait 500 milligrammes à 2 grammes !).

  • Polémique autour des fluocompactes


    Fin de l’été 2007 : le Criirem1 émet l’hypothèse de la dangerosité des fluocompactes qui généraient des ondes électromagnétiques pendant l’allumage, à cause des composants électroniques contenus dans le culot. C’est le résultat final des scientifiques qui ont menés en Espagne un banc d’essai sur les ampoules fluocompactes. Il semblerait que les rayonnements dépasseraient les valeurs recommandées par le Conseil de l’Europe (1999/519/CE) pour éviter les effets thermiques de ce type de fréquences électromagnétiques (maximum de 1 volt par mètre) et la directive relative à la comptabilité électromagnétique des équipements électroniques et électriques (2004/108/CE). Les risques encourus sont "susceptibles de gravement perturber les biens et les personnes" et notamment celles équipées de prothèses médicales ou d’implants (implants auditifs, pompes à insuline, pacemaker, etc.). Cette étude a été fortement démentie par la ELC2. En attendant, le Ciirem déconseille l’utilisation des ampoules fluocompactes sur les lampes de bureau ou de chevet et de respecter une distance de sécurité d’au moins un mètre. En outre, la possibilité d’installer un "blindage au culot des ampoules" atténuerait de manière importante les émissions radioélectriques. Affaire à suivre…

    1Criirem Centre de recherche et d’information indépendante sur les rayonnements électromagnétiques.
    2ELC : European Lamp Companies Federation (Fédération européenne des fabricants de lampes).

    Communiqué de presse du Criirem (22 septembre 2007) : http://www.criirem.org/doc/criirem_communique_lpbassconso.pdf

    Comment choisir son ampoule fluocompacte pour une meilleure efficacité ?


    Efficacité énergétique
    Etiquette-énergie, obligatoire pour les ampoules de plus de 4 watts, affiche quatre informations obligatoire et à ne surtout pas négliger :
  • la puissance électrique en watts (W),
  • le flux de lumière (énergie lumineuse) émis en lumen (lm),
  • la durée de vie en heure (h),
  • la classe d’efficacité énergétique qui varie de la lettre A (barre verte : résultat très performant) à la lettre G (barre rouge : efficacité très médiocre). Les ampoules fluocompactes affichent pour la plupart une efficacité de classe A, B indiquant une moins bonne qualité.
    A titre de comparaison, les ampoules à incandescence de base sont pour la plupart de classe E et les halogènes oscillent entre C et G.

  • La qualité de la lumière
    L’IRC (Indice de rendu des couleurs) indique l’aptitude d’une lampe à faire ressortir toutes les nuances de couleurs. C’est la lumière du jour qui fixe l’indice maximum, soit un IRC de 100 %. Or, les ampoules à incandescence et les halogènes atteignent généralement un excellent IRC : supérieur à 90 pour les premières et 100 % pour les secondes. Par contre, certaines lampes fluocompactes peinent à atteindre un IRC agréable. Pour obtenir un résultat probant, les spécialistes préconisent les ampoules affichant un IRC supérieur à 85 %.

    Technologie de l’avenir : la LED



    Si les ampoules fluocompactes ont mis plus de 100 ans à occuper le marché, elles pourraient bien être supplantées avant même d’avoir fait l’unanimité auprès des consommateurs. Commercialisée sous le nom de LED (light emitting diode) ou DEL en français (diode électroluminescente), elle est apparue en 1962. En raison de sa faible puissance et de sa couleur (jaune, rouge ou verte), elles restèrent longtemps réservée aux voyants d’appareils électroniques (veilles), puis à la signalisation routière et urbaine (panneaux de signalisation, feux tricolores…). Mais en 1999, l’apparition de la lumière bleue permit de synthétiser la lumière blanche, mettant ainsi en valeur toutes les couleurs L’assemblage de plusieurs centaines de diodes permet ainsi d’équiper une lampe à usage domestique. Malgré ses avantages, la diode ne permet pour le moment que d’éclairer de petits espaces, mais, encore en développement, elle devrait, à terme, pouvoir être utilisée dans tous les secteurs de l’éclairage.

    Les points forts

  • Une durée de vie supérieure à la fluocompacte : 50 000 à 100 000 heures (soit 11 ans de fonctionnement 24 heures sur 24, ou 34 ans à raison de 8 heures par jour)
  • Une grande résistance mécanique et aux chocs
  • Allumage instantané
  • Un spot de LED ne dépasse pas 32°C
  • Fin de vie progressive
  • Insensible aux allumages répétés
  • Esthétique
  • Insensible aux basses température
  • Besoin de très peu de maintenance
  • Pas de mercure
  • Pas d’ultra-violet
  •  

    Les points faibles

  • IRC très faible : 85 %.
  • Efficacité lumineuse un peu plus faible que la fluocompacte (20 à 40 lm/W), mais elle devrait atteindre très prochainement 120 à 300 lm/W. Elle reste toutefois plus élevée que pour l’ampoule classique.
  • Prix très élevé : 10 € le watt.

  • A l’heure actuelle, les industriels ne jurent que par les LEDs et ne cessent d’améliorer leurs performances. D’ailleurs les dernières modifications ont amélioré de manière spectaculaire leur puissance ce qui ouvre désormais un immense champ d’applications nouvelles dans l’éclairage. Cette évolution technologique provoque un nouvel engouement dans l’industrie de l’éclairage et devrait bouleverser les habitudes de conceptions de certains produits d’éclairage et d’aménagements.

    Tableau comparatif



    Type d’ampoule
    Ampoule classique à incandescence
    Halogène
    Ampoule fluocompacte
    LED
       
    Prix moyen
    1,20 €
    8 €
    12 €
    11 €
    Durée de vie (h) 1 000 2 000 à 4 000 6 000 à 15 000 50 000 à 100 000
    Remplacement d’une ampoule fonctionnant 3 h par jour 1 an 2 ans 13 ans 60 ans
    Echauffement 150°C Très élevé 70°C 32°C
    Résistance
    Fragile
    Fragile
    Plus résistante que la classique
    Très bonne résistance aux vibrations, aux chocs violents, au froid et à la chaleur
    Rendement lumineux (lm/Watt)
    12 à 20
    15 à 30
    50 à 80
    12 à 60
    Flux lumineux (lm)
    Plusieurs centaines
    Plusieurs centaines
    Plusieurs centaines
    5 à 20
    Rendu des couleurs (IRC)
    90-95
    95-100
    85 à 90
    70 à 85
    Exemple d’une
    Etiquette-énergie par
    type d’ampoule
    (obligatoire sur les
    ampoules de plus
    de 4 watts)
     
    Puissance en watt
    60 W
    60 W
    15 W
    1,4 W (21 diodes)
    Classe d’efficacité énergétique
    E
    D
    A
    A
    Flux lumineux
    710 lumen
    820 lumen
    825 lumen
    Durée de vie
    1 000 heures
    2 000 heures
    6 000 heures
    50 000 heures


    Sources



    Récylum
    http://www.malampe.org

    S’éclairer aux lampes basse consommation
    (60 millions de consommateurs)
    http://www.60millions-mag.com/guides_d_achat/conseils_d_experts/s_eclairer_aux_lampes_basse_consommation

    Les LEDs et les différentes sources lumineuses et de l’éclairage
    http://www.led-fr.net

    Ampoule fluocompacte - Ekopédia
    http://fr.ekopedia.org/Ampoule_fluocompacte

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