Comment bien choisir des ampoules LED de qualité, avec un bon rendu des couleurs

Le choix d’ampoules LED est compliqué par la profusion de modèles, une qualité très variable, une innovation galopante, et des descriptions trop souvent succinctes.
rayon d'ampoules
une profusion de modèles dans les rayons

Si vous avez lu les pages précédentes (quelles technologies d’ampoules choisir) vous savez que les ampoules LED sont désormais incontournables.

Mais si vous choisissez une LED au hasard dans le rayon du supermarché du coin, vous avez de fortes chances d’être déçu. Et si vous avez investi des heures et plusieurs centaines d’euros pour choisir de superbes luminaires, ce n’est certainement pas pour hériter d’une lumière blafarde. En suivant ces conseils, vous trouverez des ampoules LED qui mettront en valeur votre luminaire, votre pièce et les objets que vous y avez réunis.

Nous avons déjà expliqué pourquoi la quantité de lumen émise, et la qualité du rendu des couleurs sont essentielles. La qualité du refroidissement de la LED est également très importante pour préserver sa durée de vie. Revenons sur chacun de ces points.

1. La puissance du flux lumineux

Cette puissance est mesurée en lumen. C’est la quantité de lumière émise par votre ampoule, quelque soit sa destination.

A éclairage égal de la surface illuminée, vous aurez besoin de plus de lumen si votre LED éclaire largement (comme par exemple un bulbe qui éclaire toute une pièce et de loin), que si il s’agit d’un éclairage focalisé (comme par exemple un spot ou une lampe de table). Si vous ajoutez un abat-jour, ou si vous optez pour un bulbe opaque, la lumière sera en plus atténuée.

On trouve aujourd’hui des ampoules LED pour des spots qui fournissent un éclairage extrêmement puissant, à condition évidemment de faire attention à leur refroidissement.

En revanche, peu d’ampoules LED d’éclairage ambiant (reproduisant les ampoules incandescentes classiques) fournissent aujourd’hui une puissance suffisante pour éclairer toute une pièce sans aide (c’est vrai d’ailleurs pour beaucoup d’ampoules modernes). Mais la technologie s’améliore constamment et certains fabricants proposent aujourd’hui des ampoules LED avec des rendements de plus de 80 lumen par Watt, ce qui commence à devenir satisfaisant (à condition toujours de les refroidir suffisamment, voir plus loin).

2. Le rendu des couleurs

Pour nous chez Vraiment Beau, et pour vous si vous cherchez un beau luminaire et un éclairage qui mette en valeur votre pièce, c’est un point essentiel qui est souvent négligé par les fabricants d’ampoules bon marché. De quoi s’agit-il?

Spectre d'une LED rouge
Le spectre d’une LED est très étroit, environ 25 nanomètres (source https://photo.stackexchange.com)

Une LED est un semi-conducteur (une « puce ») qui émet une seule couleur, donc avec un spectre lumineux très étroit: environ 25 nanomètres de large, donc un dixième du spectre lumineux visible. Les premières ampoules LED étaient bleues, puis sont apparues des LED rouges et vertes. Ci-joint le spectre typique d’une LED rouge.

Les fabricants d’ampoules ont donc ajouté une couche de phosphore au dessus du semi-conducteur (généralement une LED bleue), qui capte une partie de la lumière de la LED, qui chauffe et réémet par phosphorescence la lumière dans les tons jaune et rouge (tons chaud). Le bleu de la LED plus le jaune et le rouge du phosphore se « mélangent », et donnent une couleur moyenne plus proche de ce que l’on cherche (en général une température de couleur entre 2500 et 4000 Kelvin). Aujourd’hui, la technique se sophistique et les fabricants développent des versions plus performantes: par exemple avec la technique du « phosphore différé », avec des compositions de phosphores de couleurs différentes, en ajoutant des composants exotiques au phosphore. La technique progresse aussi en améliorant l’épaisseur de la couche, sa régularité, voire la taille et la forme des grains de phosphore.

Spectre d'une ampoule LED de mauvaise qualité
Les LED de mauvaise qualité ont un spectre très réduit

Toutes ces innovations ajoutent au coût de fabrication, mais sont responsables pour le progrès rapide de la performance des technologies LED. Par exemple, la couleur des ampoules LED de faible qualité peut varier sensiblement selon l’angle d’éclairage (si la couche de phosphore n’est pas homogène) ; la puissance de la LED variera aussi sensiblement en fonction des choix techniques ; sa capacité à maintenir une couleur constante en dépit de son vieillissement en dépendra aussi.

Mais surtout, le spectre lumineux obtenu peut varier considérablement: sur l’image de droite, on voit distinctement le pic bleu de la LED, et la courbe rouge de la phosphorescence. Une LED avec ce spectre émettra une lumière moyenne blanche avec la même température qu’une LED de meilleur qualité, mais avec un spectre « plein de trous ».

Spectre de la lumière du soleil
La lumière du jour possède un spectre uniforme

Or la qualité de la lumière dépend de la couverture de ce spectre par la LED. La lumière du jour possède un spectre régulier et uniforme. Si vous la remplacez par un éclairage qui possède trop de trous dans son spectre, les couleurs de vos tableaux et les matières de vos objets de décoration rendront mal. Les différences fines entre les couleurs s’estomperont, certains détails disparaîtront, les effets de chatoiement seront effacés parce que les fréquences lumineuses qui les font « vibrer » manqueront dans le spectre qui les éclaire.

Une mesure de cette qualité du spectre émis est le CRI (Colour Rendering Index en anglais). Un CRI de 100 correspond à la qualité maximale, 80 est le minimum autorisé par la réglementation Européenne, et le seuil pour une « bonne » qualité est de 95.

Spectre d'une LED équilibré
Une LED de qualité émet un spectre de lumière équilibré

Les ampoules de qualité sont le résultat de beaucoup d’efforts de la part des fabricants et sont composées de matériaux de qualité. Leur coût est donc nettement supérieur à celui des LED bas de gamme et elles consomment plus d’énergie pour un même nombre de lumens (parce qu’une partie plus importante de la lumière qu’elles émettent est répartie sur l’ensemble du spectre – voir la définition du lumen), mais le jeu en vaut la chandelle. C’est évidemment encore plus vrai si vous voulez éclairer des oeuvres d’art, des vêtements ou des produits comme des fruits dans un magasin. A droite, le spectre d’une LED de qualité acceptable: on voit bien encore le pic bleu de la LED et il reste un trou à gauche de la courbe de phosphorescence, mais la couverture du spectre commence à suffire pour un bon rendu (CRI d’environ 90).

Notons également que la signification du CRI est limitée: le CRI (Ra) mesure en effet la moyenne du rendu sur huit couleurs du spectre (les couleurs pastel R1 à R8). Dans le cas illustré par le graphique ci-dessous, cette moyenne est de 82. Les analyses fournissent en général 7 autres couleurs qui ne sont pas comptée dans le CRI mais qui fournissent une information complémentaire au CRI: R9 à R12, qui mesurent le rendu de 4 couleurs saturées (rouge, jaune, vert et bleu), et R13 à R15 qui mesurent le rendu de 3 couleurs d’intérêt particulier (R13 et R15 pour deux variations de couleur de peau et R14 pour la couleur de végétation).

La gamme des couleurs TCS
Les échantillons de couleur CRI (TCS)

Une mesure commence aussi à émerger pour les applications professionnelles exigeantes, le Rf, qui mesure le rendu de 99 couleurs. Vous pourrez également rencontrer dans les documentations techniques le FSIC, qui est le FSI (Full Spectrum Index) ramené sur une échelle de 0 à 100 (100 étant donc le maximum), et qui mesure de manière plus précise l’homogénéité du spectre lumineux.

Spectre des ampoules LED Soraa Vivid MR16 à 4000K
Soraa propose des ampoules LED de très haute qualité

Les fabricants d’ampoules LED haut de gamme commencent maintenant à proposer des LED avec des spectres lumineux très impressionnants, pour des applications professionnelles, mais de plus en plus pour des amateurs exigeants. C’est le cas par exemple de Soraa et Carus dont nous proposons une sélection d’ampoules LED de très haute qualité dans notre catégorie Ampoules.

3. Les ampoules LED RGB

Vous trouverez des ampoules dont la couleur est réglable pour couvrir une bonne partie du spectre visuel. Vous pouvez ainsi éclairer votre pièce en rouge, vert, bleu ou blanc, voire faire varier la couleur avec votre musique. Elles sont souvent connectables à un IPhone ou un autre système de télécommande. C’est évidemment fort divertissant, et parfois bien pratique. Il faut toutefois noter que ces couleurs sont obtenues avec trois LED qui émettent chacune sur une couleur primaire: bleu, vert, rouge. En fonction du réglage de chacune, les couleurs se mélangent et permettent d’obtenir une couleur composée. C’est le cas par exemple des ampoules Hue, de Philips.

En revanche, le spectre émis par la lampe se réduit à trois pics, chacun correspondant à une LED. En vertu des principes exposés précédemment, la qualité de la lumière et le rendu des couleurs resteront donc très pauvres: la lumière apparaîtra « plate », les détails sur des tableaux disparaitront et certaines couleurs disparaîtront complètement même si vous choisissez une couleur blanche apparaissant comme « neutre ».

Réservez donc leur usage pour votre salle de cinéma, mais choisissez autre chose pour éclairer vos Monets.

4. Les ampoules LED dimmables

Il faut enfin mentionner les LED dites « dimmables », c’est-à-dire compatible avec un variateur de lumière. Là aussi, il en existe plusieurs sortes.

Le modèle le plus simple permet d’atténuer l’intensité lumineuse, avec un interrupteur ou une télécommande reliés à un boitier spécial, le « Driver » de la LED (plusieurs technologies existent, la commande 0-10V DC, la commande 1-10V DC ou la commande Dali), ou si la LED est étiquetée comme « dimmable », avec le variateur que vous utilisiez pour vos lampes à incandescence. Rappelons toutefois que rien n’est gratuit, et que vous obtiendrez une variation beaucoup plus efficace avec un « driver » conçu pour, et (encore une fois) selon sa qualité.

Si vous avez soigneusement choisi la température de couleur de votre ampoule, il faudra vérifier qu’elle ne varie pas trop quand vous réglez l’intensité.

D’autres modèles apparaissent maintenant qui permettent directement de régler la température de couleur. Cette fois-ci, l’ampoule contient plusieurs LED, chacune avec sa propre température de couleur. Le Driver (toujours le même), commandera l’intensité des différentes LED pour reproduire la couleur que vous demandez. Notez cette fois que si chaque LED individuelle est de bonne qualité (donc avec un spectre étendu et un bon rendu des couleurs), vous pouvez obtenir une très bonne qualité de lumière avec ce système.

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Les LED sont désormais incontournables dans le monde de l’éclairage. En revanche, si la qualité de leur lumière est extrêmement variable, on trouve désormais des LED très puissantes et qui émettent une lumière superbe. Elles sont plus chères que les LED bas de gamme, mais elles dureront plus longtemps, et vous serez étonné par la beauté qu’elles confèrent à vos pièces et à vos décors. Retrouvez ici notre sélection de très belles ampoules LED. N’hésitez pas à nous appeler si vous avez besoin de conseil.

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