La LED (diode électro luminescente) inventée en 1907 a fait bien du progrès depuis. Alors qu’il y a encore une dizaine d’année, ce composant n’était utilisé que pour servir de témoin lumineux, il sert aujourd’hui l’éclairage de tous lieux et spectacles où ses avantages sont mis à contribution.
A la base il s’agit d’un composant de silicium ou galium d’1mm² exactement qui, parcouru par un courant, va émettre de la lumière dont la longueur d’onde dépendra de la couche de substrat déposé sur le composant. La première LED fut rouge. Et la LED blanche fut découverte en 1993 seulement.
Il faut savoir que ce composant ne peut émettre qu’une seule couleur à la fois. Si on arrive aujourd’hui à produire des lumières changeant de couleur c’est en utilisant trois LED des trois couleurs primaires Rouge, Vert et Bleu. En faisant varier l’intensité lumineuse de chacune de ces trois LED, on arrive à produire théoriquement une couleur mélangée parmi 16 millions de couleurs. « Théoriquement » car en réalité, la difficulté est tout autre. Ce point est abordé un peu plus bas dans l’article.
Les avantages de la LED
Le rendement est l’avantage le plus perceptible. Si on compare avec les autres sources lumineuses, le tungstène (la bonne vielle lampe à incandescence) a un rendement inférieur à 5% : Sur 100Wh de courant consommé, 95Wh partent en chaleur et à peine 5% en rayonnement lumineux. L’halogène, dont le principe est d’exciter un gaz halogène à l’aide d’un filament chauffé à plus haute température, pousse ce rendement jusqu’à 7% soit à peine 30% de plus. Le filament d’une lampe halogène étant plus chaud, il est aussi plus fragile. La lampe à décharge, dont le principe est d’exciter un gaz sans filament mais à l’aide d’une décharge électrique produite par une haute tension appliquée de part et d’autre de l’ampoule, pousse le rendement à une dizaine de pourcents. La LED a un rendement supérieur à 15%.
Qui dit « rendement élevé », dit « moins de chaleur dégagée ». En effet, la LED dégage moins de chaleur. Mais ce n’est pas le seul avantage car la chaleur n’est pas dégagée devant le composant mais derrière : la LED à rayonnement visible n’émet pas d’infrarouge. Elle n’émet pas d’ultraviolets non plus. La LED est donc particulièrement conseillée pour l’éclairage d’œuvres sensibles car elle ne favorise pas le vieillissement des matières.
Les inconvénients
S’agissant d’un composant d’1mm², la chaleur produite doit quand même être dissipée à l’aide de dissipateurs en aluminium. Du coup, derrière une LED, on trouve toujours un composant d’une certaine taille en aluminium sous peine de griller le petit composant.
N’émettant d’une seule couleur à la fois, pour produire une multitude de couleurs il faut rassembler 3 led rouge, verte et bleue. Le mélange de ces trois couleurs (dans le système additif, contrairement à la peinture où les couleurs primaires sont rouge jaune et bleu) permet d’en afficher 16 millions théoriquement. Le bémol est qu’au moindre obstacle que rencontrera ce mélange de couleurs, elles vont se séparer. Car émise de 3 puces différentes, les rayons de 3 couleurs proviendront de 3 angles légèrement différents. De plus, chaque longueur d’onde (couleur) possède son propre angle de diffraction. Avant le mélange à courte distance du projecteur, les couleurs sont séparées et on voit distinctement les 3 couleurs. Au bout de quelques centimètres, le mélange se fait bien mais au premier obstacle, la diffraction va s’opérer et les couleurs vont se séparer et donner un effet des plus désastreux avec des ombres projetées de couleurs différentes. Pour minimiser cet effet on a créé des puces contenant 3 leds de couleurs différentes et très rapprochées derrière une optique diffusante. C’est ce qu’on appelle le FullColor. On peut trouver des exemples de projecteurs fullcolor dans ce rayon spécialisé de SonoPourTous : Les projecteurs à Led.
Utiliser la lumière LED
L’expérience a prouvé que la lumière LED n’est pas tout à fait comme les autres. Visuellement, c’est une lumière très brumeuse. D’ailleurs, les projecteurs à LED sans lentille utilisés dans les spectacles avec une machine à brouillard ne scient pas véritablement l’espace : c’est-à-dire que leurs faisceaux ne sont pas nets. On a cependant besoin parfois de faisceaux nets pour les projecteurs dits « automatiques » dont l’objectif est justement de scier l’espace de façon très nette. On peut trouver un exemple de ce projecteur à LED automatique encore une fois sur le site de sonopourtous : Lyre EVA. On voit nettement qu’il est possible de projeter des formes nettes avec une source de lumière brumeuse.
Pour faire de l’éclairage d’ambiance avec de la LED, il est impératif d’utiliser des projecteurs FullColor pour éviter des ombres de couleurs et des « remélanges » hasardeux. La source LED étant petite, il faut absolument éviter de diriger ces projecteurs dans l’axe du public car ils ont un fort pouvoir éblouissant. Donc dirigés vers le haut, en éclairage indirect et surtout, et c’est là le point le plus important de l’article, dirigé vers le point le plus loin. En effet, la puissance d’un projecteur à LED se juge sur la portée. L’expérience est facile à faire en comparant un projecteur à faible puissance et un projecteur à forte puissance, tous les deux dirigés vers un mur à 50cm. Il n’y aura presqu’aucune différence de luminosité ! Pointez les vers un point éloigné, le projecteur à Led le plus puissant prendra largement le dessus.
La lumière Led n’est donc pas tout à fait comme les autres :
– Elle est faite pour être étalée, soit avec de la distance, soit avec des matières dépolies qui diffusent la lumière ;
– La source est petite et permet son intégration dans presque tous les endroits ;
– Elle chauffe peu, protège les objets d’art ;
– Intégrée dans des projecteurs, elle permet de réduire leur taille et leur poids ;