Éclairage LED

L'éclairage LED, en tant que nouvelle génération de source lumineuse verte, a trouvé une application généralisée dans l'éclairage routier, l'éclairage commercial, l'éclairage industriel et l'éclairage automobile en raison de ses avantages en termes de rendement lumineux élevé, de faible consommation d'énergie et de longue durée de vie. Cependant, les puces LED sont fondamentalement des dispositifs semiconducteurs à émission de lumière, et leur utilisation de l'énergie électrique n'est pas de 100 %. Environ 60 % à 70 % de l'énergie d'entrée est convertie en chaleur. Si cette chaleur ne parvient pas à se dissiper rapidement et efficacement, cela entraîne une élévation de la température de jonction, provoquant ainsi une diminution du rendement lumineux, un vieillissement accéléré de l'intensité lumineuse, une dérive de la température de couleur, voire une panne complète de la source lumineuse. Ces problèmes affectent gravement la durée de vie du luminaire et l'expérience utilisateur. Par conséquent, le système de gestion thermique constitue un élément critique dans la conception des luminaires LED, déterminant directement les performances et la fiabilité du produit.

Les principaux défis liés à la gestion thermique dans l'éclairage LED sont les suivants : la taille compacte et la densité de puissance thermique élevée des puces LED, qui concentrent la chaleur avec des réponses transitoires rapides, nécessitant une extraction thermique rapide ; les dimensions limitées des luminaires — particulièrement pour l'éclairage intérieur et les applications automobiles — restreignant l'espace disponible pour le dissipateur thermique ; les luminaires extérieurs doivent simultanément répondre à des exigences d'étanchéité, de protection contre la poussière, de résistance à la corrosion et aux rayons UV, ce qui complique davantage la conception. Prenons l'exemple de l'éclairage routier : les luminaires doivent fonctionner de manière stable pendant de longues périodes à des températures comprises entre -40 °C et +50 °C, exigeant des dissipateurs thermiques alliant haute conductivité thermique et résistance exceptionnelle aux intempéries.

Différentes solutions de gestion thermique peuvent être sélectionnées pour des luminaires couvrant des plages de puissance variées. Les ampoules LED de faible puissance peuvent utiliser un simple substrat en aluminium avec des ailettes de dissipateur thermique embouties, offrant une bonne rentabilité ; les spots moyenne à haute puissance, les lampes industrielles/minières et les projecteurs utilisent principalement des dissipateurs extrudés ou forgés à froid afin d'obtenir une surface plus grande et une résistance thermique plus faible. Pour les projecteurs de rue haute puissance ou l'éclairage scénique, des technologies à caloduc ou à plaque d'étalement de chaleur sont souvent intégrées afin de répartir rapidement la chaleur vers le réseau d'ailettes, puis de la dissiper par convection naturelle ou refroidissement forcé par air. Les dissipateurs à ailettes usinées, grâce à leur densité élevée d'ailettes et à leur excellente efficacité thermique, conviennent aux applications exigeantes en performance thermique. Les dissipateurs moulés sous pression, intégrés en une seule pièce avec le corps du luminaire, allient esthétique et intégrité structurelle, ce qui en fait un choix courant pour l'éclairage extérieur.

Le traitement de surface est tout aussi critique. Anodi z le traitement, le sablage ou le revêtement par poudre améliorent non seulement l'aspect visuel, mais augmentent considérablement la résistance à la corrosion, prolongeant ainsi la durée de service en extérieur. Pour les environnements fortement corrosifs tels que les zones côtières ou les usines chimiques, les procédés d'anodisation dure ou de revêtement fluorocarboné sont recommandés. z les considérations de conception doivent également garantir des trajets de convection sans obstruction, minimisant z la résistance de l'air et empêchant l'accumulation de poussière qui dégrade les performances thermiques.