Au moment d'acheter une ampoule, la plupart des gens demandent encore : « Combien de watts ? » Pourtant, le watt n'indique pas la lumière produite, mais la puissance électrique consommée. L'unité qui décrit la quantité de lumière émise est le lumen. Les ampoules LED, halogènes et fluorescentes produisent le même nombre de lumens avec des puissances en watts très différentes. Cet article présente les différences entre ces trois technologies et la relation entre lumens et watts du point de vue d'un particulier.
Watt ou lumen : comprendre la bonne unité
Le watt est une unité de puissance : il indique l'énergie qu'une ampoule tire du réseau. Le lumen est l'unité du flux lumineux ; il mesure la quantité totale de lumière visible émise par une source. Selon ENERGY STAR, il faut d'abord déterminer le nombre de lumens nécessaire, puis choisir l'ampoule qui fournit ces lumens avec la puissance la plus faible. Les lumens requis pour éclairer une pièce sont constants ; les watts consommés dépendent de la technologie. L'intensité de la lumière reçue sur une surface se mesure avec une autre unité, le lux.
Autrefois, une ampoule à incandescence de 60 watts signifiait « luminosité moyenne », d'où l'habitude de raisonner en watts. Aujourd'hui, une LED de 8 à 9 watts produit la même luminosité : comparer en watts est donc trompeur. L'étiquette « Lighting Facts » sur l'emballage indique ensemble les lumens, le coût annuel estimé, la durée de vie, la couleur de la lumière et la puissance.
Ampoules à incandescence et halogènes
L'ampoule à incandescence classique éclaire grâce à un filament de tungstène porté à incandescence par le courant. Son rendement est faible : elle dissipe environ 90 % de l'énergie consommée sous forme de chaleur et n'en convertit qu'une petite partie en lumière. Son efficacité est d'environ 15 lumens par watt et sa durée de vie moyenne d'environ 1 000 heures.
L'ampoule halogène est une version améliorée de l'incandescence. Un gaz halogène ajouté ramène le tungstène évaporé vers le filament, ce qui lui permet de fonctionner plus chaud et un peu plus efficacement. Malgré cela, une halogène n'atteint qu'environ 20 lumens par watt, dure 2 000 à 3 000 heures et devient très chaude en fonctionnement. En raison de ce faible rendement, de nombreux pays ont progressivement restreint la vente des ampoules à incandescence et halogènes.
Ampoules fluorescentes et fluocompactes (CFL)
Dans les lampes fluorescentes, la lumière naît lorsqu'un courant traversant une vapeur de mercure produit un rayonnement ultraviolet qui excite une couche de phosphore tapissant l'intérieur du tube et la transforme en lumière visible. Les tubes longs sont courants dans les bureaux et les cuisines ; les ampoules fluocompactes (CFL) en sont la version réduite adaptée aux douilles classiques.
Les CFL sont bien plus efficaces que l'incandescence : elles fournissent 55 à 65 lumens par watt et consomment environ 70 % d'énergie en moins qu'une ampoule à incandescence, bien qu'elles dissipent près de 80 % de l'énergie en chaleur. Leur durée de vie se situe entre 8 000 et 15 000 heures. Inconvénients : elles mettent quelques secondes à atteindre leur pleine luminosité, les allumages fréquents raccourcissent leur vie, elles s'allument mal par temps froid et, comme elles contiennent une petite quantité de mercure, elles doivent être ramassées avec soin en cas de casse et jetées séparément.
Comment fonctionnent les ampoules LED ?
Une LED (diode électroluminescente) est un composant à semi-conducteur qui produit de la lumière lorsqu'un courant traverse un matériau semi-conducteur. Comme une seule LED émet une lumière quasi monochromatique, la lumière blanche utilisée pour l'éclairage domestique est généralement obtenue par une couche de phosphore déposée sur une LED bleue ou par le mélange de lumières LED rouge, verte et bleue.
Selon le département américain de l'Énergie, les LED sont la technologie d'éclairage la plus efficace actuellement : les LED certifiées ENERGY STAR consomment au moins 75 % d'énergie en moins que l'éclairage à incandescence et durent jusqu'à 25 fois plus longtemps. Une bonne ampoule LED dure 30 000 à 50 000 heures. Les LED dégagent très peu de chaleur et émettent leur lumière de façon directionnelle, ce qui réduit les pertes dans le luminaire ; les ampoules traditionnelles émettent dans toutes les directions, avec des pertes de 40 à 50 % dans le luminaire. Leur efficacité est de 80 à 130 lumens par watt, et dépasse 150 dans des produits spécialisés.
Tableau de conversion lumens–watts
Les équivalences publiées par ENERGY STAR permettent de passer de l'ancienne puissance en watts des ampoules à incandescence au nombre de lumens nécessaire :
- 40 watts incandescence ≈ 450 lumens
- 60 watts incandescence ≈ 800 lumens
- 75 watts incandescence ≈ 1 100 lumens
- 100 watts incandescence ≈ 1 600 lumens
- 150 watts incandescence ≈ 2 600 lumens
Pour produire ces lumens avec une LED, il faut environ 8 à 12 watts pour 800 lumens et 15 à 20 watts pour 1 600 lumens. Ces mêmes 800 lumens sont fournis par une CFL de 13 à 15 watts ou par une halogène de 43 watts. Lors du remplacement d'une ampoule, mieux vaut donc se fier directement au nombre de lumens plutôt qu'à la mention « équivalent watts ».
Température de couleur et choix de la bonne ampoule
Si les lumens déterminent la luminosité, la température de couleur, exprimée en kelvins (K), détermine la teinte de la lumière. Les valeurs autour de 2700 K donnent une lumière chaude et jaune, adaptée au salon et à la chambre ; 3000 à 3500 K se rapprochent du blanc neutre ; 4000 K et plus produisent une teinte bleutée, proche de la lumière du jour, privilégiée pour les espaces de travail et les plans de cuisine. Sur les circuits à variateur, il faut choisir une LED portant la mention « dimmable », sinon un scintillement ou un bourdonnement peut apparaître. Le type de culot (E27, E14, GU10, etc.), la taille et la compatibilité avec les luminaires fermés doivent aussi être vérifiés avant l'achat.
En résumé : déterminez les lumens nécessaires, choisissez la LED à la puissance la plus faible, décidez de la température de couleur selon la pièce et vérifiez la compatibilité avec le luminaire.