Les ampoules LED (Light Emitting Diode) et les ampoules à incandescence traditionnelles fonctionnent selon des principes fondamentalement différents, ce qui a un impact sur leur efficacité, leur longévité et leur impact environnemental.
La science derrière les ampoules LED tourne autour du phénomène d’électroluminescence, où les électrons se recombinent avec les trous électroniques dans le matériau semi-conducteur de la LED. Lorsqu’un courant électrique traverse la LED, il excite les électrons, les faisant émettre des photons de lumière. Ce processus est très efficace par rapport aux ampoules à incandescence traditionnelles, où l’électricité chauffe un filament de tungstène jusqu’à ce qu’il brille, produisant de la lumière mais également une perte de chaleur importante.
Les ampoules LED se caractérisent par leur efficacité énergétique et leur longévité. Elles consomment beaucoup moins d’énergie pour produire la même quantité de lumière que les ampoules à incandescence, ce qui les rend plus respectueuses de l’environnement et plus rentables tout au long de leur durée de vie. Les LED émettent également de la lumière dans une direction spécifique, réduisant ainsi le besoin de réflecteurs et de diffuseurs souvent nécessaires avec les ampoules à incandescence, qui émettent de la lumière dans toutes les directions.
La chimie derrière les lumières LED implique des matériaux semi-conducteurs dopés pour créer des jonctions p-n au sein de la structure LED. Ces semi-conducteurs sont généralement fabriqués à partir de composés tels que l’arséniure de gallium (GaAs), le phosphure de gallium (GaP) ou le nitrure de gallium et d’indium (InGaN), en fonction de la longueur d’onde souhaitée de la lumière émise. Lorsque le courant traverse ces jonctions, il stimule l’émission de photons dans le spectre visible.
La différence entre les lampes LED et les ampoules ordinaires, telles que les ampoules à incandescence ou fluorescentes, réside principalement dans l’efficacité, la longévité et l’impact environnemental. Les lampes LED consomment moins d’énergie, émettent peu de chaleur, ont une durée de vie plus longue (généralement des dizaines de milliers d’heures contre quelques milliers pour les ampoules à incandescence) et sont plus durables grâce à leur construction à semi-conducteurs. En revanche, les ampoules à incandescence sont moins efficaces, convertissent une grande partie de leur énergie en chaleur plutôt qu’en lumière et ont une durée de vie plus courte. Les ampoules fluorescentes sont plus efficaces que les ampoules à incandescence, mais toujours moins que les LED, et elles contiennent du mercure, ce qui pose des problèmes d’élimination et environnementaux.
En résumé, la science derrière les ampoules LED tourne autour de l’électroluminescence et de la physique des semi-conducteurs, ce qui leur permet d’être plus économes en énergie, plus durables et plus respectueuses de l’environnement que les ampoules à incandescence et fluorescentes traditionnelles. Les LED ont révolutionné la technologie d’éclairage en offrant des performances supérieures en termes d’économies d’énergie, de durabilité et de réduction de l’impact environnemental.