Réflexion globale sur lutilisation de la LED en éclairage public Philippe Badaroux mai 2011 Du composant à lapplication

Réflexion globale

sur l’utilisation de la LED

en éclairage public

Philippe Badaroux mai 2011

Du composant à l’application

La gestion des LEDs en EP

Point sur la technologie

Le déploiement de la LED dans la ville

La gestion des éclairages fonctionnels à LED

Perspectives pour éclairer autrement


LED, source miraculeuse?

• Rendement énergétique élevé !• 110, 130, 140 lm/W• Evolution permanente, et demain?

• Durée de vie!• 80 000 h / 40 0000 h?

• Structure « Solid-state »!• Nouveaux entrants • Espoir de baisse des coûts

• Source « froide » !• 85% de l’énergie est dissipée en chaleur


Efficacité lumineuse:Fonction de nombreux paramètres

• Longueur d’onde d’émission• Température de couleur finale• Intensité traversante

• 90 lm/W @ 400mA 40lm/ @ 1000mA

• Température de jonction• Refroidissement• Proximité

• Surface du chipPhilippe Badaroux mai 2011

LED, de plus en plus efficace



LED en EP, de la gradation

• Agir sur le courant d’alimentation• Possible, mais mauvaise linéarité• Allumage brutal au dessus d’une certaine tension

• Agir sur le temps de conduction• Procédé « PWM », • Gestion du temps d’allumage/temps d’extinction• Grande linéarité, de 0 à 100%

• Nécessité d’une alimentation gradable

• Quel protocole de pilotage? • Commande analogique 1-10V• Commande numérique DALI• Commande propriétaire

ON

1 ms

ON ON ON ON

Un potentiel énorme !

LED, la réalité !• Rendement global mesuré :

• 40 à 90 lm/W à 3000K• 60 à 100 lm/W à > 4500K

• Durée de vie :• ~40 000 h pour le composant seul• Dépend du refroidissement• Durée de vie de l’alimentation ?

• Confort d’éclairage• Lumière « blafarde », en progrès• Bonne homogénéité d’éclairement

• Luminance / éblouissement• Quelle maintenance?


Performance du même ordre que la lampe à

décharge

Grandes disparités entre produits

LED, disparités de qualité• Conception optique

• Couverture unique / partagée• Eblouissement

• Rendement• Rendement du composant• Température de couleur• Domaine de fonctionnement

• Refroidissement• Ventilation naturelle / forcée

• Pérennité / durabilité• Etanchéité• Vulnérabilité du refroidissement

• Robustesse de conceptionPhilippe Badaroux mai 2011

LED en EP, les avantages

• Rendement énergétique intéressant• Légèrement inférieur à une lampe à décharge

• Allumage instantané• Allumages multiples sans dommage pour le composant

• Impact sur les alimentations ?

• Gradation à 100%• Relation puissance / flux très linéaire

• Source ponctuelle • Repenser l’optique?

• Homogénéité du flux• Si l’optique est bien conçue• Augmentation de l’inter-distance


LED en EP, les interrogations

• Le composant• Durée de vie, vieillissement ?• Maintien du flux dans la durée ?• Taux de pannes statistique ?• Pièces de rechanges ?

• Les alimentations• Durée de vie, robustesse ?• Génération d’harmoniques ?• Rendement énergétique ?

• Maintenance du flux dans la durée • Impact ophtalmologique (luminance)


La LED n’est pas encore la source miraculeuse universelle

Mais

Elle offre des perspectives intéressantes


La « révolution » ne provient pas de son rendement énergétique !

La LED n’est pas un but en soi

La LED ne rattrape pas un mauvais projet

Projet lumière

Bilan de pertinence

Etude photométrique

Alimentation électrique

Pilotage/gradation


La Led est un formidable challenge!

Les mêmes règles habituelles

s’appliquent, avec encore plus d’exigence!

LED Innovation de rupture !

Repenser l’éclairage

Repenser le pilotage


Les économies d’énergie viendront de ces deux facteurs.

La LED dans la ville

Le déploiement


La LED dans la ville• Cohabitation avec d’autres sources

lumineuses (électrique, visuelle)

• Zone piétonne (modulation)

• Feu arrière sur piste cyclable (coupure)

• Parkings (PMR)

• Parcs et jardins (présence aléatoire)

• Eclairage Routier• Trémies et Tunnels


Doit s’intégrer à l’environnement urbain

Toujours le même problème…

Durée d’allumagePuissance consomméeDurée de vie du matériel



• Allumage instantané

• Maitrise totale de la puissance électrique

• Gestion de la temporalité « à la demande »

Avec de nouvelles fonctionnalités

La gestion des éclairages fonctionnels à LEDs

Exploiter les avantages


Exploiter les avantages


• Allumage instantané• Détection de présence

• Impact local ou plus lointain

• Gradation à 100%

• Eclairage Balisage• Dynamique de scénarisation de la rue

Détection de présence


• Infra rouge passif• Infra rouge actif• Hyper fréquences• Imagerie vidéo

Commande « Tout ou Rien »

Gradation dynamique

Tout est dans le capteur et sa situation



• Un capteur pour applications professionnelles

• Environnement extérieur• Sureté de détection • Logique de détection, temporisation• Automatisme de gestion• Analyse des résultats

Gare aux fausses détections !

Comment contrôler le fonctionnement ?



Des produits adaptés à l’enjeu

Radar micro ondes Domi 1100• Longue portée… 8 m• Hauteur d’installation 4 à 7 m• Discrimination entre véhicules et piétons• Temporisation intégrée• Détection du sens d’approche

• Perpendiculaire / parallèle• IP 54 / -20 à +55°C

Capteur Infrarouge à double faisceau DA85• Longue portée… 8 m• Hauteur d’installation 3 m• Discrimination piétons/animaux• IP 55 / -20 à +55°C



Une solution complète

Logique de pilotage

• Commande crépusculaire

• Gestion de plusieurs capteurs

• Gestion des priorités

• Gestion des temporisations

• Affichage d’état

• Enregistrement de fréquentation

Gradation des LEDSOu comment envoyer l’information?


• Gradation point par point• Fil « pilote »• Radio commande• Courants porteurs en ligne

• Gradation de groupe• Abaissement de tension

Le luminaire interprète la tension à ses bornes comme une consigne de gradation

Solution lourdeGestion

indépendante de chaque point

SimplicitéRobustesse

Gradation des LEDSAbaissement de tension


• Compatibilité avec les variateurs de tension• Comportement identique aux lampes à décharge

+ ballasts ferro• Cohabitation avec l’existant• Le réseau véhicule l’information de niveau

• Simplicité de mise en œuvre• Pas de fil pilote• Pas de CPL• Pas de parasites

• Avantages de la régulation de tension

Le luminaire LED est traité comme les

autres éclairages

LPL LEDModule double approche


• Montage en pied de mât, boitier IP65

• Montage en luminaire, carte nue

• Mesure la tension à ses bornes et envoie un signal de consigne à l’alimentation du luminaire

Ou

• Télégestion complète par CPL

• Valeurs Mini / maxi paramétrables Tout luminaire LED

équipé d’un driver 1-10V

Gradation des LEDSAbaissement de tension


Une architecture simple et suffisante

SHP + Ferro

IM + Ferro

LED + LPL

LED + LPL

190V = 50%

190V = 20%

Gradation des LEDSDes performances inégalées


• Une nouvelle dynamique de pilotage• Amplitude importante• Eclairage/balisage avec le même luminaire• Allumages à la demande• Détection de présence

• Une capacité de gestion très fine pour coller au besoin

• Une possibilité d’intégrer l’évolution à l’existant.

La LED se prête à tous les automatismes pour des gains en énergie substantiels

La LED Innovation de rupture !

Une nouvelle approche de la lumièreDes opportunités de pilotage fin


Tout un programme !

Pour repenser l’éclairage

Des solutions évolutives pour

toutes les configurations

Maîtrise des installations existantes

Fonctionnement sur toutes sources lumineuses

Intégration des nouvelles technologies

Une réponse immédiate et durablePhilippe Badaroux mai 2011

Remerciements

Ont enrichi cette réflexion:Georges Zissis et l’université Laplace

CSTB GrenobleCluster Lumière

www.bh-technologies.com

BH Technologies est un constructeur français de produits et de solutions de gestion des éclairages urbains


BH Technologies

à Lumiville

vous présente ses solutions

de gradation de LEDs sur

son stand

N° 70, Hall 9, Allée D


BH Technologies

Vous convie sur son stand

pour un apéritif sur un air

de Jazz

N° 70, Hall 9, Allée D


Pour chaque source lumineuse il y a une solution BH Technologies

Documents

Réflexion globale sur lutilisation de la LED en éclairage public Philippe Badaroux mai 2011 Du composant à lapplication