Le fonctionnement de la lumière LED.

Mais comment fonctionne la lumière LED ?

Partout la LED semble s’imposer comme LA nouvelle source lumineuse par excellence. Basse consommation et longue durée de vie sont les raisons du succès de la LED, mais comment les créateurs de cette nouvelle technologie, récompensés par le Prix Nobel de physique 2014, ont il pu créer cette prouesse technologique et quel en est le fonctionnement ? Début de réponse grâce à Led-Flash

Histoire de lumière :

Depuis que l’homme s’éclaire, la lumière est étroitement liée avec la chaleur, le feu étant la première source de lumière maitrisée par l’homme. Cette source se décline du feu de cheminée, à la bougie en passant par la torche. Avec la naissance des premières ampoules, chaleur et lumière restent attachées l’une à l’autre, les lampes à filament produisant de la lumière grâce à l’incandescence d’un filament de mercure.

Ces sources lumineuses fonctionnent sous le principe de la loi du rayonnement de Wien datant de 1896 : tout objet chauffé émet un rayonnement, ce rayonnement est calculé en degré Kelvin.

Le principal handicap avec ces sources lumineuses incandescentes est qu’au moins 95% de l’énergie est transformée en chaleur et non en lumière ce qui entraine un véritable gaspillage énergétique. Ce gaspillage s’explique tout simplement par le fait que le filament émet de la lumière une fois chaud et qu’il faut donc le chauffer afin que de la lumière soit produite.

Evolution de l’ampoule

Lumière : la différence LED :

Comme tout bon jeune qui se respecte, la LED veut bousculer l’ordre établi et décide donc de ne pas suivre la trace de ces ancêtres. La différence de la LED vient du fait que la lumière ne vienne pas de la chaleur mais des composants de l’ampoule en elle même. Quand le courant traverse une ampoule LED, il ne produit pas de chaleur (ou infiniment peu) mais de la lumière. Pour en comprendre le fonctionnement, il faut se tourner vers la physique quantique des semi-conducteurs. Ne vous inquiétez pas, moi aussi cela me fait peur mais ce n’est pas si compliqué.

Les semi-conducteurs sont des matériaux à mi chemin entre les conducteurs (métaux) et les isolants (plastique). Ces matériaux sont composés de deux bandes : la bande énergétique de valence et la bande énergétique de conduction. Dans les matériaux conducteurs, ces deux bandes se chevauchent, dans le semi-conducteur, elles sont proches et dans un isolant, elles sont éloignées. Un matériau est considéré comme conducteur à partir du moment où ses électrons sont capables de se déplacer en passant de la bande de valence à la bande de conduction au sein du matériau et ainsi de créer un courant électrique.

Quel en est le fonctionnement ?

Pour un matériau semi-conducteur, l’application d’une tension suffisante permet de faire passer des électrons de la bande de valence à la bande de conduction. Il se produit alors la chose suivante : la bande de valence  perdu un électron et se retrouve avec une place libre ou «trou» tandis que la bande de conduction a gagné un électron qui peut alors transporté le courant. Cependant, cette configuration n’est pas stable et l’électron finit par retourner dans son trou. Lorsque le semi-conducteur est parcouru par un courant, des électrons montent dans la bande de conduction et d’autres redescendent dans les trous de la bande de valence de façon continuelle. Chaque échange (bande de valence – bande conduction – bande de valence) appelé recombinaison libère un photon qui est la molécule source de la lumière. C’est de cette recombinaison électron-trou que vient la lumière LED.

Si vous avez compris, vous pouvez maintenant affirmer que non seulement vous faites des économies en installant de la LED partout chez vous mais qu’en plus la physique quantique n’est pas si compliquée.

Si vous n’avez pas tout compris, ce qu’il faut retenir c’est que vous faites des économies en utilisant des LEDs et ça c’est vraiment intelligent.

Dans les deux cas, une seul chose à faire : se rendre sur www.led-flash.fr.

Partager

Répondre

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

2 réflexions sur “Le fonctionnement de la lumière LED.

  1. Bonsoir,
    Petite correction : un photon n’est pas une molécule ni même un atome. On le considérera comme particule en considérant la théorie corpusculaire développée par Isaac Newton et comme onde en considérant la théorie ondulatoire de Christian Huyghens.

    • A l’origine, le mot molécule signifie une minuscule particule, un corpuscule. Le terme me parait parfaitement explicite et approprié, surtout dans un article de vulgarisation.