Les différents éclairages LED

Les diodes ont pénétrés toutes les branches de l'industrie de l'éclairage; on les voit dans la rue, les centres commerciaux, les bureaux, les maisons et les voitures. Ce type d'éclairage présente de nombreux avantages quand on le compare aux lampes ordinaires. Voici certains des avantages les plus importants: faible consommation d'énergie, faible émission de chaleur, longue durée de vie et un vaste champ d'applications possibles en terme de spectre de lumière. Pour ces raisons, les modules LED sont également devenus une technologie couramment utilisée dans la culture.

Le plus grand problème pour de nombreux cultivateurs est qu'elle est toujours très chère comparé aux lampes à sodium ou à décharges halogènes classiques. La demande ne cessant cependant d'augmenter, l'offre grandit de plus en plus vite. Cependant, la concurrence et souvent plus tournée sur le prix que sur la qualité. J'ai personnellement testé plusieurs modules LED et j'ai constaté qu'il y avait d'énormes différences entre eux. J'ai donc décidé de demander à un expert de l'éclairage, Pascal Evers, ce qui rend ces modules si différents. Après notre conversation, j'ai réalisé que le sujet des LED nécessiterait un livre entier. Toutefois, je vais essayer de comprimer les choses les plus importantes en quelques paragraphes afin de partager l'essentiel avec vous.

Refroidissement des LED

Même si les modules LED produisent moins de chaleur que les lampes à sodium ou halogène, il est nécessaire de les refroidir parce que tout appareil électronique produit de la chaleur. La performance diminue quand la température augmente, ce qui réduit également la quantité de lumière émise. La température optimale est d'environ 25°C autour des diodes LED. Avec des températures qui augmentent, la performance de l'éclairage LED diminue significativement, réduisant ainsi aussi l'émission de lumière– ainsi que la durée de vie. 50°C est la température où la perte d'énergie devient significative. Si vous ne refroidissez pas correctement les diodes, la température peut monter jusqu'à 80°C, ce qui réduit l'énergie de dizaine de pourcent et réduit proportionnellement la durée de vie de votre LED (la durée de vie étant un des plus grands avantages de cette technologie). Les modules LED pour la culture sont refroidis activement ou passivement.

Les ventilateurs, semblables à ceux utilisés pour le refroidissement des ordinateurs, sont le type de méthode de refroidissement le plus courant. Cette méthode de refroidissement est facile à construire et ne pèse pas lourd, elle est donc adaptée à toute une série de lampes. L'efficacité et la fiabilité de ce refroidissement dépendent de 2 choses: quel ventilateur choisit le cultivateur et s'il y ajoute également un refroidisseur passif. Les ventilateurs plus chers sont plus silencieux, durent plus longtemps et sont plus résistants à la poussière et l'humidité, ce qui peut être très utile dans un environnement de culture. De nombreux modules LED bon marché et faits par des amateurs doivent être refroidis avec des ventilateurs parce que la conception et fabrication d'autres types de refroidisseurs exigent des connaissance ainsi que des équipements techniques spécifiques. Imaginez que vous décidiez de fabriquer des éclairages LED pour la culture sans avoir d'expérience dans la production de ce type d'appareil. Si vous connaissez le spectre que doit avoir la source lumineuse, il ne devrait pas être trop dur de trouver les diodes qui ont les propriétés exigées. Vous voudrez certainement aussi faire des bénéfices avec ces éclairages et allez donc chercher les diodes, les éléments électriques, les unités de contrôles, les refroidisseurs et les châssis les moins chers.

Dès que vous commencerez à chercher, vous verrez un tas de ces produits sur internet et c'est super facile de dégoter tout ça en un rien de temps. Comme vous n'avez aucune expérience dans le montage d'éclairage, vous n'allez pas vous demander si ces composants vont créer un ensemble qui sera suffisamment refroidi, qui distribuera la lumière uniformément ou aura une longue durée de vie. Vous allez vous soucier de ce que les composants collent ensemble au niveau des dimensions. Vous trouverez des descriptions des produits disant qu'ils sont les meilleurs sur le marché et promettant une garantie de 5 ans. Cependant, la société à laquelle vous achèterez ces produits aura probablement changé de nom au moins trois fois avant la fin de ces 5 ans et vous ne saurez plus où vous plaindre. Malheureusement, de nombreux producteurs de composants LED agissent exactement ainsi. Il suffit d'avoir un tournevis, un fer à souder et une connexion internet pour devenir le meilleur producteur de LED – ou du moins vous sentir comme tel.

Avec cette approche et cet équipement, vous n'allez probablement pas produire des systèmes de refroidissements fiables. Vous ne serez pas non plus capables de mesurer la température des puces quand les lampes fonctionnent dans divers environnements et pendant divers laps de temps. Sans parler de la conception de refroidisseurs passif ou à l'eau, ni de mesures couteuses des courbes spectrales dépendant de la distance des plantes de la source de lumière. Votre système de refroidissement à ventilateur pourrait s'avérer n'être qu'un aspirateur qui peut refroidir les diodes suffisamment pour qu'elles fonctionnent mais en même temps, couvrir les puces de poussières jusqu'à ce qu'elles pètent. Un indicateur fiable de la qualité des éclairages LED est la valeur IP indiquée, qui devrait être d'au moins IP54. Plus, c'est mieux. Si le fabricant ne connait pas la valeur IP de son produit, il vaut mieux aller voir ailleurs.

Les modules LED refroidis à l'eau sont très fiables. Il existe plusieurs appareils de culture qui peuvent être connectés à des refroidisseurs à l'eau qui sont très efficaces pour éviter les surchauffes de l'appareil. Cependant, les refroidisseurs à l'eau ont besoin d'électricité supplémentaire pour fonctionner, ce qui réduit l'avantage de la faible consommation de la technologie LED. Les ventilateurs mentionnés plus haut consomment évidemment aussi de l'électricité mais les refroidisseurs à l'eau sont plus énergivores. Le désavantage des refroidisseurs actifs est qu'ils risquent de tomber en panne ce qui provoquerait une surchauffe du module LED – qui pourrait alors lui-même s'arrêter de fonctionner.

Plus votre appareil est composé d'éléments "cassables", plus il y a de risques que certains cassent. Par conséquent, le meilleur moyen de refroidir des éclairages LED est d'utiliser un système de refroidissement passif. Il ne consomme pas d'électricité supplémentaire et ne produit pas de bruit – et quand il est installé convenablement, il maintient les pièces électroniques en sécurité, y compris les diodes à l'intérieur de la source lumineuse. Le désavantage principal est que ces systèmes sont assez lourds. Vous devez utiliser des matériaux fins et le prix final sera plus élevé. Ils sont chers parce que vous devez mener de nombreux tests et calculs pour rendre un système passif fonctionnel.

Diverses installations LED

Il y a deux manières différentes d'installer des diodes pour les lampes de culture: un COB et une puce unique. La technologie COB (Chip On Board) a plusieurs diodes placées sur une seule puce tandis que la technologie puce-unique requiert une puce pour chaque diode. Vous pourrez mettre plus de diodes sur un même espace avec le COB et obtenir ainsi une lumière plus intense. Cette technologie est utilisée avec succès dans les éclairages industriels, domestiques, publics et professionnels. Dans ce type d'installation, les diodes aux spectre et voltage identiques sont installées sur la puce.

Si vous souhaitez utiliser des diodes qui émettent des lumières de différentes longueurs d'ondes sur une même puce, vous allez rencontrer un problème. Les diodes de différentes couleurs peuvent nécessiter différents voltages alors que vous ne pouvez envoyer qu'un voltage par puce avec plusieurs diodes. Dans ce cas, il vous reste plusieurs options: 1) Vous ajustez le voltage aux diodes qui nécessitent le voltage le plus fable. 2) Vous ajustez le voltage aux diodes qui nécessitent le voltage le plus élevé. 3) Vous choisissez un voltage quelque part entre le besoin en voltage le plus faible et le plus élevé.

Dans le premier cas, vous n'exploiterez pas le plein potentiel de toutes les diodes qui sont sur la puce mais vous ne surchargez aucune des diodes. Dans le second et le troisième cas, vous surchargez seulement certaines diodes ce qui les fera mourir plus vite (et vous risquez d'augmenter les dommages). Dès qu'une diode sur la puce est endommagée, elle continue de fonctionner comme une résistance et continue de chauffer. Vous connaissez déjà l'effet de la chaleur sur les diodes. De nombreux fabricants qui utilisent la technologie COB surchargent les diodes pour montrer la lumière la plus puissante.

Ca à l'air génial au premier regard et quand on mesure, les résultats sont impressionnants, mais vous pouvez imaginer combien de temps ce genre de chose peut fonctionner… La technologie COB est moins chère que celle de la puce unique et permet de serrer plus de diodes sur un même espace. Ce sont les deux caractéristiques principales qui motivent les fabricants. Mais la technologie des puces séparées pour chaque diode a de nombreux avantages également.

Par exemple, elle permet aux diodes colorées de se répartir dans toute la source lumineuse de manière plus uniforme. En même temps, il n'y a pas de risque de sur- ou sous-voltage pour certaines diodes. L'autre grand avantage: quand une diode tombe en panne, cela n'affecte pas les autres diodes. L'utilisation d'une puce par diode est une solution plus fiable avec de plus grandes variations possibles. Cependant, cette solution coute un peu plus d''argent aux fabricants. 

Energie variable

Un des avantages des modules LED est la possibilité de facilement réguler leur performance. Tous les modules de culture professionnels ont cette option. La régulation est utile pendant chaque étape de croissance. Les petites plantes n'ont pas besoin d'une lumière intense dès le début alors que pendant la floraison, elle ont besoin du plus possible. Choisissez des LED régulables facilement.

Protection des diodes

Les parties éclairantes des diodes doivent être protégées sinon elles peuvent s'endommager ou se salir ce qui en réduit les performances. Il existe pourtant encore de nombreux produits sur le marché sans protection des diodes. Tous les châssis absorbent une partie de la lumière et réduisent ainsi potentiellement la puissance de la lumière émise. Même si la protection en plastique ou en silicone est toute neuve, elle absorbe de 6 à 8 pourcent de la puissance.

En outre, ces matières ne sont pas mécaniquement très résistantes. Il est important de nettoyer la protection de temps à autre dans le local de culture – mais les matériaux mous se griffent facilement et ils sont difficiles à nettoyer. Les griffes et les souillures réduisent également la quantité de lumière. Le verre semble être la meilleure solution car il ne reflète pas la lumière. Il est assez cher mais d'autre part, il est facile à nettoyer, résistent à tous les détergents et autres trucs couramment utilisés pour la culture.