Cet article vise à fournir aux lecteurs une compréhension plus approfondie des caractéristiques, des avantages, des inconvénients et des différences entre les lampes à incandescence, fluorescentes, à économie d'énergie et LED, leur permettant ainsi de prendre des décisions plus éclairées lors de l'achat de produits d'éclairage.
Les lampes à incandescence, aussi appelées ampoules, fonctionnent principalement grâce à la chaleur générée par un courant électrique traversant un filament (généralement en tungstène, dont le point de fusion dépasse 3 000 °C). Ce filament spiralé accumule continuellement de la chaleur, sa température atteignant plus de 2 000 °C. À cette température élevée, le filament émet une lumière vive, semblable à celle du fer rouge. Plus la température du filament est élevée, plus la lumière émise est intense. Le nom « lampe à incandescence » est donc tout à fait approprié. Cependant, lors de ce processus de conversion, la majeure partie de l'énergie électrique (potentiellement plus de 99 %, bien que le pourcentage exact ne soit pas vérifié) est convertie en énergie thermique, seule une infime partie étant convertie en énergie lumineuse.
De plus, les lampes à incandescence émettent une lumière à spectre complet, mais les proportions des différentes couleurs dépendent du matériau luminescent (comme le tungstène) et de la température. Ce déséquilibre des proportions entraîne une variation de la couleur de la lumière ; par conséquent, les couleurs des objets observés sous des lampes à incandescence peuvent être inexactes. Parallèlement, la durée de vie d'une lampe à incandescence est également affectée par la température du filament. Plus la température est élevée, plus le filament se sublime facilement. Lorsque le filament de tungstène se sublime partiellement, sa résistance augmente sous l'effet du courant, ce qui le rend plus susceptible de griller et réduit ainsi la durée de vie de l'ampoule.
Les lampes fluorescentes, également appelées lampes à lumière du jour, fonctionnent selon un principe que l'on peut brièvement décrire comme suit : un tube fluorescent est un tube à décharge gazeuse scellé, composé principalement d'argon, avec de faibles quantités de néon ou de krypton, et des traces de mercure. Lorsque le gaz se décharge à l'intérieur du tube, les atomes de mercure émettent un rayonnement ultraviolet, dont la longueur d'onde principale est de 2 537 angströms. Environ 60 % de l'énergie électrique est convertie en rayonnement ultraviolet lors de ce processus, le reste étant dissipé sous forme de chaleur. Ce rayonnement ultraviolet est ensuite absorbé par le matériau fluorescent présent sur la paroi interne du tube et converti en lumière visible. Différents types de matériaux fluorescents émettent différentes couleurs de lumière visible. En général, le rendement de la conversion du rayonnement ultraviolet en lumière visible est d'environ 40 %. Par conséquent, le rendement global des lampes fluorescentes est d'environ 24 %, soit environ le double de celui des lampes à incandescence de même puissance.
Les lampes à économie d'énergie, également appelées lampes fluorescentes compactes (souvent abrégées en LFC à l'international), sont très appréciées pour leur haute efficacité lumineuse (5 fois supérieure à celle des ampoules classiques), leurs importantes économies d'énergie, leur longue durée de vie (jusqu'à 8 fois supérieure à celle des ampoules classiques), leur format compact et leur facilité d'utilisation. Leur principe de fonctionnement est assez similaire à celui des lampes fluorescentes.
De plus, les lampes basse consommation ne sont pas seulement disponibles en blanc froid ; il existe aussi des modèles en blanc chaud. À puissance égale, elles permettent d’économiser jusqu’à 80 % d’énergie par rapport aux ampoules à incandescence, tout en multipliant par huit leur durée de vie et en n’émettant que 20 % de chaleur en moins. En général, une lampe basse consommation de 5 watts offre le même éclairage qu’une ampoule à incandescence de 25 watts, une de 7 watts équivaut à 40 watts et une de 9 watts à près de 60 watts.
Les lampes LED, ou diodes électroluminescentes, constituent une technologie d'éclairage à semi-conducteurs très efficace. Elles utilisent des puces semi-conductrices pour convertir directement l'énergie électrique en énergie lumineuse sans conversion thermique, améliorant ainsi considérablement l'efficacité énergétique. Le composant principal d'une LED est la puce, dans laquelle des semi-conducteurs de type P et N fournissent respectivement les trous et les électrons, tandis que le puits quantique est responsable de la génération de photons. Lorsqu'un courant électrique traverse un fil conducteur jusqu'à la puce, les électrons et les trous sont poussés dans le puits quantique et se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons, ce qui permet à la LED d'émettre de la lumière.
Grâce à leur format compact, leur faible consommation d'énergie, leur longue durée de vie et leurs caractéristiques écologiques, les lampes LED sont de plus en plus utilisées dans l'industrie de l'éclairage. De l'éclairage décoratif et technique extérieur initial à l'éclairage résidentiel actuel, les lampes LED sont devenues un élément incontournable de la technologie d'éclairage moderne.