LED. Changement de lumière
2011/10/01 Roa Zubia, Guillermo - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
Les diodes émettrices de lumière, les lumières LED, ont occupé les rues de la CAPV au lieu des ampoules conventionnelles, qui se trouvent principalement dans les feux de circulation. Le principal changement a eu lieu ces deux dernières années. À Bilbao, Vitoria et San Sebastián, par exemple, en 2010, les ampoules traditionnelles ont été remplacées aux feux de signalisation. Il ya encore quelques, mais très peu. Prévalence de LED. Et les sémaphores ne sont qu'un exemple. « La révolution se produit maintenant », affirme l'ingénieure du CEIT Gemma García.
Et c'est que dans l'éclairage public les LED ont encore beaucoup à coloniser. Comme on peut le voir dans de nombreuses villes du monde, si la tendance actuelle est maintenue, ils seront bientôt situés dans des lampadaires, des tunnels, des parkings publics, etc. Les petits villages ont été de grands testeurs de ce type d'installations. À Toulouse, par exemple, se trouve la rue Pedro de Toulouse éclairée par des LED.
D'autre part, dans la plupart des grandes villes européennes ont commencé à utiliser des lumières LED pour éclairer certaines rues: Paris, Londres, Berlin, Prague, Varsovie, Amsterdam et beaucoup plus. Aux Pays-Bas, un tronçon de sept kilomètres de l'autoroute A44 a été éclairé par des lumières LED. Et à Istanbul, le chemin du pont de Bosforo est également éclairé par LED. Aux États-Unis, la ville de Raleigh, en Caroline du Nord, a été l'une des premières à faire le test et, en raison de son succès, il a déjà élargi l'éclairage par LED dans la rue, comme c'est le cas à New York et Washington. La liste est longue et les résultats sont généralement bons.
Ancien LED, nouveau héros
Les lumières LED consomment peu et durent beaucoup, c'est pourquoi elles sont si réussies. Même s'ils ne sont pas bon marché, le coût des installations est amorti pendant quelques années. Et il a d'autres avantages.
Dans une certaine mesure, les avantages des LED peuvent se résumer en négatifs. Il ne génère pas de chaleur, car il convertit la plupart de l'énergie qui dépense en lumière. Il n'a pas de pièces fragiles comme le fil fin des ampoules. Il n'est pas composé de substances dangereuses ou nocives pour l'environnement. Les avantages sont remarquables.
Et l'invention est vieille: La LED a été inventée en 1927 et est entrée dans l'industrie dans les années 1960. Pourquoi n'ont-ils pas été utilisés avant? Il faut dire que pour certaines applications, il a commencé à être utilisé il ya près de 50 ans. Depuis, la lumière rouge indiquant qu'une machine ou un interrupteur est allumée a été la LED. Et ils ont également été utilisés pour créer des anciens numéros électroniques à sept segments. Dans les deux cas, cependant, les LED étaient rouges, et en cela consiste la réponse à la question. Ils n'ont pas été utilisés auparavant pour toute autre utilisation car il n'y avait pas de LED d'une autre couleur. Les premiers étaient rouges ; puis, dans les années 70, ils ont développé des LED vertes, oranges et infrarouges ; et le point tournant dans la fabrication des LED remonte aux années 1990, quand le chercheur japonais Shuji Nakamura a obtenu pour la première fois la fabrication des LED bleues. Garcia rappelle parfaitement cette époque: "Je terminais la course à l'époque et le professeur de technologie électronique nous l'a raconté. « Ils tireront la LED bleue ! », dit-il.
La clé était le matériel. Les LED (en anglais, Light Emiting Diode) sont des diodes, un dispositif agissant comme interrupteur, les électrons ont besoin d'une tension minimale pour surmonter une coupure d'énergie, sauter d'une certaine manière et avoir le courant dans le circuit. Dans les LED, les électrons émettent de la lumière lorsqu'ils sont combinés avec des charges positives à la fin du saut. Dans certains matériaux, le saut est plus grand que dans d'autres. « En fonction du matériau que vous utilisez, la combinaison d'électrons et de charges positives émet une lumière d'une longueur d'onde ou d'une autre », explique García. Plus vous sautez, plus "bleu" est la lumière émise. Et la taille du saut dépend du matériau de la diode. Par conséquent, pour obtenir de nouvelles couleurs, les chercheurs devaient trouver des matériaux appropriés, et dans cette exploration Nakamura a été le premier à trouver du matériel pour élaborer la LED bleue: nitrure de gallium.
LED blanche
La couleur du pot est bleue. En plus de développer la LED bleue, il a également travaillé avec le laser bleu, qui a été la base de la technologie Blue-Ray (et de l'ancien HD-DVD). Cependant, dans l'histoire de la technologie le nom de Nakamura sera principalement associé au développement de la LED bleue. Il a également développé une LED ultraviolette --d'énergie encore plus élevée que le bleu, comme celui utilisé pour désinfecter l'eau, mais avec moins d'écho que le bleu. En fait, la LED bleue est nécessaire pour la génération de lumière blanche, ce qui a ouvert toutes les portes de l'industrie des sources lumineuses à la technologie LED.
Le blanc est obtenu en combinant la lumière rouge, verte et bleue, mais les LED blanches, en pratique, ne sont pas réalisées en combinant trois LED. Ils couvrent la LED bleue avec du phosphore jaune et parviennent ainsi à émettre de la lumière blanche, car le jaune est une combinaison de vert et rouge.
Le nitrure de gallium, d'abord, puis le nitrure d'indium-gallium, ont permis à la LED blanche de s'étendre partout : à l'éclairage public de rue, à l'éclairage de maisons, à l'éclairage de voitures, à l'éclairage de bateaux (la mention de la lumière LED s'est répandue sur Internet parmi les amateurs de voiliers, par exemple) et à beaucoup d'autres applications. Une des caractéristiques des LED est leur faible luminosité. Ils peuvent être installés pratiquement n'importe où et si ils remplacent une grande ampoule, il est possible d'installer de nombreuses LED ensemble. Ce sont les ampoules LED et les feux de signalisation.
Faible consommation
Mais il y a une préoccupation: Quantité de lumière fournie par les LED. Dans certains tests réalisés avec éclairage de rue, on a observé que les LED fournissent peu de lumière par rapport à celle obtenue avec l'utilisation de lampadaires conventionnels --vapeur de sodium à haute pression. Mais en ce sens, de grands progrès sont en cours, actuellement, la même luminosité est obtenue à travers les LED et en plus avec une faible consommation. Les lampadaires classiques fournissent 85 lumens par watt qu'ils consomment (le stylo est l'unité de mesure du flux lumineux); les lumières LED actuelles fournissent 150 lumens par watt, presque le double. Cela signifie qu'ils ont une consommation moindre pour obtenir la même lumière.
Cependant, cet éclairage doit être réglé. Les LED sont chères. Il est possible qu'en quelques années les LED se réduisent beaucoup, mais on ne sait pas combien ils vont commercialiser. « En ce moment, vous amortissez une lampe de rue en trois ou quatre ans », estime García.
Ici aussi la lutte des chercheurs est dans le monde des matériaux. Un des facteurs qui chérit la fabrication de LED est la base physique sous le matériau semi-conducteur (par exemple, le matériau qui maintient le nitrure de gallium), qui est également un semi-conducteur et qui doit également être transparent pour ne pas déranger la lumière qui est produite. Par exemple, vous ne pouvez pas utiliser le semi-conducteur moins cher, car le silicium est un matériau opaque. La base des LED blanches doit être en saphir ou en carbure de silicium, les deux sont des matériaux chers. Des essais de conditionnement de silicium sont en cours et les résultats indiquent qu'ils vont bien et que le développement de cette méthodologie permettra d'obtenir la LED blanche à des prix très bas. La société Bridgelux assure que dans deux ans ils commenceront à fabriquer des LED blanches en silicium.
OLED, lumière flexible
Les LED bon marché ne sont pas le seul produit que les fabricants veulent offrir. La prochaine génération de cette technologie est OLED, LED basées sur le matériel organique. Dans eux le matériel semi-conducteur est organique, polymères ou petites molécules organiques.
Ce sont des LED très fines avec lesquelles on peut construire des écrans flexibles. Si la technologie LED a révolutionné l'industrie de la lumière, l'OLED va révolutionner davantage, comme on le croit. Les vêtements eux-mêmes peuvent devenir, par exemple, une source de lumière ou d'écran; l'éclairage d'une pièce peut être dans les rideaux. C'est l'avenir.
C'est l'avenir, même si la technologie est déjà développée. Mais ils doivent encore s'améliorer, car ils ont un gros problème: étant fabriqués avec de la matière organique, les DAP se dégradent très vite. Ils sont chers et se dégradent rapidement, de sorte que les technologies via OLED (la plus courante étant AMOLED) ne sont pas encore très tentantes pour l'acheteur.
Cependant, des téléphones mobiles avec écran tactile via OLED sont déjà sur le marché, par exemple. Samsung vient de sortir un. Il n'y a pas de révolution, mais les premiers produits ont été lancés.
La lumière a changé grâce aux LED et va encore changer plus de la main des OLED. « En Europe, OLED est très à la mode », dit García. "Les gens voient qu'il y a des affaires". Ils accordent donc de grandes subventions pour la recherche des OLED.
Et il convient de noter que cette dernière révolution provient de molécules organiques, le monde du carbone. Comme pour le graphène en électronique, l'industrie a de nouveau recours aux atomes de carbone à la recherche de nouveaux matériaux. Et c'est une idée très intéressante en tenant compte de la base de la première ampoule d'Edison : elle utilisait le filament de carbone (par la suite ceux de wolframio se sont développés). Les OLED rendront le carbone dans l'industrie de la source lumineuse. Le cycle se termine.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
