FAQ Questions fréquentes à propos des éclairage à LED
Questions
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Nous développons nos circuits et sélectionnons tous les composants élémentaires y compris les LED. Il semble évident que nous optons pour la solution que nous estimons la plus efficiente sans quoi nous pourrions être dépassé par la concurrence. Si nous n'utilisons pas ces LED c'est pour des raisons d'efficacité et de pérennité. Une LED est un composant, ou ‘puce', caractérisé par une tension de fonctionnement (VF ou Voltage Forward) et un courant nominal, les valeurs courantes pour les LED sont une tension de 3 Volts pour un courant de 1 Ampère, soit une puissance de 3 Watts. Les XM-L sont des LED acceptant 3 Ampères soit environ une puissance de 10W mais cela constitue actuellement un record pour une LED constituée d'une puce unique. Les LED de puissance 50 Watts, 100 Watts, ou plus, sont un assemblage de LED de puissance (multi-puces) encapsulées dans un même boitier. Ces LED de 50 ou 100W présentent, soit des tensions de fonctionnement élevées (assemblage en série) soit des courants élevés (assemblage en parallèle), ou un mixte de ces deux configurations. Les fabricants de LED 50 ou 100 W sont généralement des intégrateurs de puces LED qu'ils achètent par ailleurs. Les puces de base qui constituent ces assemblages ne sont pas les meilleures disponibles aussi un groupe de LED unitaire de classe supérieure obtient de meilleures performancesà puissance électrique égale et un rendement deux fois supérieur est atteignable. Mais le défaut principal de ces assemblages est la concentration de puissance sur une petite surface ce qui induit une problématique thermique quasiment impossible à résoudre pour tenir les durées de vie des LED. Ici la dissipation passive ne suffit pas, il est au moins nécessaire d'utiliser un ventilateur par assemblage, voir un refroidissement par eau ou Peltier pour garantir les températures maximales servant de références aux caractéristiques annoncées par les fabricants. D'autre part la concentration va à l'encontre d'une distribution homogène du flux lumineux, de la modularité, du contrôle de la température de couleur (les sélections de BIN sont très réduites ou non maitrisées), des possibilités de gradations à des niveaux subtils, etc. Pour ces raisons cette solution n'est pas utilisée par alpheus qui a fait le choix des meilleures performances et apporte, pour ses luminaires, une garantie de bon fonctionnement sur une durée de vie longue et une qualité constante. En revanche pour les bricoleurs, le fait de n'avoir que peu de composants à câbler semble faciliter la tâche pour une réalisation DIY (attention cependant : la gestion thermique apporte son lot de problèmes), et bien que des solutions alternatives existent aussi avec des composants LED câblés sur MCPCB comme notre circuit 11C1001.
Les essais sont menés sur nos aquariums récfaux depuis 2006. Depuis 2009 les rampes à LED alpheus sont commercialisées et le retour d'expérience est parfaitement concluant. Non seulement cet éclairage est compatible mais les résultats en termes de croissance et de couleur sur les coraux durs à petits polypes sont particulièrement satisfaisants.
Aquarium de JLC,300 litres, sous éclairage LED alpheus depuis décembre 2008
Aquarium de Jean-Luc,1000 litres, sous éclairage LED alpheus depuis janvier 2011
Avant l'apparition des nouvelles technologies à faible consommation énergétique tout semblait simple, le flux lumineux d'un luminaire T5 ou HQI était simplement caractérisée par sa consommation électrique : 150 Watts, 250 Watts, etc. Désormais les choses sont plus compliquées. Les notions d'économies d'énergie, d'impacts limités sur l'environnement poussent les constructeurs à obtenir les meilleurs rendements lumineux à consommation électrique égale. Il est donc plus raisonnable d'évaluer le flux lumineux de la rampe que sa simple consommation électrique car les meilleurs modèles ne doivent pas être pénalisés par leur bon rendement !
Le flux lumineux est généralement mesuré en lumens, information complétée par la température de couleur, par exemple 2700K est un ressenti blanc chaud. Cependant, si cela est parfait pour notre vision et la définition d'une ampoule d'éclairage, cela l'est très imparfaitement pour les applications mettant en oeuvre la photosynthèse.
En effet le spectre lumineux est utilisé différemment selon que l'on s'intéresse à la perception visuelle ou à son exploitation par les plantes. Si on s'intéresse à la vision humaine, les différentes couleurs sont perçues (de jour) selon une décomposition en rouge, vert et bleu (trichromie RVB) avec un maximum de sensibilité situé à 555nm (vert-jaune). En ce qui concerne la photosynthèse, l'énergie lumineuse est exploitée par divers pigments, dont les chlorophylles. Ces pigments sont plus sensibles aux parties bleues et rouges du spectre et pour des longueurs d'ondes très spécifiques.
Il y a ainsi deux façons pour appréhender la lumière : la photométrie et la radiométrie. L'éclairage est utile à la vision de l'aquarium et aux animaux de l'aquarium, mais est vital pour les organismes dépendants de la photosynthèse. Ces deux aspects doivent être correctement assurés par l'éclairage artificiel.
| MESURE | PHOTOMETRIE | RADIOMETRIE |
|---|---|---|
| Flux | Lumens (lm) | milliWatts (mW) |
| Éclairement | Lux (lx) est égal à 1 lm/m² | Watts/m² ou µmoles/m²/s (µEinsteins) |
| Rendement | Lumens/Watt (lm/W) | mWatts/Watt |
| Colorimétrie | Température de couleur Kelvin (K) ou % IRC | - |
Pour notre application il faut donc que la source lumineuse contribue à la fois à la photosynthèse et à l'observation. Cependant le critère 'in fine' de calcul de puissance d'un dispositif d'éclairage récifal est celui relatif à la photosynthèse (d'où les mesures en PAR, PUR, et les unités associées : µmoles/m/s ou µEnsteins, qui deviennent désormais les unités couramment usitées pour qualifier ces éclairages). Ainsi c'est l'énergie de source radiométrique qui a servi de nom de baptême à notre série RADIOMETRIX développée pour répondre spécifiquement à ce besoin. Il convient de noter que l'énergie radiométrique exprimée en mW est le pendant de l'énergie photométrique (la quantité de lumière) exprimée en lumens, c'est à dire caractérisant la source et non dépendant de l'endroit où est reçu le flux lumineux. L'unité PAR est équivalent au lux, c'est-à-dire le flux mesuré au niveau du récepteur et donc soumis à grande variabilité en fonction la mesure (voir ci-après).
Alors que pour une source située à l'infini les rayons sont parallèles et la mesure en PAR ou lux ne va guère changer avec une distance de quelques mètres (seule la turbidité ou transparence de l'eau est significative), une source artificielle génère un cône lumineux dont le flux mesuré à la base varie évidement beaucoup avec la distance, dans l'air puis dans l'eau malgré un léger rétrisissement du au changement d'indice. Il ainsi très difficile de caractériser une rampe avec des mesures PAR , un même dispositif avec des lentilles différentes, ou une position différente, pouvant donner des résultats du simple au double voir plus. Le schéma ci-après explicite cela :
A la source est située à l'infini (soleil), les rayons sont parallèles et il n'y a pas d'affaiblissement mesurable avec la distance autre que l'atténuation liée à la turbidité de l'eau.
B la source est artificielle, par exemple LED, une optique d'angle fermée équipe la LED, l'atténuation avec l'éloignement est sensible mais reste mesurée.
C la source est artificielle, par exemple LED, une optique d'angle ouvert équipe la LED (ou pas d'optiques secondaires), l'atténuation avec l'éloignement est important.
Ce petit schéma montre clairement la diffèrence d'éclairements en fonction de la profondeur d'eau entre un éclairage naturel solaire et une source artificielle. Il faut tenir compte de cet effet dans le calcul du luminaire. Ceci explique aussi pourquoi les résultats sont parfois différents avec seulement quelques centimètres de hauteur d'eau en aquarium alors qu'en milieu récifal naturel des différences de quelques mètres sont assez peu significatives.
Une réserve de puissance est intéressante que si elle est associée au contrôleur. En effet la gradation permet de ne pas exploiter immédiatement la totalité du potentiel de la rampe. Ainsi celle-ci chauffe moins, consomme moins, fonctionne avec un meilleur rendement et permettra de répondre à une évolution future du besoin.
Le contrôleur sert à reproduire les cycles de la lumière baignant les biotopes naturels. Il permet d'ajuster la quantité de lumière et la température de couleur en fonction du temps. Ceci est possible grâce au réglage séparé des différents canaux : bleus, blancs et rouges si présent. Ce contrôleur dispose de nombreuses fonctionnalités, c'est aussi un élément qui multiplie le plaisir d'observation de son aquarium et améliore la physiologie des animaux.
Oui, il est possible de se passer du contrôleur. Dans ce cas on se trouve dans une configuration HQI + T5 classique : Pilotage en tout ou rien des canaux bleus, blancs et rouges (si présents).
Oui, le câblage est préparé pour cette éventualité.
Non, la connexion avec le PC reste exceptionnelle. Elle est indispensable lors de l'initialisation des paramètres et ensuite uniquement lors des modifications souhaitées. Les paramètres sont sauvegardés pendant un temps infini dans le contrôleur en absence d'alimentation. La date continue d'être mise à jour hors tension pendant une semaine mais une coupure de courant de plus d'une semaine nécessite la remise à l'heure de la rampe et donc la connexion radio Bluetooth avec un PC. La sauvegarde de la date est faite par un super-condensateur ce qui évite le recyclage d'une pile ou batterie.
Avec de simples programmateurs horaires, éventuellement et un dispositif à relais peut couper le canal blanc indépendamment des autres canaux mais uniquement en mode 'Tout Ou Rien'.
Pour cela il faut 'monter une machine virtuelle' Windows sur le Mac et utiliser un outil payant par exemple VMWare Fusion ou Parallels 7
Et il faut en plus une licence Windows (pour installer dans la machine virtuelle).
Si vous utilisez VMWare Fusion, vous pouvez connecter la clé USB-Bluetooth fourni avec le contrôleur à condition de désactiver le Bluetooth natif du Mac. Une fois le contrôleur Bluetooth natif désactivé dans OS X, connectez le dongle Bluetooth fourni en vous assurant qu'il soit appairé au système d'exploitation Windows et non Mac. Une fois cette étape réalisée, suivez la procédure d'installation standard sous Windows comme décrite dans le manuel du programme ETHER.
Autre solution, faire un "bootcamp" sur le Mac, c'est à dire avoir la possibilité de démarrer son mac soit avec Mac OS soit avec Windows au démarrage : http://www.apple.com/fr/support/bootcamp/
Dans ce dernier cas il faut juste l'OS windows avec une clef.
Attention : Comme tout PC avec adaptateur Bluetooth natif, il ne faut pas utiliser le dongle USB-Bluetooth livré avec le contrôleur avec votre Mac. Cet adaptateur n'est indispensable que si l'ordinateur est dépourvu de port Bluetooth. Si l'adaptateur est mis en plus du port natif le fonctionnement ne sera pas correct. Un tutoriel pour l'installation d'un port COM Bluetooth sur Mac.
Le contrôleur conserve les paramètres de configuration dans une mémoire non volatile (mémoire permanente même non alimentée). La date continue de fonctionner pendant une semaine grâce à un super condensateur de 1 Farad qui remplace avantageusement une batterie. Si l'alimentation est seulement interrompue que quelques heures le cycle reprend à la date courante sans décalage après les quelques secondes nécessaires à l'initialisation et une progression rapide du niveau d'éclairement pour atteindre son niveau normal. Après une semaine non alimenté, la date est malgré tout perdue et lorsque le système est de nouveau alimenté, l'heure est placée par défaut au début d'une journée. Ainsi la rampe est éteinte et va s'allumer très progressivement au bout de quelques minutes, soyez patient, ce n'est pas une panne.
La démarche d'alpheus est difficile à valoriser car notre stratégie est celle de la performance et pas du bas coût. Les éléments techniques de discernement sont difficiles à appréhender mais nous comptons aussi sur la perspicacité des aquariophiles. Pour décrypter les points clés nous proposons des comparatifs dans notre rubrique Comparatifs avec la concurrence
Le plus simple est de nous consulter pour l'établissement d'un devis. Sur le devis personnalisé apparait un calcul d'équivalence HQI basé sur une très bonne ampoule HQI BLV Nepturion 10000K équipé de son réflecteur et d'un ballast électronique. Le rapprochement est ainsi très facile.
alpheus utilise les meilleures LED disponibles pilotées avec le meilleur compromis coût/rendement, le rapport entre puissances électriques consommées pour le même flux lumineux est ainsi un peu supérieur à 2 par rapport aux technologies classiques. Des chiffres fantaisistes (rapport 3, 5 voir 10 !) sont parfois annoncés par la concurrence, ceux-ci risquent d'être la source de désappointements.
La rampe est en inox 316L finition brossée ou aluminium finition anodisation transparente.
Non la rampe chauffe très peu, la sensation de chaleur est uniquement ressentie au niveau des dissipateurs thermiques, elle ne peut en aucun causer ni brûlures ni même un désagrément. Cependant il ne faut pas entraver la convection naturelle nécessaire au dégagement thermique et l'air ambiant du luminaire ne doit pas excéder 45°C. Par ailleurs la rampe fonctionne sans ventilateur (fanless) ce qui assure un silence total et l'absence d'entretien.
Sans contrôleur on ne peut fonctionner qu'en tout ou rien sur les différents canaux bleu actinique, blanc éventuellement rouge. Avec le contrôleur toutes les possibilités sont offertes de 6500K à ...100% bleu actinique, la température de couleur est sélectionnée en fonction du biotope et varie automatiquement en fonction de l'heure.
Le délai de livraison dépend du stock en cours, en moyenne comptez six semaines.
Oui, et les prix sont indiqués TTC et HT, ceci contrairement aux entreprises individuelles non assujetties à la TVA (article 293-B). Ainsi les ressortissants non membres de l'UE peuvent acheter en détaxe, voici le document explicatif des douanes : Ventes en détaxe Nous tenons à disposition les formulaires permettant d'effectuer la procédure.
Non, il n'y a aucun élément en mouvement ou susceptible de faire du bruit (ventilateurs par exemple).
La garantie est de trois ans dans les conditions normales d'utilisation (voir ci-après).
Les conditions normales d'utilisation sont une distance eau – rampe supérieure à 15 cm, (idéalement entre 25 et 35 cm) sans projections d'eau directes autres qu'accidentelles et une température d'air ambiant inférieure à 45°C.L'ossature en inox (5cm d'épaisseur seulement) est en standard un modèle à suspendre par câbles inox. Le kit complet de suspension ajustable est fourni avec la rampe. Cette structure peut être occultée par un habillage externe pour une meilleure intégration selon décoration du local (non fourni) si cet habillage possède une ouverture qui permet la convection thermique (partie supérieure libre ou extracteur d'air).
L'installation nécessite une source d'alimentation secteur 230V 16A, installation aux normes et protégée par un dispositif de déclenchement différentiel 30 mA.
Les alimentations fournies avec le luminaire sont sûres (Classe III Très Basse Tension de Sécurité), étanches et possèdent un excellent rendement de 93%. Le faisceau électrique permet le déport des alimentations à plusieurs mètres de la rampe (en standard 3m autres distances à préciser).
Le remplacement est possible, il faut cependant fournir un éclairement de qualité supérieur ou égal à celui existant nécessaire aux invertébrés symbiotiques. Ce n'est pas tant le changement de technologie qui est important mais le niveau énergétique du flux lumineux et la qualité de son spectre (voir aussi le point suivant).
Oui, avec un éclairage à LED alpheus RADIOMETRIX™ la puissance radiométrique est importante versus le flux exprimé en lumens du fait de la forte proportion de bleu 450nm du dispositif. Les LED bleues sont aussi bien plus efficace que les tubes bleus, actiniques ou supra-actiniques en technologie T5. La température de couleur est ainsi particulièrement élevée mais aussi énergétique pour la photosynthèse en milieu marin. Ceci fait que le jugement de puissance peut être erroné à la simple vue. Il convient d'être prudent et de commencer par un niveau d'éclairement faible pour progresser peu à peu vers le niveau final souhaité. En effet une erreur de photo-acclimatation peut s'avérer funeste pour certaines espèces de coraux sensibles (Acropora spp par exemple) qui sont aussi généralement placés à des positions fortement exposées. Il est préférable de sous-éclairer, désagrément passager sans conséquence autre qu'un assombrissement temporaire du corail, que de sur-éclairer, tout au moins lors des premières semaines. Ainsi le contrôleur alpheus possède cette fonction de photo-acclimatation qui permet la photo adaptation progressive des invertébrés à l'éclairement LED.
Oui, la simulation de l'éclairage lunaire est disponible mais seulement avec l'option contrôleur. Avec celui-ci alpheus offre également un éclairage de fluorescence qui est souvent confondu avec l'éclairage lunaire.
L'éclairage de fluorescence est un bleu actinique sombre comportant peu de blanc destiné à faire ressortir la fluorescence corallienne lors du crépuscule
L'éclairage lunaire est un blanc 6500K de très, très faible intensité qui peut être utilisé pour la synchronisation des cycles de reproduction de certaines espèces (au même titre que les cycles saisonniers également disponibles au travers du contrôleur ou les variations de températures de l'eau entre l'été et l'hivers). Cet éclairage lunaire réel n'est que peu utilisé par les aquariophiles.
Oui, cet effet est même très marqué. Il est du à la ponctualité des sources LED et aux mouvements de surface air/eau formant des dioptres alternativement convexes et concaves, c'est à dire des loupes focalisant la lumière au grès des vaguelettes de surface. Cet effet, visuellement plaisant, est aussi efficacement utilisé par les organismes photosynthétiques car il correspond à des flash lumineux améliorant le rendement photosynthétique.
Oui, alpheus propose le retrofit des modules dans une autre géométrie adaptée à de nouvelles dimensions de cuve. Seule l'ossature sera modifiée avec aussi la possibilité d'ajouter ou retirer des modules.
La technologie LED est un investissement, la rentabilité est seulement acquise au fil du temps. Voici les points d'économies :
- Moindre consommation d'électricité pour la rampe (environ deux fois moins que pour les technologies classiques T5/HQI)
- Pas de changement d'ampoules à prévoir pour les cinq à sept ans à venir (entre six et 12 mois pour les ampoules HQI et tubes T5)
- Aucun échauffement en direction de l'aquarium et un moindre échauffement de l'air ambiant ce qui permet de réduire les dépenses de climatisation
Une analyse de rentabilité personnalisée est fournie avec le devis, elle permet à chacun d'estimer l'amortissement du cout initial. Pour être honnête il convient de comparer ce qui est comparable, et, par exemple, ne pas compter le prix du contrôleur de gradation optionnel si la rampe équivalente HQI n'en est pas équipée, ou encore des ballasts électroniques et non pas des ballasts ferromagnétiques (qui ont un rendement de 70% seulement).
Les optiques de focalisation secondaire ont le rôle essentiel d''adapter le cône lumineux à la géométrie de l'aquarium. Sans optiques secondaires des pertes sont inévitables. Elles ont également une fonction seconfdaire de protection des LED contre l'atmosphère saline. En effet les modèles retenus (LEDIL Emily 30 et 40°) sont parfaitement étanches une fois en place. Cette série d'optiques en PMMA est d'excellente transmissivité et le rendement optique est très bon (92%), ce qui n'est pas le cas des optiques en polycarbonates qui modifient également la température de couleur (mauvaise transmissivité du bleu). alpheus utilise aussi des optiques LEDIL Emily à flux elliptique dans le cas où les modules sont plus distants, pour les aquariums eau douce par exemple.La rampe est placée entre 15 et 40cm de la surface, 25 à 35 cm est optimal.
Un grand soin est apporté pour lutter contre la corrosion. Les circuits possèdent un verni épargne noir puis sont recouvert d'un verni de tropicalisation à forte résistance. Les connecteurs sont protégés par une graisse spéciale. Les LED sont encapsulées individuellement dans une optique étanche. Le fait de pouvoir placer la rampe à environ 25cm de la surface grace au choix des optiques secondaires améliore aussi la résistance à la corrosion saline. En eau douce le problème est largement minoré.
Le plus simple est de nous contacter, nous établirons une solution technique et commerciale spécifique et adaptée à votre besoin. Pour définir la puissance radiométrique nécessaire à un bac récifal nous avons développé une feuille de calcul où sont pris en compte les dimensions de la cuve, le biotope, éventuellement des éléments de décor ou du matériel, de zonation, des mesures en milieu réel (issue de la littérature) et, bien entendu, les caractéristiques de nos modules LED. Ainsi nous définissons à partir de nos modules standards (40cm, 50cm, 70cm, 85cm), la composition du dispositif pour répondre au besoin. Pour une meilleure compréhension des chiffres communiqués, nous extrapolons un équivalent HQI basé sur un modèle standard de lampe HQI (en l'occurrence la BLV Nepturion 10000k + un bon réflecteur + un ballast électronique). La quantification en lumens peut ne pas correspondre à cet équivalent HQI cependant, du point de vue des résultats sur les invertébrés zooxanthellés, celui-ci sera au moins équivalent. Cette composition de rampe alpheus RADIOMETRIX a aussi une puissance électrique pour la consommation des LED et la perte due au rendement de conversion de l'alimentation. Nous indiquons aussi ces deux paramètres (puissance électrique dédiée aux LED, puissance électrique totale consommée). Vous avez compris que la puissance électrique n'est certainement pas le point clé de comparaison avec la concurrence ni même avec notre précédente génération, cependant ce sera un élément fort utile d'appréciation du cout d'utilisation et du calcul de l'amortissement. Vous pouvez aussi noter qu'avec nos premières rampes CREE XR nous avions imposés le ratio 50/50 entre bleu et blanc, désormais un ratio standard chez nos concurrents. La nouvelle RADIOMETRIX est composée de deux LED Rebel bleues pour une unique XM-L blanc 6500K. Devant le flux lumineux fourni par la XM-L (500 lm versus 40 lm pour la bleue) la température de couleur est voisine de la précédente génération. Parions que le rapport 2/3 deviendra un standard pour les nouvelles séries conçues autour de ces LED de très hautes performances. Ainsi, entre notre première génération CREE XR/XP équipée des meilleurs BIN de cette famille et donc encore largement supérieure aux équivalences de la concurrence (basée sur Brigdelux par exemple), et cette toute dernière RADIOMETRIX c'est un gain de 46% que nous avons obtenu à même consommation électrique. Ceci est le résultat d'une mise en œuvre rigoureuse et de la sélection des meilleurs composants.
Très facilement, chaque circuit est vissé sur le dissipateur thermique et relié électriquement par connecteurs débrochables. La pâte thermique KP12 sans silicone utilisée s'essuie facilement avec un chiffon, elle ainsi facilement remplacée lors de l'échange du circuit. alpheus a conçu le circuit LED, ainsi nous sommes en mesure de le faire évoluer avec de nouvelle génération de LED, il n'y a aucune difficulté pour garantir le SAV sur une longue période puisque nous ne sommes pas tributaires de circuits de distributions externe à la société et pouvons adapter notre circuit à tout types de LED.
Il s'agit d'une question difficile car nous ne pouvons prévoir exactement l'évolution de la technologie. Cependant notre système permet le remplacement des circuits LED et du circuit de régulation. Si la même technologie est disponible, ou une assez proche, seuls les circuits LED sont échangés (c'est une tâche que vous pouvez accomplir avec l'aide d'un tournevis et l'application de pâte thermique qui sera fournie avec les nouveaux circuits). Une autre étape d'évolution peut nécessiter le remplacement du circuit de régulation pour s'adapter à de nouvelles caractéristiques électriques (procédure de remplacement identique au circuit LED). La sréie RADIOMETRIX est pour cela compatible avec l'ancienne génération (même format mécanique et électrique, alimentation et contrôleur) car la fidélisation est aussi importante que l'innovation. Aussi les clients ‘génération XR-E' pourrons nous retourner les modules pour rétrofit, cette précédente génération ayant les LED collées à l'adhésif thermoconducteur alors que sur la nouvelle RADIOMETRIX la pâte thermique n'est pas adhésive et ne nécessite plus ce retour en atelier.
En ce qui concerne l'évolution probable des LED : actuellement les meilleurs rendements 'sur table' sont de 180 lumens/Watt, il est prévu une limite technologique de 220 lumens/Watt cela laisse donc une place à la progression. Nous ne constatons pas une véritable baisse de prix, une amélioration certes mais pas plus. En revanche le gain énergétique est nettement supérieur ce qui permet un amortissement plus rapide de l'investissement. Voici à titre d'argument l'historique de nos réalisations :
- 2006 premiers essais et prototypes basés sur la Luxeon K2,
- 2009 commercialisation des luminaires génération CREE XR-E,
-
2011 commercialisation de la gamme RADIOMETRIX basée sur des CREE XM-L et des Luxeon Rebel-ES.
C'est-à-dire un saut technologique significatif tous les deux ou trois ans avec une amélioration significative du rendement pour chaque génération sans vraie différence de cout par LED..
Faut-il être déçu lorsqu'une nouvelle génération voit le jour ? Certainement pas si la fonction est toujours assurée ! Comme pour tout produit technologique (appareil photo, téléviseur, etc.) la course au produit de dernière génération est vaine. Il faut savoir changer à bon escient lorsque les performances changent réellement la donne. Ce produit est fait pour durer et limiter les recyclages, pensez y.
C'est possible, il faut cependant utiliser une interface, par exemple pour le Profilux le LEDcontrol4passive celui-ci possède quatre canaux PWM (impulsions numériques) compatible directement avec notre circuit de régulation. Le résultat est moins précis que le contrôleur PWM alpheus ETHER qui fonctionne en mode 16bits et dispose ainsi de 65000 pas de réglages qui permettent le véritable éclairage lunaire ainsi qu'une progression très douce et subtile, sensible en faibles éclairements.
Il est aussi possible d'utiliser tout autre contrôleur PWM en TTL 5 Volts de fréquence 100 à 50 KHz, le pas est de 0,02% pour une fréquence de base de 100 Hz et nous conseillons pour cela 100Hz à faible niveau d'éclairement et 200 Hz à partir d'un rapport cyclique de 10%. L'interface analogique est possible mais seulement en 10-100% pour 0,5 - 2,5 Volts ce qui est beaucoup moins précis et subtil que le réglage par PWM.
Attention un niveau électrique de PWM en 0-10V peut endommager le circuit de régulation, nous consulter pour une adaptation électrique.
Le bloc alimentation est déporté près du tableau électrique (3m de cordon fourni en standard). Ainsi il n'y a pas de tension électrique dangereuse près de l'aquarium. La rampe peut même tomber dans l'eau salée sans crainte de choc électrique ! L'alimentation HLG240 est aussi IP67 (résistante aux projections d'eau), son rendement est de 93% ainsi elle ne chauffe pas et n'a pas besoin de ventilateur.Beaucoup d'avis sont formulés sur les LED , avis souvent contradictoires. Ces différents points de vue sont en réalité des interprétations superficielles des documents techniques. C'est le cas notamment de la notion de durée de vie et du chiffre annoncé par la concurrence de 50 000 heures.
Que représentent exactement ces 50 000 heures ? Que se passe t-il à l'issue de cette durée ? Faut-il alors changer les LED ? S'éteignent-elles ? Ces questions de nombreuses personnes se les posent et nous allons tenter d'y répondre.
La durée de vie de 50 000 heures est un paramètre communiqué par les fabricants des composants LED (pas des luminaires), celui-ci est décrit précisément dans les normes d'éclairage.
Les LED qui nous occupent sont destinées à l'éclairage domestique/public. Les organismes de normalisation ont défini une limite d'utilisation des LED nommée L70. Celle-ci ne correspond pas à une panne mais un affaiblissement du flux. Celui-ci doit être insuffisant pour que notre vue ne fasse pas de distinction entre une ampoule neuve et une usagée (ce qui serait désagréable dans le cas d'un remplacement d'ampoule par exemple). Aux niveaux d'éclairements usuels il a été défini un affaiblissement acceptable de 30%.
Tous basés sur une technologie similaire, les fabricants de composants LED indiquent une L70 de 50 000h dans les conditions normales d'utilisation. En conséquence ces 50 000 heures (soit 11 ans environ à 12h/j) impliquent l'acceptation d'une perte de 30% du flux lumineux (et radiométrique). En complément est indiquée la durée de vie à extinction des LED qui se situe généralement après 100 000 heures.
Est ce vrai pour toutes les LED ?
Tous les fabricants de LED de puissance indiquent des durées de vie selon la L70 de l'ordre de 50 000 heures. Mais ceci selon des conditions d'utilisation et d'environnement dont les limites sont fixées par chaque fabricant et celles ci sont à la fois très strictes et techniquement très contraignantes. Un des impacts les plus importants sur la durée de vie des LED est l'élévation thermique de la puce. Pour cela on se base sur la température de jonction, c'est-à-dire la température au cœur de la LED. En clair plus une LED chauffe plus elle s'use vite. Ainsi un composant LED de puissance sans aucune dissipation thermique additionnelle ne fonctionne que quelques heures.
A titre d'exemple voici un tableau édité par le fabricant des LED LUXEON Rebel (Philips Lumileds)
Décryptons ce graphique intéressant à plus d'un titre.
Les tests ont été effectués pour une intensité de 700mA (la LED prise en exemple supporte pourtant un courant maximal de 1A) à trois températures de boîtier différentes 55°C, 85°C et 120°C. La température de boitier est celle de l'extérieur du composant et cela correspond respectivement à des températures de jonction interne de 74°C, 103°C et 138°C. A une température de jonction de 138°C, la LED va perdre 30% de son flux en moins de 35 000h alors qu'à 103°C, cette durée dépassera les 54 000 heures (l'extrapolation peut laisser prévoir une durée de 70 000 heures). Par contre à 74°C, la LED va sans problème dépasser les 100 000 heures. On voit aussi que la perte de flux est relativement linéaire (attention à l'échelle logarithmique du graphique) et se situe à environ 5% toutes les 10 000 heures pour une température de jonction de 103°C.
La température de jonction dépend de deux facteurs :
- La puissance électrique dissipée par la LED définie par le courant d'utilisation et la tension VF de la LED
- La résistance thermique cumulée de la jonction LED à l'air ambiant (Cf schéma ci-dessous).
- 1. Jonction de la LED. Une température maximale TJ est spécifiée par le fabricant de la LED. Cette jonction produit de la chaleur par effet Joule tel que P=UxI, soit proportionnel à la tension VF de la diode et le courant de régulation.
- 2. Boitier de la LED, le fabricant de la LED indique sa résistance thermique RTH, plus la valeur est faible, meilleure est la communication de la température TJ à l'extérieure de la LED. Un exemple : pour une RTH de 5°/W et pour une tension VF de 3V et un courant de 700mA , soit 2W, la différence de température entre la jonction et le boitier est de 10°.
- 3. Câblage par soudure de la LED, si le PAD thermique est correctement soudé la RTH est faible. Ce câblage par soudure est effectué en refusion sans plomb (RoHS).
- 4. Zone de cuivre du MCPCB (Metal Core Printed Circuit), la zone de cuivre doit être la plus large possible au niveau du pad thermique de la LED afin d'augmenter le contact avec la semelle en aluminium. 2cm²/LED est une surface correcte. L'épaisseur de cuivre est aussi un atout, alpheus utilise une couche de 70µm en finition nickel-or chimique pour ajouter une résistance contre la corrosion.
- 5. Isolant du MCPCB, ici se cache la propriété essentielle du MCPCB qui qualifie sa conductivité thermique, alpheus utilise des MCPCB avec un isolant d'excellente conductivité thermique est d'épaisseur réduite alors qu'il est facile de dégrader le résultat avec un MCPCB ou FR4 (Flamme Retardant 4 = résine époxyde) de conductivité thermique médiocre. Parfois un FR4 de faible épaisseur est collé sur une plaque aluminium, donc un MCPCB fortement dégradé . Les MCPCB, comme Laird ou Bergquist, ont un cout certes supérieur mais assurent une meilleure longévité aux composants LED.
- 6. Plaque d'aluminium, sa très forte conductivité thermique fait que celle-ci intervient que peu dans le calcul, elle est de moindre importance. Celle-ci diffuse cependant la chaleur au dissipateur thermique et sa surface doit être suffisante.
- 7. Pâte thermique. La pâte thermique joue aussi un rôle important dans la conduction de la chaleur. Son objectif est de mettre en contact les deux surfaces d'aluminium. alpheus utilise une pâte thermique de 10W/m-K sans silicone pour une performance maximale maintenue dans le temps (par comparaison une Artic Silver 7 ne fait que 7W/m-K et il s'agit d'une très bonne pâte thermique). La pression doit être suffisante pour réduire l'épaisseur de pâte. L'absence, ou même la moindre qualité de la pâte thermique peut avoir des résultats désastreux ainsi qu'une mise en contact approximative du MCPCB et du dissipateur thermique. Si le dissipateur thermique reste froid, ce point a été négligé.
- 8. Dissipateur thermique. Il s'agit de l'échangeur de chaleur avec l'air ambiant. Sa forme et surface sont calculées pour assurer la convection. La couleur noire permet d'améliorer significativement (10%) le rayonnement thermique. Un dissipateur mal calculé, sous-dimensionné, mal orienté, peut entrainer une élévation thermique au-dessus des recommandations fabricants de LED et raccourcir la durée de vie prévue par ceux-ci.
- 9. Air ambiant. La température de celui-ci sert de référence pour le calcul de l'élévation thermique interne de la LED. Ainsi cet air ne doit pas s'élever au-dessus d'une limite maximale pour garantir le bon fonctionnement du luminaire. alpheus fixe à 45° cette limite pour ses luminaires. Au-delà, par exemple si la rampe est confinée, il est nécessaire de mettre en place un flux d'air (ventilation).
L'alimentation de la LED est un autre point contraignant, point réglé par une gestion électronique de qualité. Le courant ne doit pas excéder une limite fixée par le fabricant de la LED ce qui implique une régulation en courant. Il est délicat de réaliser cette régulation avec un bon rendement, qui implique un fonctionnement par découpage, tout en réduisant les pics de courant qui peuvent, s'ils sont répétés, détruire progressivement le composant LED, ou, s'ils sont trop importants, le détruire rapidement. Ces pics de courants sont difficilement détectables autrement qu'en observant le signal avec un oscilloscope aussi un simple ampèremètre ne suffit pas à vérifier le courant d'alimentation des LED. L'utilisation des LED à leur courant maximal impose la réduction des pics à une valeur nulle (ce qui est pratiquement impossible), une valeur plus basse donne une marge de bon fonctionnement sans toutefois une garantie. Une seconde précaution indispensable est l'utilisation d'une source de tension primaire qualifiée pour fournirde forts courants d'appels sans surtension excessive ni risque de défaillance aussi il est important d'utiliser des alimentations prévues pour cet usage.
Les calculs thermiques et de puissance dissipée sont finalement intimement liés. Ils reposent sur la sélection et connaissance des composants électroniques LED et une mise en oeuvre basée sur les règles de l'art. Une simulation thermique et électronique puis la validation (mesures et tests) qualifient les performances. Ainsi les choix initiaux vont impacter sur les résultats immédiats mais aussi sur la durabilité du luminaire. On peut constater pratiquement de grande divergences dans la longévité des équipements selon les différents constructeurs alors que beaucoup ne revendiquent simplement que la longévité des composants LED soit 50 000h ce qui est, nous l'avons vu, impossible à obtenir et, d'autre part, incohérent avec les besoins physiologiques sans une marge de puissance comme notre dispositif en dispose. Car qu'en est-il pour un luminaire d'aquarium ou un éclairage horticole à vocation photosynthétique ?
Trois remarques :
1. 30% d'affaiblissement du flux lumineux est adapté au domaine de l'éclairage domestique et de notre perception de la luminosité mais cette variation est trop importante pour ne pas ressentir un effet sur les invertébrés zooxanthellés car, si notre vue ne fait que très difficilement la différence, la baisse de celle–ci aura un impact proportionnel sur leur physiologie.
2. Les conditions de mise en œuvre, gestion thermique et régulation de courant, peuvent dégrader la durée de vie statistique des LED aussi la qualité de conception et de fabrication du luminaire est un facteur important pour garantir un temps d'utilisation normal. Le calcul de la durée de vie intègre toujours un 'profil de vie', c'est-à-dire les conditions d'utilisations.
3. La durée de vie du composant LED, même s'il est le plus couteux et le plus sensible, n'est pas celui du dispositif complet qui doit être envisagé dans son ensemble ainsi quel les moyens de remise en état.
A partir de ces éléments alpheus conçoit des dispositifs qui mettent en œuvre une gestion électronique et thermique performante, très au dessus des recommandations fabricants. Les limites ne sont jamais atteintes et restent dans le raisonnable pour garantir des caractéristiques constantes et fiables, ceci bien entendu au détriment de la puissance lumineuse brute. Un autre avantage de cette gestion prudente est l'obtention d'un meilleur rendement et donc une moindre consommation électrique à flux lumineux donné
Il faut aussi tenir compte d'un affaiblissement acceptable pour les invertébrés symbiotiques aussi alpheus n'indique pas pour ses luminaires une durée de vie de 10 ans ou 50 000h pour un usage aquariophile mais entre 5 et 7 ans. Par ailleurs nous avons sur notre contrôleur de gradation une fonction 'maintien du flux constant' pendant la durée de vie qui permet, outre la prolongation de cette durée d'exploitation, de maintenir très exactement les mêmes conditions de maintenance pendant toute le durée de vie de la rampe. Celle-ci peut ainsi être allongée dans le cas d'une réserve de puissance initiale.
Enfin il est prévu des éléments facilement échangeables (un simple tournevis suffit) pour le remplacement en fin de vie des LED ou du circuit de régulation, sans retour ni dépose de la rampe. Et les modules consituant le luminaire ont aussi un fonctionnement indépendant les uns des autres ce qui permet leur échange si on souhaite pas intervenir pour l'échange de circuit.
Vous avez compris qu'il est préférable, ou simplement plus juste, de parler de durée de vie d'un luminaire pour son application liée à la photosynthèse plutôt que durée de vie des composants LED. Annoncer 5 à 7 ans est moins que 50 000h, cependant c'est un chiffre honnête, basé sur un calcul réaliste et notre retour d'expérience. Il est ainsi intéressant de constater que tous nos luminaires construits donnent entière satisfaction à leur propriétaire respectif alors que nous annonçons 5 à 7 ans et quel les constructeurs concurrents qui annoncent 10 ans et plus connaissent des déboires dés la première année ! Notre REX (Retour d'EXpérience) est excellent et cela vaut bien mieux que les annonces.
Non, à la fin de vie des LED seuls les circuits LED sont à changer. Ceci peut être fait progressivement et ne nécessite ni connaissance particulière ni talent de bricolage. Il est probable que les évolutions permetteront même un 'upgrade' des luminaires bénéficiant ainsi des progrès technologiques.
Il suffit de communiquer à l'adresse contact@alpheus-aquarium.com :
- Les dimensions de la cuve (Longueur x largeur x hauteur)
- La présence de ceinturages, de renforts, de surverse
- Le biotope (eau douce, F0, coraux mous, LPS, SPS) les précisions que vous pouvez apporter
- Les contraintes spécifiques (par exemple suspension existante)
- L'éclairage actuel si le projet est un remplacement
Non, actuellement nous n'avons pas ce produit disponible par ailleurs chez d'autres constructeurs
Pas encore mais nous y travaillons afin de fournir une solution pertinente à cette triple problématique : Faible cout, efficacité, discrétion
91230, le code postal de Montgeron, si celui-ci ne fonctionne pas essayer le code par défaut 0000
Oui car il influe très significativement sur le résultat final. Un produit bas de gamme aura un rendement d'environ 80% alors qu'un produit haut de gamme, comme celui implanté sur les rampes alpheus, aura un rendement supérieur à 90%. Par exemple pour une consommation réelle de 300 Watts une alimentation 80% consomme 360 Watts alors qu'une de 90% ne consomme que 330 Watts. Cette différence de rendement fait que le cout initial est rapidement amorti par l'utilisateur cependant peu de constructeurs favorisent les performances lorsque des économies sont possibles à prix de vente égal.
Un luminaire alpheus est intégralement conçu, développé et fabriqué en France, des schémas initiaux à l'expédition finale, logiciels compris. Les composants électroniques (LED CREE ou Philips Luxeon par exemple) sont nécessairement approvisonnés auprès des distributeurs officiels pour l'Europe (VSO, Future electronics). Les optiques choisies sont celles d'un constructeur finlandais. Ceci permet le contrôle qualité tout au long du process, la maitrise des références d'achats, la maintenabilité et le SAV. Nous sommes également fiers de travailler avec des sous-traitants de fabrication français pour l'usinage mécanique des dissipateurs (Pont Audemer), la réalisation des circuits imprimés MCPCB et FR4 (Narbonne), le câblage électronique et filaire (LED à Narbonne, régulation et contrôleur à Roanne), la tôlerie et l'intégration finale (Mâcon). Tous participent à ce projet sans ménager leurs efforts pour être compétitifs tout en conservant un niveau élevé de qualité.
Préparation des modules alpheus RADIOMETRIX avant intégration finale à l'usine de Mâcon
Nos éclairages photosynthétique sont aussi l'occasion d'un clin d'oeil partriotique : 
;)
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