Ampoule à filament LED

A LED, mais pas laide, l'ampoule à filament LED utilise des LED montées en série sur des baguettes de circuit imprimé. Le tout est recouvert d'une résine translucide pour diffuser la lumière. Il ne s'agit en aucun cas de filament de tungstène comme à l'époque des ampoules à incandescence d'autrefois.

Esthétique de l'ampoule LED

Ces nouvelles ampoules à LED en forme de filament procurent un rendu visuel proche des ampoules à incandescence grâce à leur partie lumineuse qui ressemble vraiment à un filament. Le rendu des couleurs est amélioré par rapport aux LED blanches de puissance classique (indice de rendu des couleurs IRC de l'ordre de 90). Il existe différentes températures.

Les ampoules contiennent plusieurs bâtons filament de LED et donnent ainsi un effet proche du filament en plusieurs segments. Le verre transparent de l'ampoule laisse voir, comme sur l'ampoule à incandescence claire, les segments de source lumineuse. L'ampoule à LED à filament réconciliera les nostalgiques des ampoules à incandescence et les nouvelles technologies offrant l'efficacité lumineuse.

Technologie des filaments de LED

Pour obtenir la forme très fine qui rappelle les filaments, les LED sont de très petite taille (le filament ne fait que de l'ordre de 2mm de diamètre, résine comprise) et sont en série. Cette technologie est appelée COB (chip on board) qu'on pourrait traduire par "puce sur carte électronique". Le filament est formé de plusieurs LED montées en série sur un petit bâton de circuit imprimé miniature.

LED COB : rangée de LED montées en série, noyées dans une résine

Exemple de filament LED 1W

Les nouvelles ampoules (en vente en 2015) à filament LED sont proposées en puissance 2 W, 4 W et 6 W et en gros culot compatible avec n'importe quelle douille :

Ampoule à filament LED COB : 2 W, 4 W, et 6 W

L'ampoule LED 2W possède 2 bâtons de LED, l'ampoule LED 4 W possède 4 bâtons de LED, et la 6 W possède 6 bâtons.

On peut deviner que chaque bâton de filament LED fait 1 W. On trouve en vente des bâtons de filament LED 1W semblables à ceux des ampoules LED filament. En voici quelques caractéristiques :

• Angle d'ouverture : 360°
• Durée de vie : 50000 heures
• Luminosité : 130 lumens
• Dimensions : 40 x 2 x 2 mm
• Tension : 50-60 V
• Courant : 15 mA

Comme un filament traditionnel d'ampoule à incandescence, le filament à LED verse sa douce lumière sur 360° d'angle. Sa durée de vie annoncée est de 50000 heures, soit 50 fois plus qu'une ampoule à incandescence. La luminosité annoncée est meilleure encore que les LED blanches classiques (130 lumens par Watt d'après les données constructeur)

Avec un fonctionnement à 50-60 V et en courant de 15 mA, le filament est bien un ensemble de petites LED blanches en série ! Sachant qu'il s'établit une tension de 3V à 3,5 V aux bornes d'une LED blanche en fonctionnement, on peut déduire qu'il y a environ 15 LED montées en série.

Couleur des LED : bleu ou blanc ?

En réalité, il est possible d'utiliser des LED bleues montées en série avec au dessus une résine extérieure qui serve à la fois de protection mécanique et de substance fluorescente qui convertit le bleu en jaune, comme dans toute LED blanche. C'est pour cela que le spectre d'une LED blanche a toujours plus ou moins la même allure : un pic dans le bleu assez aigu dû à la LED bleue, et une cloche étendue dans le jaune orange due à la fluorescence de la substance qui tapisse la LED blanche :

Spectre typique d'une LED blanche

Cette substance fluorescente reçoit la lumière bleue et réémet du jaune. C'est la combinaison des deux couleurs qui produit la lumière blanche. Voici un croquis de LED blanches COB :

LED blanche COB : rangée de LED bleue et résine

En utilisant une résine qui noie toutes les LED bleues, le rendu final ressemble davantage à une unique source lumineuse étendue. Les LED elles-mêmes peuvent être montées sur une plaque en métal (séparées par un isolant électrique fin), ce qui permet d'évacuer bien mieux la chaleur.

Alimentation des LED depuis le 230 V

Ces ampoules LED s'alimentent en 230 V. Il y a probablement une alimentation capacitive ultra simple sans transfo qui se cache dans le culot de l'ampoule. Il n'y a pas besoin d'isolation électrique entre le secteur 230 V (le culot de l'ampoule) et le filament à LED vu que le verre de l'ampoule empêche qu'on puisse le toucher. Ces ampoules fonctionnent en 220 - 240 V, et non 90 - 240 V, ce qui confirme qu'il s'agisse d'une alimentation capacitive.

Exemple d'alimentation capacitive d'ampoule LED 3W

LED blanches COB déjà en vente

Depuis 2014, on peut trouver des ampoules LED qui réconcilient les amateurs du design rétro vintage de l'ampoule à incandescence et l'efficacité lumineuse des LED.