VARIER LE FLUX DES LAMPES DE REMPLACEMENT LED
Les lampes de remplacement LED sont devenues très populaires ces dernières années, surtout dans le secteur résidentiel. La qualité de ce type de lampes a fortement progressé, tandis que le prix a considérablement baissé et se rapproche du prix d'une lampe CFL. La variation du flux via la tension du réseau est à ce jour le principal problème de la lampe de remplacement LED. La cause ne réside pas dans les LED en soi, car une LED autorise une variation de flux nettement plus pré-cise que sur n'importe quelle autre source lumineuse. Le problème réside dans la compatibilité entre d'une part l'électronique de commande de la lampe LED et d'autre part le variateur de contrôle de phase ou de contrôle de phase inversé.
Johan Bleumers (Volta Tecnolec),Ruben Delvaeye (CSTC) et Peter D'Herdt (CSTC)
LAMPE DE REMPLACEMENT LED ET VARIATEUR ORIGINAL
La technique de variation via la tension de réseau a été mise au point il y a près d'un demi-siècle pour faire varier le flux des lampes à incandescence et s'est fortement répandue au fil des années grâce à sa simplicité et àsa fiabilité. Avec l'arrivée de la technologie LED, les lampes à incandescence énergivores ont été de plus en plus remplacées par des lampes LED, tandis que le variateur original est souvent conservé. L'utilisateur s'attend à ce que ses lampes LED puissent être variées de la même façon que les lampes à incandescence originales. Dans la pratique, la collaboration entre la technologie LED moderne et les principes classiques de la variation via le réseau n'est pas toujours aussi évidente.
DESCRIPTION DU PROBLEME
Dans le culot d'une lampe de remplacement LED sont intégrés quelques composants électroniques qui adaptent la tension de réseau afin que le LED fonctionne lors du branchement sur le réseau électrique. Dans sa forme la plus simple, cette électronique ne réagira pas à la variation via le réseau mais moyennant quelques extensions à la partie électronique, ceci est bel et bien possible: nous parlons alors d'une lampe LED variable. Bien que les fabricants fassent tout pour que leurs lampes LED variables puissent fonctionner correctement avec un maximum de variateurs, des problèmes peuvent encore apparaître dans certaines combinaisons de variateurs et de lampes LED. Ceux-ci peuvent prendre différentes formes. Un problème fréquent est que la lampe devient instable à certains niveaux de variation, ce qui perturbe énormément l'utilisateur. Ceci se produit surtout à de faibles niveaux de variation. La façon dont la lampe réagit à la variation peut aussi fortement différer en fonction de la lampe LED utilisée. Une lampe montrera une courbe de variation plus plane tandis qu'une autre lampe suit une courbe plutôt logarithmique. Dans des cas extrêmes d'incompatibilité, des zones de 'dead travel' surgiront. Dans ces zones, le flux lumineux change à peine en tournant le bouton de variation. Ces phénomènes font qu'il est difficile de combiner les lampes de différents fabricants sur un même variateur. Même si la lampe LED se laisse varier sans problème, des problèmes peuvent encore se produire au (re)démarrage de la lampe. Il est possible que la lampe LED ne redémarre pas immédiatement après que le variateur est mis en marche et débranché à de faibles niveaux de variation. La lampe ne s'allume subitement que quand le niveau de variation est augmenté: on appelle ceci le 'pop-on'. Pour l'utilisateur, ceci crée une situation confuse et il peut supposer à tort une panne de la lampe ou du variateur: le problème ne se situe pas dans la lampe ou le variateur mais bien dans la compatibilité entre les deux. Des systèmes au fonctionnement stable peuvent aussi être perturbés occasionnellement par des signaux CAB. Ce sont des signaux que le gestionnaire de réseau envoie pour diffuser certains messages de courte durée via la tension de réseau, songez par exemple à la commande de commutation entre le tarif de jour et le tarif de nuit. La présence de ces signaux sur le réseau peut entraîner un fonctionnement temporairement instable des lampes LED. Un tout autre aspect est le bruit que peut engendrer une variation. Les fluctuations rapides de la tension qui entraîne la variation peuvent faire en sorte que certains composants électroniques subissent des vibrations mécaniques. Ceci engendre un bourdonnement audible éventuellement perturbant de la lampe, et dans certains cas, aussi du variateur, voire des deux. En fonction de l'intégration, il est possible que l'enceinte acoustique qui se crée renforce le bourdonnement.
VARIATEURS ADAPTES
Depuis quelques années, il existe sur le marché des variateurs universels pour les charges 'difficiles', comme les lampes LED et lampes CFL variables. Ceux-ci fonctionnent selon les mêmes principes de base que les variateurs classiques mais sont adaptés pour pouvoir collaborer avec une plus grande partie des lampes LED. Les variateurs universels permettent à l'installateur de choisir parmi une série de profils de variation. Il peut alors constater par expérimentation ou déduire à partir de tableaux de compatibilité quels réglages presteront le mieux dans son installation spécifique.Toutefois, la compatibilité sera encore souvent insuffisante à de faibles niveaux de variation, même avec les réglages de variation les plus optimaux. Pour offrir une solution, les variateurs permettent de régler le niveau minimal. Un bon réglage au-dessus du niveau de variation auquel des problèmes apparaissent permet d'encore améliorer la compatibilité entre la lampe LED et le variateur: une partie de la plage de variation est sacrifiée afin de garantir à tout moment un bon fonctionnement du système. La plupart des variateurs universels disposent d'un branchement à trois fils. Alors qu'un variateur à deux fils standard est branché de la même façon qu'un commutateur unipolaire, le conducteur neutre est aussi branché sur les variateurs à trois fils. Ceci est évident dans les nouvelles installations mais souvent impossible dans la rénovation. La présence à la fois du conducteur de ligne et neutre sur le variateur signifie que l'électronique de variation peut être alimentée directement au départ du réseau. Ce faisant, l'alimentation du variateur est déjà plus stable, d'où un comportement de variation plus fiable et une sollicitation minimale plus basse. L'utilisation d'un variateur universel réglé de façon optimale permet la variation rapide de la plupart des lampes LED.
CONCORDANCE ENTRE FABRICANTS
Il y a quelques années, un groupe de travail a été créé au sein de l'IEC (International Electrotechnical Commission) dans le but d'organiser la concertation réciproque entre les fabricants de variateurs et de lampes LED, afin d'aboutir à des solutions à la problématique de la compatibilité. Le groupe de travail a élaboré des rapports techniques avec des recommandations sur la construction à la fois des variateurs et des lampes LED. Pour l'heure, on travaille à une version suivante du rapport dans lequel sont examinés bien d'autres aspects de compatibilité. Ceci comprend notamment la production sonore des variateurs et/ou lampes et la plus grande uniformisation des courbes de variation des différentes combinaisons variateur/LED. Bien qu'il ne soit pas obligatoire de suivre les directives dans ces rapports, de nombreux fabricants le feront bel et bien à l'avenir. De plus, les recommandations seront transposées à terme, si bien qu'elles prendront peut-être un caractère contraignant à terme.
ALTERNATIVES
Différents fabricants ont développé des méthodes pour varier les lampes de remplacement LED sans intervenir dans la forme de la tension du réseau. Le variateur original ou commutateur d'éclairage original est ponté, la lampe étant raccordée directement sur la tension de réseau pleine. L'information de variation est amenée jusqu'à la lampe via une connexion sans fil. Le plus souvent, on choisit ZigBee. Comme toutes les informations vers la lampe sont numériques, la variation est très fluide. De plus, ZigBee garantit une communication fiable et les lampes et commandes de différents fabricants peuvent collaborer dans un seul réseau, qui peut aussi reprendre d'autres types de lampes LED etde capteurs. Hormis ZigBee, d'autres protocoles sont utilisés, comme Bluetooth Low Energy. Certains fabricants ont leurs propres protocoles. Un exemple est l'entreprise autrichienne LEDON. Elle ne travaille pas viaun protocole sans fil mais communique viades signaux numériques qu'elle place par-dessus la tension de réseau.
CONCLUSION
Malgré d'importants progrès dans la compatibilité entre les variateurs et les lampes LED, des problèmes semblent encore survenir. Tant les fabricants de variateurs que les fabricants de lampes LED font de leur mieux pour combler le fossé entre les deux technologies et alléger le travail de l'installateur. En parallèle, on cherche des solutions pour éviter la variation via le réseau électrique en envoyant les informations de variation de façon numérique vers la lampe LED. Le plus souvent, on utilise une connexion sans fil.
