Chapitre 6 – Source lumineuse | Terminale Bac Pro ERA-MA | Physique-Chimie | ⏱ 50 min
Dernière mise à jour : 4 mai 2026, 14:00
Aymeric, agenceur, ouvre un nouveau showroom de cuisines de 80 m². Il doit choisir 12 luminaires identiques pour un éclairement uniforme à 500 lx. Le showroom est ouvert 70 h/semaine = 3 640 h/an (prévision 5 ans).
| Type | Puissance | Efficacité | Durée vie | IRC | Prix |
|---|---|---|---|---|---|
| A — Halogène 250 W | 250 W | 20 lm/W | 2 000 h | 100 | 15 € |
| B — Fluo compact 60 W | 60 W | 83 lm/W | 10 000 h | 85 | 22 € |
| C — LED 38 W | 38 W | 132 lm/W | 50 000 h | 92 | 55 € |
L'IRC mesure la fidélité des couleurs sous une source par rapport à la lumière du jour (référence 100). Plus la valeur est haute, plus les couleurs sont rendues fidèlement.
Pour un showroom où l'on présente des bois et finitions, IRC ≥ 90 est recommandé.
📚 Cette activité s'appuie sur §3 (efficacité) et §5 (qualité de la lumière) de la leçon Ch06.
Calculer pour 12 luminaires : le coût d'achat initial, et le nombre de remplacements nécessaires sur 5 ans (3 640 × 5 = 18 200 h).
Calculer la consommation et le coût d'énergie sur 5 ans (tarif 0,18 €/kWh).
Conso = nb × P × t, en Wh, ÷ 1 000 pour kWh, × 0,18 €.
Total achat + énergie sur 5 ans pour chacun. Conclure.
| Solution | Achat 5 ans | Énergie 5 ans | Total |
|---|---|---|---|
| A — Halogène | 1 800 € | 9 828 € | 11 628 € |
| B — Fluo | 792 € | 2 359 € | 3 151 € |
| C — LED ✓ | 660 € | 1 494 € | 2 154 € |
La LED est 5,4× moins chère que l'halogène sur 5 ans (2 154 € vs 11 628 €). Le surcoût initial (660 € vs 180 €) est récupéré en quelques mois.
De plus, IRC 92 (LED) est suffisant pour un showroom (vs 85 pour fluo). Choix : LED (C).
Pourquoi l'halogène est-il devenu obsolète, malgré son IRC parfait de 100 ?
L'halogène fonctionne par incandescence : un filament de tungstène chauffé à 3 000 °C émet de la lumière. Mais 90-95 % de l'énergie se transforme en chaleur, seulement 5-10 % en lumière utile. Très peu efficace.
Conséquences :
L'UE a banni la production d'halogènes domestiques en septembre 2018 pour raisons écologiques. Reste autorisé en usages spécialisés (théâtres, automobile, aviation).
Pourquoi les fluorescents (néons) ont-ils un IRC inférieur à la LED moderne, alors qu'ils étaient leaders il y a 20 ans ?
Le tube fluorescent émet de la lumière par fluorescence des poudres (phosphores) qui tapissent l'intérieur du tube : un arc électrique excite la vapeur de mercure, qui émet des UV. Ces UV excitent le phosphore qui émet la lumière visible.
Or les phosphores n'émettent qu'à quelques longueurs d'onde discrètes (les pics qu'on voit sur le spectre Doc 2). Entre les pics, il manque des couleurs → restitution imparfaite (un objet rouge sous un fluo peut paraître brunâtre).
La LED blanche moderne combine une LED bleue + phosphore jaune (couleur des œufs de jaunes, mais conçu pour cette application). Le résultat est un spectre continu bien plus proche de la lumière naturelle → IRC 90+.
Inconvénient des fluo : contiennent du mercure (déchet dangereux à recycler), démarrage lent, sensibles au froid, chargement progressif (clignotent en fin de vie).
Calculer le bilan carbone des 3 solutions sur 5 ans, sachant que 1 kWh émet 60 g de CO₂ en France (mix nucléaire-renouvelable).
La LED émet 6,5× moins de CO₂ que l'halogène. Sur des dizaines de milliers de showrooms en France, le passage généralisé au LED économise des millions de tonnes de CO₂.
Pour comparaison : 1 t CO₂ = trajet Paris-New York en avion par personne. Halogène = 3 vols transatlantiques.
Aymeric demande : « Et si je voulais une lumière plus chaleureuse dans le showroom (ambiance bois) ? » Que lui répondre ?
La sensation « chaude/froide » d'une lumière dépend de sa température de couleur (en kelvins, K) :
Les LED existent dans toutes les températures (3 000 K, 4 000 K, 6 500 K). On peut donc choisir la teinte sans changer la techno.
Recommandation à Aymeric : LED 3 000 K (blanc chaud) pour mettre en valeur les bois et finitions chaleureuses du showroom.
Encore mieux : LED « Tunable White » qui peut varier de 2 700 K à 6 500 K via télécommande (mais 2-3× plus cher).
Pourquoi ne dit-on pas que les LED ont des « watts » mais des « lumens » ? Pourquoi cette unité a-t-elle pris le dessus ?
Avant les LED, on disait « ampoule de 60 W » et tout le monde savait à quoi s'attendre (lumière équivalente à un salon).
Avec les LED, dire « 60 W » ne veut plus rien dire car une LED 8 W éclaire autant qu'une halogène 60 W.
L'unité scientifiquement correcte est le lumen (lm), qui mesure le flux lumineux réellement émis, indépendamment de la techno.
Tableau de correspondance approximatif :
| Ancienne ampoule incandescente | Lumens | Équivalent LED |
|---|---|---|
| 40 W | ~ 470 lm | 5 W LED |
| 60 W | ~ 800 lm | 8 W LED |
| 75 W | ~ 1 100 lm | 11 W LED |
| 100 W | ~ 1 600 lm | 15 W LED |
Depuis 2010, l'étiquette des ampoules en magasin obligatoirement affiche les lumens en gros (UE règlement 874/2012). Les watts ne sont qu'une indication de consommation.