Éclairage à DEL dans les musées − Bulletin technique 36

Stefan Michalski, Institut canadien de conservation
Jim Druzik (retraité), Getty Conservation Institute

Bulletins techniques de l’ICC

L’Institut canadien de conservation (ICC), situé à Ottawa, publie périodiquement des Bulletins techniques afin que les conservateurs et les restaurateurs d’objets culturels canadiens ainsi que les spécialistes en soin des collections du monde entier soient informés des principes et des techniques de conservation actuels. Les auteurs seront heureux de recevoir des commentaires.

Résumé

Les lampes à diode électroluminescente (DEL) sont en train de remplacer les lampes à incandescence et les lampes fluorescentes que les musées utilisent depuis des décennies, mais la transition n’est pas simple. La qualité de la lumière émise par les DEL varie beaucoup, et l’on s’inquiète des taux élevés d’endommagement. Pour la majorité des lampes de ce type sur le marché, la qualité de la lumière est insuffisante, car elle n’équivaut pas à celle des lampes quartz-halogène ni des lampes fluorescentes de qualité musée. De plus, certaines lampes à DEL peuvent même doubler le taux de décoloration d’une lampe quartz-halogène filtrant les ultraviolets (UV). Heureusement, il existe des lampes à DEL qui produisent une lumière de haute qualité, et leur nombre est en croissance. Ces lampes causent moins de dommages, pas plus que les meilleures lampes traditionnelles (et beaucoup moins que la lumière du jour). Le présent Bulletin donne une définition de ce que sont les lampes à DEL « bonnes » et « excellentes », explique les définitions, examine les données sur les dommages causés par toutes les formes d’éclairage et contient un guide détaillé de sélection des lampes à DEL pour les petits et les grands établissements.

Auteurs

Stefan Michalski est scientifique principal en conservation à l’ICC. Il a obtenu un baccalauréat spécialisé en physique et en mathématiques en 1972, a suivi une formation de restaurateur d’objets dans le cadre du programme de maîtrise en conservation des œuvres d’art de l’Université Queen’s, puis est entré à l’ICC en 1979. Il a aussi créé de nombreux outils de l’ICC visant à aider à préserver les collections : module de régulation de l’humidité relative (HR) (1981), règle à calcul servant à déterminer les dommages associés à la lumière (1988), affiche intitulée Plan de préservation des collections de musées (1994) et calculateur en ligne des dommages causés par la lumière (2012). Il a écrit la section sur les spécifications relatives à la température et à l’humidité de la première édition du chapitre « Museums » de l’ASHRAE – Applications Handbook (1999) et a participé à sa mise à jour en 2019. Il a été invité à contribuer à la mise au point de la norme PAS 198:2012, Specification for managing environmental conditions for cultural collections. De plus, il est l’auteur des pages Web de l’ICC sur les conditions ambiantes et l’éclairage. En collaboration avec l’ICCROM (Centre international d’études pour la conservation et la restauration des biens culturels) et la Cultural Heritage Agency of the Netherlands (RCE; anciennement connu sous le nom de Netherlands Institute for Cultural Heritage, ou ICN), il a participé à la conception d’un cours international sur les risques et coécrit le manuel connexe, La méthode ABC pour appliquer la gestion des risques à la préservation des biens culturels (2016).

Jim Druzik est titulaire d’un baccalauréat en chimie. Il a été scientifique principal de 1985 à 2016 au Getty Conservation Institute, où il a dirigé des recherches sur l’effet des polluants et de la lumière sur les collections. Il a aussi créé une galerie grandeur nature pour étudier les réactions des spectateurs à l’éclairage. De plus, il a intégré les besoins de conservation des musées aux programmes sur les DEL du département de l’Énergie des États-Unis (DOE), et a collaboré étroitement avec les scientifiques de ce département de 2008 à 2016. Avant de prendre sa retraite, il a contribué grandement à la création de l’initiative Managing Collection Environments. Avant de se joindre au Getty, il a travaillé au Musée d’art du comté de Los Angeles pendant cinq ans et au Musée Norton Simon de 1974 à 1980. En outre, il a occupé divers postes de conseiller à l’Administration nationale des archives et des dossiers, à la Bibliothèque du Congrès et à la Smithsonian Institution.

Avis de non-responsabilité : les renseignements figurant dans la présente ressource s’appuient sur la compréhension actuelle des problèmes soulevés. Les lignes directrices énoncées ne garantissent pas nécessairement une protection complète dans toutes les situations ni une protection contre tous les effets néfastes possibles que peuvent causer les lampes à DEL dans un environnement muséal.

Table des matières

Liste des abréviations
Introduction
Que sont les lampes à DEL?
Les DEL produisent-elles une lumière de bonne qualité?
Les DEL endommagent-elles les objets et œuvres d’art?
Chaleur, éblouissement, gradateurs et papillotement
Résumé détaillé pour l’achat de lampes
Détails techniques pour les grands projets
Garanties
Transition dans les formes de lampes
Rendement du capital investi
- Étude de cas du rendement du capital investi
- Rendement du capital investi dans les climats froids
Étiquetage et marquage des lampes
Recommandations sommaires
Remerciements
Sources d’information technique
Bibliographie
Note en fin de texte

Liste des abréviations

µW/lm/nm: microwatt par lumen par nanomètre
ANSI: American National Standards Institute
CIE: Commission internationale de l’éclairage
DOE: département de l’Énergie des États-Unis
Duv: « Delta u,v » est l’écart par rapport à la lumière blanche idéale (sur les coordonnées UV)
Hz: hertz
IES: Illuminating Engineering Society
IRC: indice de rendu des couleurs
L₇₀: durée de vie des DEL
LFC: lampe fluocompacte
lm: lumen
lm/W: lumen par watt
MID: modulation d’impulsions en durée
MR: réflecteur à multiples facettes
NBS: National Bureau of Standards
NEMA: National Electrical Manufacturers Association
nm: nanomètre
PAR: réflecteur parabolique aluminisé
R9: rendu des couleurs du 9e échantillon de couleur, rouge (méthode de la CIE)
Ra: indice de rendu des couleurs (méthode de la CIE)
RAVB: rouge, ambre, vert, bleu
RCC: réduction à courant constant
RCI: rendement du capital investi
Rf: fidélité du rendu des couleurs (méthode de l’IES)
RVB: rouge, vert, bleu
SSL: éclairage à semi-conducteurs
TCP: température de couleur proximale (ou température de couleur)

Introduction

Les lampes à DEL remplacent progressivement toutes les lampes traditionnelles (au tungstène, à halogène, fluorescence, etc.). Dans le milieu des musées et de la conservation, on se demande si la lumière des DEL est de bonne qualité, si elle cause des dommages supplémentaires aux œuvres d’art et si la durée de vie de ces lampes est aussi bonne qu’on le prétend. Beaucoup d’entre nous ont été déçus par les premières lampes à DEL achetées pour la maison, et les premiers utilisateurs dans les musées ont été déçus par des lampes à DEL qui sont mortes beaucoup plus tôt que prévu. De plus, l’inquiétude s’est accrue à mesure que les étranges bosses dans le spectre des lampes à DEL sont devenues largement connues.

La technologie des lampes à DEL s’améliore très rapidement. Le nombre de lampes à DEL directionnelles (projecteurs et réflecteurs) donnant une lumière de bonne qualité a augmenté. En cinq ans seulement, il est passé de quelques-unes à des dizaines, et ces lampes deviendront un jour la norme plutôt que l’exception. Pour que le présent texte demeure pertinent pendant de nombreuses années, l’accent est mis sur le comment et le pourquoi de la sélection des lampes à DEL, plutôt que sur des modèles en particulier.

La majorité des lampes à DEL sur le marché en 2018 ne répondaient pas aux critères de bonne ou d’excellente lumière, mais une minorité croissante de lampes y satisfont et offrent, en plus, la durée utile et l’économie d’énergie justifiant leur adoption. Les lampes à DEL qui fournissent une bonne ou une excellente lumière ne causent pas de dommages supplémentaires aux objets. Le présent Bulletin explique les phénomènes qui distinguent les bonnes lampes à DEL des mauvaises et décrit le processus détaillé de sélection et d’achat de bonnes lampes à l’intention des professionnels des musées et de la conservation.

Que sont les lampes à DEL?

Les lampes à DEL sont des ensembles complexes formés de diodes électroluminescentes, de phosphores, de composants électroniques et d’un boîtier. Certaines sont destinées à faire partie d’une toute nouvelle installation de lampes et de luminaires spécialement conçus. D’autres visent à remplacer des lampes plus anciennes, et le boîtier est donc conçu pour convenir aux mêmes appareils que ces lampes (par exemple, une ampoule ronde, un projecteur à faisceau étroit à réflecteur parabolique aluminisé [PAR], une lampe à basse tension MR16 [réflecteur à multiples facettes] ou une lampe fluorescente). La caractéristique inconnue la plus intéressante des lampes à DEL est leurs ailettes de refroidissement complexes, comme le montre la figure 1.

Vue de dessus et vue de devant de deux lampes à DEL directionnelles sans leurs lentilles en plastique. — © Gouvernement du Canada, Institut canadien de conservation. ICC 122894-0002
Figure 1. Vue de dessus et de face d’une paire de lampes à DEL directionnelles (MR16, 12 V) sans leurs lentilles en plastique. Les petites taches jaunes sont des DEL blanches individuelles; la couche de phosphores est jaune lorsque la lampe est éteinte.

Les DEL produisent une lumière colorée

Une lampe à DEL ne peut produire qu’une lumière fortement colorée (une bande étroite de longueurs d’onde). L’obtention d’une lumière blanche avec des DEL de couleur demande un peu d’astuce. Ce fait demeure au cœur de tous les débats sur la qualité de l’éclairage à DEL. Les premières DEL étaient rouges, ne produisaient qu’une intensité lumineuse très faible et servaient de témoins lumineux. Le développement d’un éclairage blanc pratique utilisant des DEL nécessitait d’autres couleurs (vert, puis bleu) ainsi qu’un rendement lumineux beaucoup plus élevé : ces problèmes n’ont pas été résolus avant les années 1990.

Différentes façons de fabriquer des DEL blanches

En fait, il n’existe pas de DEL « blanche », mais ce terme est utilisé de façon informelle pour désigner un appareil qui produit de la lumière blanche à l’aide de DEL. Il existe trois méthodes de production de lumière blanche à partir de DEL de couleur :

Phosphores : une seule DEL, bleue ou violette, éclaire une couche de phosphores à fluorescence dans la région du vert au rouge. On l’appelle « pompe » parce qu’elle pompe de l’énergie dans les phosphores. Le principe est identique à celui des lampes fluorescentes, qui utilisent le rayonnement UV de la vapeur de mercure excitée pour pomper les phosphores. La couche de phosphores dans une lampe à DEL est conçue pour laisser passer une partie de la lumière bleue ou violette, de sorte que le mélange final de lumière issue de la pompe DEL et des phosphores est blanc (soit l’ensemble des couleurs de l’arc-en-ciel). Certains fabricants utilisent un mélange de DEL blanches chaudes et froides pour produire une couleur blanc neutre. Sur la figure 1, les petits points jaunes dans chaque lampe sont les couches de phosphores sur le dessus des DEL bleues.
DEL additives : elles n’utilisent pas de phosphores, mais uniquement un mélange de DEL rouges, vertes et bleues (RVB), qui correspondent plus ou moins aux trois récepteurs de couleur de nos yeux. Il s’agit du même principe RVB que celui des lampes fluorescentes triphosphores. Certains modèles additifs ajoutent une DEL ambrée pour donner un mélange rouge, ambre, vert et bleu (RAVB).
Lampes hybrides : certaines lampes à DEL à phosphores munies d’une pompe dans le bleu ajoutent une DEL rouge pour compenser la faible production de rouge des phosphores.

La majorité des lampes à DEL blanches sur le marché en 2018 contenaient des phosphores, et la plupart d’entre elles utilisaient une pompe dans le bleu. Consulter la section Les DEL produisent-elles une lumière de bonne qualité? pour en savoir plus sur les problèmes spectraux liés aux DEL.

Une lampe à DEL = un boîtier + une ou plusieurs DEL blanches + des éléments électroniques

Chaque lampe à DEL (figure 1) se compose d’un boîtier, d’une ou de plusieurs DEL blanches et d’éléments électroniques fournissant la bonne intensité de courant aux DEL. Le boîtier joue un rôle essentiel en gardant les DEL et les éléments électroniques froids. Il est par conséquent fait de métal, ce qui assure une bonne conduction thermique, et est habituellement couvert d’ailettes, ce qui facilite le transfert thermique vers l’air. La longévité des lampes à DEL dépend du maintien des éléments électroniques et des DEL à une température inférieure à celle de détérioration, soit 80 °C en général.

Il n’existe que quelques fabricants de DEL dans le monde, mais les fabricants de lampes à DEL sont nombreux. Alors que le fabricant de DEL détermine la qualité de la lumière produite, le concepteur et le fabricant de la lampe déterminent presque toutes les autres caractéristiques pratiques, comme la durée de vie (qui dépend de la température de fonctionnement et de la fiabilité des éléments électroniques), l’uniformité et la répartition du faisceau lumineux, le rendement lumineux utilisé, ainsi que le contrôle de l’éblouissement.

En 2018, la plupart des lampes à DEL contenaient plusieurs DEL blanches, car la puissance lumineuse maximale de chacune est modeste; mais cette situation est en train de changer. Sur la figure 1, les deux lampes produisent une puissance lumineuse similaire, mais celle de gauche utilise 12 DEL distinctes, tandis que celle de droite en utilise une seule. L’avènement des DEL de grande puissance a rendu possibles les projecteurs à DEL de petite taille, comme MR16 ou PAR20, car la source lumineuse doit être beaucoup plus petite que le réflecteur ou la lentille si l’on souhaite produire un faisceau étroit et bien défini.

Durée utile des lampes

Les lampes à DEL « meurent » de plusieurs façons. Certaines meurent subitement en quelques milliers d’heures en raison d’une défaillance des éléments électroniques ou des DEL. D’autres dérivent très loin d’une lumière blanche de grande qualité. (Consulter la section Les DEL produisent-elles une lumière de bonne qualité? pour en savoir plus.) Ce sont là des défaillances inacceptables qui doivent être couvertes par une garantie. Par ailleurs, la majorité des lampes ne font que s’affaiblir (perte de luminosité). On doit donc déterminer le taux de réduction de l’intensité qui correspond à « la fin » et qui nécessite un remplacement. La durée de vie, ou longévité, des DEL est définie par convention à 70 % de la luminosité initiale, abrégé ainsi : L₇₀.

La durée de vie (L₇₀) des lampes à DEL est si longue en comparaison de celle de toutes les anciennes lampes (tableau 1) qu’elle change la façon de concevoir le remplacement des ampoules. En effet, les lampes à halogène doivent être remplacées deux fois par an et les lampes à DEL, une fois seulement aux dix ans. Cette longévité offre plusieurs avantages aux musées, non seulement en économies de main-d’œuvre, mais aussi en diminution des risques pour les collections en cas d’accident lors du remplacement des lampes.

Tableau 1 : Comparaison de la durée de vie et de l’intervalle de remplacement des lampes électriques courantes
Type de lampe	Durée de vie moyenne en heures	Durée de vie pour une utilisation de 12 h par jour, chaque jour	Défaillances par 100 lampes, en supposant que celles-ci ont un âge variable (sans égard aux défaillances prématurées)
Tungstène^{Tableau 1 remarques 1}	750 à 1 500	Environ 3 mois	Environ 8 par semaine
Tungstène-halogène^{Tableau 1 remarques 1}	2 000 à 2 500	Environ 6 mois	Environ 4 par semaine
Fluorescente (LFC)^{Tableau 1 remarques 2}	6 000 à 12 000	Environ 2 ans	Environ 1 par semaine
DEL blanches^{Tableau 1 remarques 3}	(L₇₀) 20 000 à 50 000	Environ 8 ans	Environ 1 par mois
Tableau 1 Remarques : Remarques 1 Il faut environ un an pour atteindre ce taux après l’installation initiale de lampes neuves partout, en supposant un remplacement uniquement lorsqu’une lampe est brûlée. Il s’agit d’une méthode d’entretien courante des lampes et, par conséquent, le brûlage aléatoire devient un problème courant dans les zones d’exposition. Retour à la première référence de la remarques 1 Remarques 2 Même si les grands établissements tendent à utiliser un calendrier fixe de remplacement des lampes fluorescentes, évitant ainsi le problème de défaillances aléatoires, les petits utilisateurs tendent à effectuer le remplacement au besoin. Après quelques années, la zone d’exposition connaît ce taux de défaillance aléatoire des lampes. Retour à la référence de la remarques 2 Remarques 3 Compte tenu de la longévité des lampes à DEL, les petits et grands établissements peuvent utiliser un calendrier de remplacement fixe, évitant ainsi complètement ce taux de défaillance aléatoire. Et même s’ils ne le font pas, après une ou deux décennies, la fréquence de lampes à DEL atteignant leur fin de vie sera de 10 à 20 fois moindre que dans le cas des lampes à halogène, et le calendrier des inspections d’entretien pourra donc être réduit considérablement. (Toutefois, au rythme actuel des développements technologiques, dans moins de 10 ans, il vaudra probablement la peine de remplacer les lampes par des lampes supérieures.) Retour à la référence de la remarques 3

Rendement en lumens (luminosité des DEL)

Au début, les DEL blanches n’avaient qu’un faible rendement nominal en lumens (lm), souvent aussi peu que 50 lm. Pour un emplacement dans un musée nécessitant une faible intensité lumineuse à proximité (comme les vitrines d’exposition), c’était une bénédiction, mais lorsque l’éclairage provenait de plafonds hauts, c’était un problème. En 2011, ceux qui voulaient utiliser des lampes à DEL avaient du mal à en trouver d’une intensité suffisante, sans parler de la difficulté d’en trouver qui offraient une lumière de bonne qualité. Aujourd’hui, la plupart des fabricants donnent des conseils fiables sur le type de lampe à DEL à utiliser pour remplacer une lampe à incandescence d’une taille donnée. Les utilisateurs plus avertis peuvent se fier aux données de luminosité en lumens et d’intensité de faisceau indiquées par les fabricants.

Pourquoi les garanties sont importantes

Pour fabriquer de bonnes DEL, les fabricants doivent sélectionner des phosphores ayant le spectre approprié, disposer ceux-ci ainsi que les DEL bleues (ou violettes) de sorte à permettre aux phosphores d’absorber la bonne partie de la lumière des DEL, fabriquer de grandes quantités de DEL identiques et veiller à ce que le mélange demeure stable à mesure que la lampe vieillit. Pour être en mesure de fabriquer des lampes fiables, les fabricants doivent obtenir des DEL blanches fiables, ajouter un pilote fiable (les éléments électroniques dans le culot de l’ampoule), puis tout assembler dans une enveloppe qui prévient la surchauffe des DEL et des éléments électroniques (ce qui explique la présence d’ailettes complexes sur la plupart des lampes à DEL). Chacune de ces étapes est imparfaite, et le degré d’imperfection varie selon le fabricant. De surcroît, la complexité des lampes à DEL est beaucoup plus grande que celle des lampes classiques, et l’industrie continue d’apprendre à bien fabriquer les DEL; c’est pourquoi les garanties sont importantes. Pour qu’une garantie soit honorée, l’utilisateur doit installer la lampe dans un luminaire permettant un bon refroidissement (c’est-à-dire d’une manière acceptable pour le fabricant) et à un endroit permettant également un bon refroidissement.

Les DEL produisent-elles une lumière de bonne qualité?

Oui, les meilleures lampes à DEL produisent de la lumière de bonne qualité, mais il s’agit d’une minorité. La majorité produit un éclairage médiocre juste au-dessus des minimums prévus par la loi. Cela signifie malheureusement que les musées doivent user de prudence dans le choix des lampes à DEL. Ce problème n’est pas nouveau pour les musées. En effet, la mauvaise qualité de la lumière des lampes à DEL a été précédée par la mauvaise qualité de la lumière des lampes fluorescentes; mais, comme pour ces dernières, certaines lampes à DEL produisent une lumière d’excellente qualité. La présente section résume nos conseils sur la sélection des lampes, puis offre des données techniques à l’appui.

Résumé des conseils sur la qualité de la lumière des lampes à DEL

Nous définissons deux niveaux de qualité de lumière pour les musées : bonne et excellente. Nous considérons « bon » comme un minimum acceptable pour bien voir les objets dans les musées, et nous considérons « excellent » comme une aspiration raisonnable.

Voici d’abord une courte explication des paramètres techniques. Pour obtenir plus de détails sur chacun, consulter les sections qui suivent.

IRC (indice de rendu des couleurs) : il mesure la justesse de restitution d’un ensemble de huit teintes pastel standards par une lampe par rapport à une source de lumière blanche idéale. Les lampes à incandescence sont jugées idéales pour les sources blanches chaudes, alors que la lumière du jour est jugée idéale pour les sources blanches froides. La valeur maximale de l’IRC est de 100. Cet indice est l’indice le plus utilisé dans l’industrie pour mesurer la qualité de la lumière et le plus facile à obtenir. Il est à noter que certains documents emploient Ra au lieu d’IRC : c’est la même chose. Toutefois, Ra et R9 sont des paramètres différents.
R9 : il mesure la justesse de restitution d’un échantillon rouge profond par une lampe par rapport à la lumière blanche idéale. Bien que l’on utilise huit teintes pastel pour déterminer l’IRC global, il existe aussi un autre jeu d’échantillons de couleurs saturées. Parmi toutes les couleurs saturées utilisées dans le test, le rouge (désigné R9) est le plus difficile à bien restituer par la plupart des lampes à DEL et la plupart des lampes fluorescentes, et ce, même lorsque l’IRC est élevé. La valeur R9 est devenue un indicateur pratique des meilleures lampes à DEL parmi celles qui présentent déjà un bon IRC moyen.
Duv : il mesure l’écart par rapport à la lumière blanche idéale, vers un ton rose (valeur négative) ou un ton vert (valeur positive).
TCP (température de couleur proximale ou corrélée d’une source lumineuse, que l’on abrège souvent simplement par « température de couleur ») : elle désigne la température d’un objet chaud qui émettrait le même type de lumière blanche. Elle se mesure en kelvins (K). La terminologie utilisée entraîne toutefois une malheureuse confusion, car la lumière « chaude » a une température de couleur inférieure et la lumière « froide » a une température de couleur supérieure.

Voici nos définitions d’une lumière de bonne qualité et d’une lumière d’excellente qualité. (Energy Star est fourni aux fins de référence.)

Lumière d’excellente qualité : IRC d’au moins 90. R9 d’au moins 90. Le Duv à l’achat se situe entre −0,003 et +0,003. Les lampes à halogène et les lampes à incandescence classiques respectent ces critères.

Lumière de bonne qualité : IRC d’au moins 90. R9 d’au moins 50. Le Duv à l’achat se situe entre −0,003 et +0,003. Cet IRC et ce R9 cibles ont aussi été proposés dans la version provisoire de 2012 de la Voluntary California Quality LED Lamp Specification (Flamm et coll., 2012), mais, au moment de la ratification définitive en 2016, la spécification avait baissé l’IRC à 82 et ne mentionnait pas le R9 (Pasha et coll., 2017). On a récemment proposé un IRC cible de 90 dans une nouvelle norme japonaise sur l’éclairage des musées (Yoshizawa et coll., 2017).

Nous avons constaté que, avec la technologie actuelle, les lampes à DEL ayant un IRC de 90 et plus auront un Duv conforme à la spécification. La spécification Duv devient donc une complication inutile pour la plupart des utilisateurs, et elle a été enlevée de nos conseils formulés dans les Recommandations sommaires. Elle demeure toutefois utile comme critère de défaillance pendant le vieillissement des lampes.

Energy Star 2017 : IRC d’au moins 80. R9 supérieur à 0. Le Duv à l’achat doit se situer entre −0,006 et +0,006. La variation du Duv au fil du temps ne doit pas dépasser 0,007; et l’uniformité du Duv dans le faisceau ne doit pas dépasser −0,006 ou +0,006 (DOE, 2017). Cette norme est la plus utilisée pour les lampes à DEL d’usage général au Canada et aux États-Unis. Pour l’IRC, le R9 et le Duv au moment de l’achat, nous considérons que la spécification ne convient pas à l’éclairage des musées, mais ses critères de stabilité des lampes au fil du temps sont utiles en tant que rendement minimal acceptable pendant la garantie. Pour les zones dans les musées où aucun objet n’est exposé et où les économies d’énergie peuvent être prioritaires, des lampes en deçà de la catégorie de bonne qualité mais ayant une désignation Energy Star peuvent être acceptables.

La température de couleur est une question de préférence, et non de qualité. Notre seule recommandation est d’utiliser la même température de couleur pour toutes les lampes dans un espace donné. De plus, on a démontré la fausseté de la vieille croyance selon laquelle, à des niveaux d’éclairage muséal de 50 lux à 200 lux, le visiteur préférera toujours la lumière chaude (de 2 800 K à 3 000 K). En effet, des températures de couleur aussi élevées que 5 000 K pourraient être préférables dans certains cas. Les fabricants n’ont pas vraiment tenu compte de ces nouvelles données, et la température de couleur des lampes quartz-halogène (3 000 K) demeure la cible de nombreux fabricants de lampes à DEL de bonne et d’excellente qualité destinées au marché des musées. Par ailleurs, pour ceux qui ne souhaitent pas faire d’essais de température de couleur, 3 000 K demeure un choix tout usage agréable pour l’éclairage des musées. Nous examinerons cette question plus en détail dans la section Température de couleur et niveau d’éclairement (en lux).

Spectre incomplet et à bosses de nombreuses lampes à DEL

L’indéniable élégance des lampes à incandescence, tant classiques qu’à halogène, réside dans leur simplicité, mais aussi dans une production de lumière qui ressemble à celle de la surface du soleil, c’est-à-dire qu’elles font chauffer quelque chose à blanc. Malheureusement, ces lampes convertissent en lumière une petite partie seulement de l’électricité fournie, le reste étant perdu en chaleur et en rayonnement infrarouge. De plus, la durée de vie du filament est courte, ce qui explique la quête de lampes plus efficaces ayant une durée de vie accrue, comme les lampes fluorescentes et les DEL. Toutefois, les lampes efficaces ont trop souvent altéré les couleurs, et ont donc acquis une mauvaise réputation.

Spectre UV et spectre de la lumière de cinq lampes à DEL blanches de qualité différente, par rapport aux références de la lumière du jour et d’une lampe à halogène. — © Gouvernement du Canada, Institut canadien de conservation. ICC 122894-0004
Figure 2. Spectres UV et de la lumière de cinq lampes à DEL blanches de qualité différente, comparés avec les références de la lumière du jour (triples lignes grises) et d’une lampe à halogène (ligne orange épaisse).

Description de la figure 2

La figure 2 contient un graphique simple qui montre les spectres de neuf sources de lumière. L’axe des x indique la longueur d’onde, de l’UV (300 nm) à la lumière visible (jusqu’à 760 nm). L’axe des y indique la puissance en microwatts par lumen par nanomètre. Le spectre d’une lampe quartz-halogène est représenté par une ligne orange épaisse. Deux des spectres représentent la lumière du jour et la lumière du ciel bleu. Les cinq autres représentent des lampes à DEL, dont trois ont de très grands pics qui atteignent ou dépassent le sommet du graphique.

La figure 2 trace les spectres de cinq lampes à DEL de qualité variable. La « DEL, pompe dans le violet, 3 000 K, IRC : 95, R9 : 95 » est une excellente lampe qui présente un petit pic à 415 nm en raison de sa pompe dans le violet. La « DEL, pompe dans le bleu, 3 000 K, IRC : 99, R9 : 89 » est une bonne lampe, presque excellente, n’ayant quasi aucune bosse en raison de sa pompe dans le bleu à 450 nm. De plus, trois lampes à DEL présentent des pics évidents. Deux ont un R9 très mauvais, inférieur à zéro : une a un grand pic dans le violet et l’autre, un grand pic dans le bleu; et les deux ne produisent rien du tout dans le rouge. La « DEL, pompe dans le bleu, 2 700 K, IRC : 93, R9 : 52 » (tireté bleu mince) se qualifie tout juste comme bonne source grâce à une DEL rouge qui augmente la production anémique des phosphores. Elle est incluse à titre d’exemple pour les calculs ultérieurs des dommages possibles causés par les grands pics dans le rouge dans le spectre des lampes à DEL.

Les spectres des sources de référence sont fournis aux fins de comparaison : lumière du jour (triples lignes grises) et lampe à halogène de 3 000 K (ligne orange épaisse). Le spectre de la lumière du jour est tiré de normes publiées et représente la lumière extérieure non filtrée par le verre d’une fenêtre. Le spectre de l’halogène représente une lampe à halogène idéale sans couvercle de verre; il est calculé à partir du tungstène à 3 000 K. Les spectres réels des lampes à halogène sont légèrement réduits dans l’UV et le rouge lointain, selon l’épaisseur et la teinte de l’enveloppe de verre. Les spectres des DEL sont tirés des mesures prises avec des lampes ou des modules réels vendus aux fabricants de luminaires. On se sert de ces spectres, ainsi que d’autres, pour calculer les dommages dans la section Les DEL endommagent-elles les objets et œuvres d’art?.

On peut diviser en deux parties la science complexe et encore incertaine des paramètres de mesure de la lumière blanche de « bonne » qualité : 1) les sources de référence de la lumière et 2) les caractéristiques essentielles de ces spectres de référence auxquels les sources imparfaites doivent correspondre.

Pour ce qui est de la première partie, on peut raisonnablement supposer que la lumière du jour est la référence et que, puisqu’elle varie (triples lignes grises sur la figure 2), la solution consiste à déterminer les éléments invariables dans les deux spectres. Il suffit de les observer pour remarquer qu’ils sont tous deux complets et réguliers, mis à part quelques légères ondulations.
Notre système visuel a évolué afin que nous puissions voir les objets comme ayant une couleur constante malgré les variations de la lumière selon l’heure du jour ou l’ombre, tout en constatant simultanément que la lumière a effectivement changée, ne passant pas de correcte à incorrecte, mais de froide à chaude, de vive à faible, et inversement. La seule caractéristique qui change réellement dans ces spectres de référence est la pente globale, mesurée en fonction de la température d’un objet incandescent ayant la même pente, d’où l’emploi de l’expression « température de couleur proximale ». Les lampes à incandescence (comme la lampe à halogène à 3 000 K si prisée; voir le large trait orange sur la figure 2) ont aussi été définies comme sources de référence : une extension à la famille des spectres réguliers et complets de la lumière du jour, et ce, malgré une température de couleur atteinte par la lumière du jour seulement à l’approche du lever ou du coucher du soleil.
La réponse la plus simple à la question fort épineuse des caractéristiques essentielles d’une lumière de bonne qualité est qu’elle doit simplement reproduire les références (c’est-à-dire être complète et régulière et se trouver dans la plage des températures de couleur que nos yeux continuent à percevoir comme étant blanc; cette perception commence à diminuer sous les 2 700 K). On peut constater, sur la figure 2, que les meilleures lampes à DEL, en ce qui a trait à l’IRC et au R9, réussissent presque à reproduire la référence de 3 000 K (ligne orange épaisse). L’aspect est relativement régulier, mais il n’est cependant pas tout à fait complet à chaque extrémité du spectre.

Le jour où quelqu’un inventera une lampe qui n’est pas chaude au toucher (haute efficacité), mais qui reproduit le spectre de référence dans la bande visible tout en ayant un prix concurrentiel, les conseils de ce type seront inutiles. Entre-temps, la question demeure : qu’est-ce qui est suffisamment bon et comment peut-on le mesurer pour le consommateur avec un ou deux chiffres seulement?

Rendu des couleurs (IRC, Ra de la CIE, Rf de l’IES)

La mesure principale de la qualité de la lumière d’une lampe est le rendu des couleurs. Pour déterminer le rendu des couleurs, on effectue des calculs colorimétriques sur un jeu d’échantillons de couleur éclairés par la lampe et une source de référence, comme la lumière du jour. S’il n’y a aucune différence entre les résultats de la lampe et de la référence, alors la lampe « restitue » bien cet échantillon et obtient 100. Des points sont déduits selon l’importance de la différence de couleur entre la lampe et la référence. La note finale est la moyenne des résultats obtenus pour tous les échantillons du jeu.

Depuis 1974, la norme de l’industrie pour calculer le rendu des couleurs est la méthode qu’a élaborée la Commission internationale de l’éclairage (CIE). Cette méthode utilise quatorze échantillons de couleur. Huit échantillons sont des teintes pastel dont la moyenne du rendu des couleurs (Ra) par une source de lumière définit l’indice de rendu des couleurs (IRC) de cette source. Les six autres échantillons sont des couleurs saturées qui servent aux calculs individuels de rendu des couleurs. L’échantillon le plus important parmi ceux-ci est le rouge saturé, appelé « R9 ». La méthode de calcul de l’IRC de la CIE est la convention internationale pour les spécifications des lampes. D’ailleurs, l’IRC est parfois indiqué sur l’emballage des lampes, et l’on peut toujours l’obtenir en ligne auprès du distributeur ou du fabricant.

Par le passé, pour les lampes fluorescentes, l’ICC a recommandé un IRC minimal de 85 et a précisé qu’un IRC de 90 ou plus était préférable. L’acceptation d’un IRC inférieur à 100 (inférieur à celui que produit une lumière de référence) a toujours constitué un compromis entre la technologie de l’époque et les économies d’énergie, en raison de la tâche imprécise consistant à déterminer quels écarts sont perceptibles dans quelles situations, avec quelles couleurs et par qui. Grâce à la technologie actuelle des DEL et à l’offre croissante de lampes à DEL de très grande qualité, un IRC de 90 et plus est maintenant recommandé.

En 2015, l’Illuminating Engineering Society (IES) a adopté une nouvelle méthode de caractérisation du rendu des couleurs, appelée « TM-30-15 » (Royer et Houser, 2015). La méthode suit la même approche que celle de la CIE, mais elle utilise un jeu beaucoup plus grand d’échantillons (99) et des équations colorimétriques plus modernes, en plus d’autres améliorations. Le résultat équivaut au Ra de la CIE et s’appelle « fidélité du rendu » ou « Rf », et, similairement au Ra, une note de 100 indique un rendu parfait. La méthode de l’IES propose aussi un second paramètre dérivé des calculs effectués sur les 99 échantillons, à savoir le « gamut ». Étant donné que la méthode de l’IES préconise deux paramètres, au lieu d’un seul, la notion d’un seul IRC a été abandonnée; mais, pour les besoins en lumière de grande qualité des musées, il est recommandé de se concentrer sur la fidélité. Pour les lampes dont la fidélité s’approche de Rf = 100, le gamut ne varie pas de toute façon, et il ne donne donc aucune information supplémentaire. Toutefois, le gamut devient variable, et d’intérêt pour le concepteur, lorsque la fidélité tombe nettement en dessous de 90. Sous un angle positif, il permet de choisir des lampes ayant un gamut donné en vue d’intensifier des gammes de couleurs particulières dans certaines situations, selon les préférences des spectateurs (Royer et Houser, 2015). Sous un angle négatif, il permet seulement d’étalonner les distorsions de couleurs qui peuvent se produire lorsque la fidélité est médiocre.

Dans l’industrie, surtout dans l’hémisphère occidental, on s’attend à ce que la méthode de l’IES remplace celle de la CIE au cours des prochaines années; toutefois, la CIE a fait remarquer que la Rf n’est pas un remplacement de l’IRC général, c’est-à-dire le Ra, et que la méthode ne peut pas non plus être utilisée dans les classifications et les spécifications des produits, ni dans les exigences réglementaires ou autres exigences minimales de rendement, ajoutant que le remplacement de l’IRC fera l’objet d’études et d’analyses ultérieures (CIE, 2017).

Heureusement pour nous, une telle discussion ne devient controversée que pour les lampes qui sont loin d’être parfaites. Elle ne changera pas de façon significative nos définitions de bon et d’excellent, puisque les indices IRC et Rf convergent à mesure qu’ils approchent de 100. En principe, nous pouvons simplement remplacer IRC par Rf dans nos définitions de lampes de bonne qualité et d’excellente qualité. De plus, des études préliminaires (Royer et Houser, 2015) montrent que les lampes à DEL qui obtiennent un IRC supérieur à 90 tendent à obtenir une Rf de 3 à 5 points inférieurs. Comme prévu, la Rf est une mesure plus rigoureuse que l’IRC. Elle visait, en fait, à réduire la capacité des fabricants de DEL à concevoir des lampes pouvant bien rendre les huit couleurs de l’IRC, mais rien d’autre essentiellement. Une seconde mesure de la CIE, appelée « R9 », est notre outil actuel pour confirmer qu’un IRC élevé signifie vraiment un bon rendu pour les musées (consulter la section R9, voir rouge).

Duv utilisé comme critère de sélection des lampes

Le Duv est une mesure de l’écart d’une source lumineuse par rapport à la lumière blanche, pour lequel zéro désigne un blanc parfait. (Télécharger LED Color Characteristics [format PDF] [en anglais seulement] pour en savoir plus). Si une différence dans la pente du spectre (c’est-à-dire une différence de température de couleur) change seulement notre perception à savoir si la lumière est blanc chaud ou blanc froid, les ondulations et les sections manquantes dans le spectre peuvent donner l’impression que la lumière est légèrement verte (Duv positif) ou légèrement rose (Duv négatif). Si vous avez déjà vu un bureau ou un couloir en longueur éclairé par des lampes fluorescentes médiocres et vieillissantes, vous avez remarqué cette gamme de tons verts et roses. Ce problème ne s’est jamais produit avec les lampes à incandescence, mais il est apparu avec les lampes fluorescentes et se poursuit maintenant avec les lampes à DEL.

Plus important que l’apparence de la lampe, un Duv loin de zéro signifie que les couleurs éclairées ne sont pas vues correctement. Bien que des recherches récentes donnent à penser que les utilisateurs peuvent préférer un éclairage légèrement rose (Duv de −0,003) pour les lampes à DEL de moins de 3 200 K, notre préoccupation ici est conservatrice : elle consiste simplement à préciser un écart maximal (entre −0,003 et +0,003) par rapport au blanc jugé idéal.

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Figure 3. Dépendance du R9 et du Duv par rapport à l’IRC de 8 818 lampes et luminaires à DEL pour usage intérieur. Données tirées de la base de données LED Lighting Facts^{note en fin de texte 1} et datées de juin 2018.

Description de la figure 3

La figure 3 comporte deux graphiques superposés ayant le même axe des x, qui indique l’IRC. Les deux graphiques contiennent un seul grand nuage composé de nombreux points de données représentant des lampes à DEL. Ces points sont marqués selon leur appartenance à une des quatre plages de température de couleur. Dans le graphique du haut, R9 figure sur l’axe des y. Le nuage s’étend du coin inférieur gauche au coin supérieur droit et est relativement étroit. Dans le graphique du bas, le Duv figure sur l’axe des y. Le nuage est horizontal et s’étend sur la majeure partie du graphique.

La base de données LED Lighting Facts (consulter la note en fin de texte 1) recueille les données que les fabricants fournissent volontairement sur leurs produits. La figure 3 présente les données, datant de juin 2018, sur les lampes et les luminaires d’usage intérieur qui ont un IRC supérieur à 70, qui ont été testés pour le Duv et le R9 et qui ont une TCP entre 2 500 K et 6 000 K (8 818 DEL). Dans le graphique du bas de la figure 3, la bande de Duv acceptables (entre −0,003 et +0,003) est délimitée par les deux lignes horizontales noires. Pour un IRC supérieur à 90 (à droite de la ligne verticale double), il y a 872 DEL, dont 97 % sont dans la bande des Duv acceptables. Nous pouvons donc conclure que, pour la technologie DEL actuelle, toute lampe ayant un IRC supérieur à 90 aura 97 % de chance de présenter un Duv acceptable. Les quelques très mauvais Duv, inférieurs à −0,006, se produisent seulement dans la plage de TCP de 2 500 K à 2 900 K; il est donc préférable d’éviter cette plage trop chaude de TCP.

La vaste majorité des lampes à DEL ayant une TCP supérieure à 4 000 K (cercles bleus) se concentrent dans la plage IRC de 80 à 85. Ces lampes sont conçues pour respecter tout juste la norme Energy Star (IRC = 80), et leur plage de Duv s’étend de −0,003 et +0,003, soit ce dont les musées ont besoin, à la tolérance de l’ANSI de −0,006 et +0,006.

Duv utilisé comme critère de vieillissement inacceptable des lampes

Le but premier de la spécification d’un Duv dans un programme d’éclairage de musée qui vise un bon ou un excellent éclairage consiste à préciser un vieillissement inacceptable. La stabilité est une qualité très importante pour une lampe qui devrait fonctionner au cours des 10 ou 20 prochaines années, en particulier une lampe qui, au lieu de mourir de façon soudaine et non ambiguë, comme le font les lampes à incandescence, voit son intensité diminuer graduellement.

Une proportion faible mais significative de lampes à DEL testées au fil du temps ont montré une dérive rapide du Duv à des valeurs inacceptables à moins de 10 % de la durée de vie supposée de la lampe. Bien sûr, l’IRC sera probablement aussi devenu inacceptable, mais un mauvais Duv est beaucoup plus facile à voir qu’un mauvais IRC, surtout quand la lampe est adjacente à des lampes ayant un bon Duv. Auprès de fournisseurs réputés de lampes de bonne réputation, si certaines lampes échouent visiblement, on ne s’attend pas à avoir besoin d’un expert possédant les outils nécessaires pour confirmer un Duv inacceptable. Les lampes qui indiquent une spécification Energy Star doivent être conformes à ce qui suit : après 6 000 heures de fonctionnement, le Duv de 9 des 10 échantillons de la lampe aura augmenté ou diminué de moins de 0,007.

R9, voir rouge

Une troisième mesure de la qualité de la lumière d’une lampe est le R9 de la CIE, qui est, en général, simplement appelé « R9 ». C’est la mesure de rendu des couleurs (donc le « R ») de la neuvième carte de couleur dans une série de quatorze couleurs utilisées dans la méthode de mesure du rendu des couleurs de la CIE. L’échantillon 9, un rouge saturé, a été choisi comme épreuve décisive pour les lampes à DEL pour les raisons suivantes :

le rouge est la couleur la plus difficile à restituer dans les lampes à DEL;
le rouge permet non seulement de distinguer les objets rougeâtres, mais aussi de bien voir la peau.

Dans de nombreuses collections issues de diverses cultures, il est primordial de bien voir les tons de rouge et de brun (par exemple, les œuvres d’art contenant une figure humaine, les textiles, les collections militaires, les collections industrielles et les collections d’histoire naturelle). Les mêmes remarques ont été faites dans le rapport du personnel pour la version initiale du Voluntary California Quality LED Lamp Specification : « […] un R9 élevé indique un rendu amélioré des matériaux courants importants (teints de peau, tons terreux, bois et couleurs rouge vif) [...]. De plus [...] les fabricants souhaitent distinguer les "bonnes" DEL des "mauvaises" DEL, ainsi que des lampes T8 triphosphores types, qui rendent mal la couleur R9. » [traduction] (Flamm et coll., 2012)

Nous considérons que le R9 minimal acceptable pour les musées est d'au moins 50 (bon) et nous recommandons que les musées s’efforcent d’obtenir un R9 d'au moins 90 (excellent), surtout si les rouges occupent une place importante dans les collections. Le R9 n’est pas mentionné aussi souvent que l’IRC dans les spécifications techniques, mais les fabricants qui font l’effort de fabriquer une lampe ayant un R9 élevé l’incluront toujours dans leur publicité. Inversement, s’ils l’omettent, il y a peut-être une raison. Les valeurs du R9 se trouvent dans la base de données LED Lighting Facts (consulter la note en fin de texte 1) pour de nombreuses lampes, mais pas toutes. Consulter les sections Remerciements et Bibliographie.

Sur la figure 3, la relation entre l’IRC et le R9 est tracée pour toutes les lampes à DEL d’intérieur pour lesquelles des mesures du R9 étaient offertes dans la base de données LED Lighting Facts (consulter la note en fin de texte 1). La tendance générale est claire : l’IRC et le R9 s’améliorent ensemble (coin supérieur droit) et empirent ensemble (coin inférieur gauche), mais un excellent IRC (à droite de la ligne noire double) ne garantit pas un bon R9 (au-dessus de la ligne blanche pointillée) et encore moins un excellent R9 (au-dessus de la ligne blanche pleine). Cependant, on peut inverser cette logique avec succès : un bon R9 (au-dessus de la ligne blanche pointillée) donne presque toujours un IRC supérieur à 90, et un excellent R9 (au-dessus de la ligne blanche pleine) garantit un IRC bien supérieur à 90. Et si l’IRC est supérieur à 90, alors le Duv se situe dans nos valeurs recommandées.

Par conséquent, pour formuler une recommandation très simplifiée concernant les lampes à DEL de qualité muséale, on peut éliminer la référence à l’IRC et au Duv, puis indiquer ce qui suit : choisir des lampes ayant un R9 d'au moins 50 pour un bon éclairage et d'au moins 90 pour un excellent éclairage. Remarque : Il faut quand même confirmer les valeurs du Duv et de l’IRC, juste au cas où la lampe serait une technologie nouvelle et inhabituelle pour une lampe rouge.

La figure 3 montre aussi qu’en 2018, les LED ayant un bon ou un excellent R9 avaient tendance à être fabriquées avec une température de couleur inférieure à 4 000 K, tandis que les LED ayant une température de couleur supérieure à 4 000 K (cercles bleus) avaient un IRC se situant dans une plage de valeurs allant de 80 à 85, avec une R9 tombant à une moyenne de 20.

Corrélation de l’IRC avec le R9 et le Duv

Le fait qu’il existe de nombreuses variantes de spectres médiocres mais un seul type de spectre idéal (régulier, complet et ayant une pente similaire à celle de la lumière du jour) explique le rétrécissement du nuage de points de données sur le tracé du Duv à mesure que l’on approche du côté droit de la figure 3. Si l’IRC ou son remplaçant éventuel, Rf, se rapproche de l’idéal des sources lumineuses de référence (100 à droite du graphique), alors tous les autres paramètres qui rendent une partie du casse-tête de la vision des couleurs doivent également se rapprocher de leur idéal (le Duv doit chuter à 0, le R9 doit se rapprocher de 100). Puisque le R9 ne mesure qu’une partie du spectre et que l’IRC donne la moyenne de l’ensemble, le R9 peut tomber loin de 100, même si l’IRC se rapproche de 100 (figure 3). Cela est également vrai pour toutes les autres couleurs d’échantillons; mais, dans le cas des lampes qui dépendent de la fluorescence (comme la plupart des lampes à DEL), le rouge lointain, R9, est le plus difficile à restituer, et c’est pourquoi le R9 joue le rôle de premier indicateur d’excellence.

La bonne nouvelle pour les musées est que les fabricants de lampes à DEL ayant un excellent IRC sont bien conscients de la demande croissante associée au R9 et prennent donc des mesures supplémentaires pour ajouter un R9 élevé à leurs meilleures lampes en vue de leur commercialisation.

Qualité (IRC) par rapport à économies d’énergie (efficacité)

Le terme utilisé pour désigner à quel point une lampe transforme l’électricité en lumière est « efficacité ». (Le terme « rendement » a un autre usage dans la technologie de l’éclairage.) Les fabricants de DEL cherchent encore le modèle optimal qui donnerait à la fois une efficacité élevée et une lumière de haute qualité. On peut espérer un développement rapide au cours des prochaines années; mais, en ce moment, la majorité des DEL sur le marché subissent le même compromis que les lampes fluorescentes et les lampes fluocompactes (LFC) : la stratégie commerciale favorise une efficacité élevée et un prix bas. La qualité de la lumière vient donc loin derrière.

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Figure 4. IRC et efficacité des lampes et des luminaires DEL (d’intérieur) ayant un IRC supérieur à 70 et un R9 mesuré (10 497) selon la base de données LED Lighting Facts (consulter la note en fin de texte 1) de juin 2018. L’indication « Majorité des fluorescentes T8 » est tirée d’une étude sur 121 lampes (Gribbin et O’Rourke, 2006); les autres données sur les lampes fluorescentes proviennent des catalogues des fabricants.

Description de la figure 4

La figure 4 contient un graphique de l’efficacité (en lumens par watt [lm/W]) de milliers de lampes à DEL, sur l’axe des x, en fonction de leur IRC, sur l’axe des y (entre 70 et 100). Il présente deux principaux nuages de points de données. Le premier est près du tiers supérieur du graphique, avec un IRC de 90 à 100 et une efficacité de 30 lm/W à 120 lm/W. Quatre catégories de température de couleur figurent dans ce nuage. Le second nuage, plus grand et plus dispersé que le premier, couvre les deux tiers inférieurs du graphique. Il s’agit des lampes à DEL ayant un R9 inférieur à 50. La zone générale où se trouvent les lampes à incandescence et les lampes fluorescentes est aussi montrée.

Dans le coin supérieur gauche de la figure 4, une boîte jaune représente les lampes quartz-halogène : IRC de près de 100 et efficacité d’environ 20 lm/W. Les points noirs correspondent aux DEL ayant un R9 inférieur à 50, soit la limite pour la lumière de bonne qualité. De plus, les DEL ont une grande efficacité, commençant autour de 80 lm/W et s’étendant au-delà de 130 lm/W (les données au-delà de 130 lm/W ne sont pas présentées), mais l’IRC est médiocre se situant dans la plage de 80 à 85. Les gros points de données sans croix rouge sont les DEL de bonne qualité, ayant un R9 de 50 à 89. La plupart de ces DEL ont une efficacité de 50 à 80; donc, pour produire la même lumière, elles utilisent de deux et demi à quatre fois moins d’électricité qu’une lampe quartz-halogène.

Les gros points de données avec une croix rouge sont les DEL d’excellente qualité, ayant un R9 supérieur à 90. La plupart de ces DEL ont une efficacité entre 40 et 80; elles consomment donc de deux à quatre fois moins d’électricité. À noter que la majorité des DEL ont une température de couleur de 2 901 K à 3 100 K (carrés jaunes). Chaque année, on voit apparaître sur le marché plus de DEL de haute qualité et d’efficacité élevée, et l’on peut s’attendre à ce que les musées trouvent de plus en plus facilement ce dont ils ont besoin.

Il convient de noter qu’il y a davantage de DEL excellentes que ce qu’indique la figure 4. Certaines entreprises connues pour fournir des DEL de grande qualité n’ont pas versé leurs données dans la base de données LED Lighting Facts (consulter la note en fin de texte 1).

En regardant la figure 4, on peut se demander si les meilleures lampes à DEL sont supérieures aux meilleures lampes fluorescentes. Si la situation exige un éclairage de secteur ou un éclairage mural, et si les coûts d’énergie sont primordiaux et que l’on se contente de la température de couleur élevée (généralement 5 000 K) des lampes fluorescentes ayant un IRC élevé, il est alors raisonnable d’attendre jusqu’à ce que les lampes à DEL dépassent ce rendement. Par ailleurs, en pratique, la grande différence entre les lampes à DEL de bonne qualité et les lampes fluorescentes de bonne qualité réside dans le fait que les lampes à DEL sont offertes dans les formes à réflecteur et les tailles plus petites qui correspondent aux besoins des musées. En prime, les lampes à DEL n’ont pas besoin de filtres anti UV et leur intensité est réglable.

Lampes à DEL violettes par rapport aux lampes à DEL bleues

En 2018, la majorité des lampes à DEL utilisaient des pompes dans le bleu (par exemple, les trois DEL avec pompes dans le bleu de la figure 2); pour chacune d’elles, la bosse ainsi causée était de 450 nm à 460 nm environ. La lampe « DEL, pompe dans le bleu, 3 000 K » de la figure 2, cotée bonne, presque excellente, n’a presque plus de pic dans le bleu. Le fabricant a soigneusement dosé la quantité de lumière bleue absorbée par les phosphores et la quantité qui s’en échappe.

Puisque l’IRC n’est pas fortement touché par l’absence de violet et que le R9 n’est pas du tout touché, le violet n’a pas encore joué un rôle dans l’examen des paramètres de qualité lumineuse. On sait, toutefois, depuis le développement des lampes fluorescentes, qu’une différenciation précise des couleurs presque blanches exige une lumière violette. Par exemple, la subtile différence d’apparence des peintures blanches qu’ont utilisées les artistes au fil des siècles – blanc plomb, blanc zinc et blanc titane (de blanc chaud à blanc froid) – diminuera, voire disparaîtra, si le violet est absent du spectre de la source lumineuse (Wei et coll., 2014). Pour la même raison, le changement perçu en raison de traitements, comme l’enlèvement du vernis, diminuera également si la lumière violette est absente. Si de telles distinctions sont importantes pour votre collection, une lampe à DEL à pompe dans le violet devrait être incluse dans toute comparaison de lampes avant l’achat. Pour ce qui est des dommages causés par les rayons UV, consulter la section Les DEL endommagent-elles les objets et œuvres d’art?.

Température de couleur et niveau d’éclairement (en lux)

La TCP d’une source lumineuse est la température d’un objet chaud qui émettrait le même type de lumière blanche. Elle se mesure en kelvins (K). La terminologie courante entraîne toutefois une malheureuse confusion, car la lumière « chaude » a une TCP inférieure, alors que la lumière « froide » a une TCP supérieure. Dans le cas des lampes de type à filament incandescent, la température de couleur de la lumière indique simplement la température du filament, laquelle est d’environ 2 800 K pour les lampes à incandescence classiques et de 3 000 K pour les lampes quartz-halogène. Le soleil rayonne à environ 5 900 K, mais la lumière du jour varie de 3 000 K à 10 000 K selon l’heure et la couverture nuageuse. Notre système visuel a d’ailleurs évolué pour s’adapter à cette grande plage de températures de couleur et nous permettre de voir quand même les couleurs du monde comme étant plus ou moins constantes. La question du choix de la TCP qui convient le mieux à l’éclairage des musées et de l’importance qu’elle revêt est donc complexe.

Grâce à l’avènement des lampes fluorescentes dans les années 1950, les fabricants n’étaient plus limités par la température maximale d’un filament incandescent : ils pouvaient simuler la lumière du jour et toutes les autres TCP entre la lumière du jour et un filament incandescent. Depuis lors, les conseils en éclairage sont fondés sur un graphique connu sous le nom de diagramme de Kruithof. Celui-ci indiquait que les personnes préfèrent la lumière chaude (2 800 K à 3 000 K) lorsque l’éclairage dans les musées est faible (50 lux à 200 lux). Il s’agissait là d’une conclusion pratique pour les musées, puisque les lampes à incandescence (2 800 K) et les lampes quartz-halogène (3 000 K) fonctionnent dans cette gamme. La majorité des lampes à DEL fonctionnent encore à ces deux températures traditionnelles (figure 3); mais, comme les DEL peuvent être fabriquées à n’importe quelle TCP, la question de déterminer ce qui est le mieux pour les musées est encore à l’étude. Boyce et Cuttle (1990) ont étudié le « plaisir » de l’espace et la capacité de distinguer les couleurs, et ils n’ont trouvé aucune relation significative avec les TCP. Une récente analyse documentaire a simplement conclu que le diagramme de Kruithof avait été mal compris et que, selon des études subséquentes, aucune relation n’avait été démontrée entre le niveau de lux et la préférence de TCP (Fotios, 2017).

Les institutions patrimoniales s’intéressent particulièrement à un groupe d’études de plus en plus nombreuses qui ont examiné les préférences d’éclairage des peintures dans une galerie. En ce qui a trait aux niveaux de lux, tous les auteurs ont constaté que les personnes préféraient la lumière la plus brillante parmi celles offertes pendant le test. Ces résultats ne sont pas surprenants, étant donné notre capacité de voir des détails de plus en plus petits à mesure que l’intensité lumineuse augmente jusqu’au plein jour (examiné dans Michalski, 1997). La bonne nouvelle, c’est qu’un examen minutieux des données montre que la quasi-totalité du « plaisir » rapporté à 600 lux est en fait atteint à 200 lux (Loe et coll., 1982; Szabo, 2017; Zhai et coll., 2015). Selon des études visant à examiner en détail la plage de 30 lux à 200 lux, plus de la moitié du plaisir observé à 200 lux est atteint à 100 lux, et le grand saut dans le plaisir se produit entre 50 lux et 100 lux (Loe et coll., 1982; Szabo, 2017). Malheureusement, aucune de ces études n’a formulé de critères de préférence relativement au dilemme auquel sont exposés les musées : à savoir, protéger les œuvres ou en donner l’accès aux visiteurs d’aujourd’hui. C’est pourquoi il faudrait plutôt poser la question ainsi : supposons que certaines couleurs dans cette peinture changent significativement dans 200 ans à 50 lux, 100 ans à 100 lux, 50 ans à 200 lux, etc., quel niveau de lux préféreriez-vous aujourd’hui?

Qu’en est-il de la préférence en matière de température de couleur? Malheureusement, les études divergent, en partie parce qu’elles ont posé la question de différentes façons. Zhai et coll. (2015) ont constaté que le « confort » de l’espace était le meilleur à 2 850 K, alors que la « définition » des œuvres d’art était la meilleure à 6 500 K. Ils concluent qu’une TCP basse autour de 3 500 K générerait une perception positive pour la majorité des échelles examinées. De plus, Szabo (2017), pour sa part, a trouvé que le « plaisir » était le plus élevé entre 4 000 K et 5 000 K à tous les niveaux de lux de 30 lux à 600 lux, bien que les changements dans le plaisir en fonction de la TCP aient été négligeables à 30 lux et à 50 lux. Par ailleurs, Nascimento et Masuda (2014) ont examiné un éclairage de 200 lux et constaté que les préférences se centraient sur 5 700 K; cependant, les données ont également montré de grandes différences entre les sept observateurs et les onze peintures quant à la TCP préférée. Enfin, Pridmore (2017) soutient que les calculs colorimétriques seuls établissent 5 000 K comme le meilleur équilibre entre les couleurs chaudes et froides.

Bref, nos yeux semblent être optimisés en fonction de l’intensité et de la température de couleur de la lumière solaire moyenne (5 000 K à 6 000 K), comme on pourrait s’y attendre; mais il est aussi fort bien établi que nous aimons un éclairage chaud et que nos yeux peuvent s’adapter pour voir les couleurs « correctement » sous cet éclairage. La réponse à la question au sujet de la meilleure TCP pour l’éclairage à faible intensité des musées est passée de « seule la lumière chaude a du succès » à « la lumière chaude est agréable, mais une lumière plus froide (5 000 K) peut être préférable pour voir certains objets ».

Les musées ont d’autres considérations que l’observation des peintures dans un espace neutre. Dans les bâtiments historiques, en particulier pour les arts décoratifs, on peut vouloir reproduire la lumière chaude de l’éclairage historique. La plupart des gens préfèrent l’apparence des teints de peau humaine dans la lumière chaude.

En conclusion, le meilleur conseil actuel est de tester les lampes sur place avec différentes températures de couleur, puis de choisir celle que vos collègues et vous préférez selon le type d’objets exposés. De plus, le seul conseil à retenir est d’être cohérent à l’intérieur de chaque espace. Notre capacité à nous adapter à une grande plage de températures de couleur et à les voir toutes blanches repose sur une adaptation visuelle, qui ne se produit qu’après de nombreuses minutes. De surcroît, il convient de ne choisir que des lampes ayant un bon ou un excellent rendu des couleurs. À l’heure actuelle, la plus grande sélection de lampes de bonne qualité et d’excellente qualité se trouve près de 3 000 K (carrés jaunes sur la figure 3), et jusqu’à ce que les fabricants répondent aux nouvelles preuves appuyant une TCP plus élevée, 3 000 K demeure un très bon choix universel pour les musées qui ne souhaitent pas se lancer dans un processus complexe de sélection.

Éclairage historiquement précis, intention des artistes, peintures fluorescentes et azurants optiques

Bien avant les lampes à DEL, on s’est demandé comment éclairer les œuvres d’art que des artistes avaient réalisées sous l’éclairage qu’ils préféraient ou sous un éclairage historiquement inévitable, qu’il s’agisse de Michel-Ange dans la chapelle Sixtine, des impressionnistes à l’extérieur, des artistes modernes sous un banc d’éclairage muni de leurs lampes fluorescentes favorites ou de tout objet religieux devant être éclairé aux chandelles. Et qu’en est-il de tous ces objets destinés à être vus correctement à l’aide d’une bonne dose d’UV, comme les œuvres d’art à base de peintures fluorescentes ou les papiers, costumes et textiles courants qui dépendent des azurants fluorescents?

Quatre constats distincts émanent des exemples susmentionnés.

On peut régler toutes les situations d’éclairage naturel ou à incandescence variable (des chandelles aux lampes au tungstène) en choisissant la bonne température de couleur et la bonne intensité. Les recommandations relatives aux qualités « bonne » et « excellente » resteraient inchangées.
Le problème des artistes qui choisissent des lampes fluorescentes ayant un IRC faible est difficile à résoudre avec les lampes à DEL, mais pas impossible en théorie. Il faut connaître le type de lampe fluorescente, vérifier son spectre et chercher des lampes à DEL ayant un IRC similaire pour un spectre similaire.
Dans le cas des peintures fluorescentes, la bonne nouvelle est que la plupart des pigments verts, jaunes, orange et rouges peuvent paraître presque aussi brillants sans UV. Les pigments sont activés par un éclairage allant du violet au vert. Cependant, pour obtenir l’apparence voulue, ils ont besoin d’une source ayant une température de couleur élevée, comme la lumière du jour. La mauvaise nouvelle est que ces pigments se décolorent rapidement : les taux équivalents aux catégories 1, 2 et 3 des étalons de laine bleue (Connors-Rowe et coll., 2005).
Les azurants optiques pour les papiers et les textiles modernes, aussi appelés « agents de blanchiment optiques » ou « azureurs », sont conçus pour émettre dans la bande du bleu, compensant ainsi le jaunissement des matériaux. Pour émettre dans le bleu, ils doivent être excités par une lumière UV et violette. Nos recommandations relatives aux qualités « bonne » et « excellente » concernant la partie sur la lumière blanche ne changeraient pas, mais l’ajout délibéré d’UV à un éclairage fondé sur des lampes à DEL sans UV est un problème délicat, compte tenu des préoccupations pour la santé. La question dépasse donc la portée du présent texte. Toutefois, si l’on a ce type d’objet, au moment de comparer un choix de lampes à DEL, on devrait certainement examiner les lampes qui utilisent une pompe DEL dans le violet, puisque la bande d’excitation de nombreux azurants comprend le violet. La mauvaise nouvelle est que les azurants eux-mêmes accélèrent le taux de jaunissement de certains matériaux par la lumière (par exemple, les agents font paraître la laine plus blanche pendant un certain temps, mais au prix d’un jaunissement ultérieur [Millington, 2005]).

Préférence des observateurs par rapport à la bonne couleur

À des IRC médiocres, on peut observer la forte préférence des observateurs pour un type de distorsion par rapport à un autre, et la littérature actuelle sur le sujet s’intéresse au sens de tout cela ainsi qu’à la manière de mesurer les préférences universelles entre des spectres imparfaits. Comme nous l’avons mentionné précédemment, cela fait partie de la recherche continue d’une science complète de la perception des couleurs. Est-ce que certaines distorsions de couleur causées par des sources de lumière imparfaites présenteraient des avantages? Notre approche est conservatrice : nous recommandons d’imiter les spectres de référence, et nos catégories « bon » et « excellent » reflètent deux niveaux de réussite.

Les DEL endommagent-elles les objets et œuvres d’art?

Au début de 2013, les journaux du monde entier ont signalé que « le chef-d’œuvre de Van Gogh brunissait lentement en raison de l’exposition à un éclairage DEL » [traduction] (S. Manning, The Independent, 13 janvier 2013). Quelques mois plus tard a suivi une rétractation moins digne d’intérêt médiatique : « Pourquoi les reportages en ligne affirmant que l’exposition aux DEL avait foncé les couleurs utilisées par le peintre étaient-ils erronés? » [traduction] (S. Strasnick, ARTnews, 3 mars 2013). Cette croyance selon laquelle les lampes à DEL pourraient causer plus de dommages par unité d’exposition que les anciennes lampes n’était pas nouvelle : elle était apparue dans les milieux de l’éclairage et de la conservation dès que la grosse bosse dans le bleu dans le spectre des lampes à DEL était devenue largement connue. Il était certes plausible que cette lumière bleue puisse aggraver les dommages. La question consistait à déterminer à quel point et par quelles lampes à DEL.

Nous avons passé en revue toutes les études sur le sujet qui comparent la décoloration des matériaux due aux lampes à DEL avec celle due aux lampes traditionnelles. Nous avons entré, dans le modèle standard de prévision des dommages relatifs (Thomson, 1978), toutes les données dont on dispose sur le spectre des dommages pour ces matériaux ainsi que les données sur le spectre des lampes à DEL utilisées, et nous n’avons pas découvert de surprise. La décoloration prévue par diverses lampes à DEL correspond à celle obtenue dans les études, dans les limites des erreurs expérimentales. Nous avons ensuite utilisé le modèle pour examiner en détail les dommages relatifs causés à divers matériaux par les lampes à DEL par rapport aux sources lumineuses classiques.

La première section résume nos conseils et présente ensuite les éléments probants qui les sous-tendent.

Résumé des conseils sur les dommages que causent les lampes à DEL

La lumière blanche de n’importe quelle source provoquera l’altération de la couleur, en général une décoloration, des surfaces vulnérables; et les UV émis par une source causeront la désintégration progressive de ces mêmes surfaces. Par ailleurs, si une lampe à DEL est sélectionnée en fonction d’un éclairage de bonne ou d’excellente qualité (soit un IRC supérieur à 90), sa lumière n’endommagera pas plus les objets ou les œuvres d’art que celle des lampes à halogène, des lampes à incandescence classiques ou de la lumière du jour avec filtre anti UV.

En fait, c’est le contraire que nous constatons pour le type le plus important de dommages causés par la lumière, soit l’altération des couleurs fugitives (ou instables). Si nous comparons toutes les lampes à DEL qui produisent une bonne ou une excellente lumière avec les lampes largement utilisées dans le passé sans filtre anti UV, comme c’est le cas des lampes à halogène et des lampes à incandescence classiques, nous constatons que les lampes à DEL de bonne qualité sont toutes plus sûres, qu’elles soient à DEL bleue ou à DEL violette.

Lorsqu’on compare les lampes à DEL avec la référence d’une lampe à halogène avec filtre anti UV parfait, on remarque que les lampes à DEL de température de couleur similaire ayant une lumière de bonne qualité causent des taux similaires d’altération de la couleur si elles utilisent une pompe DEL dans le violet, ou des taux inférieurs si elles utilisent une pompe DEL dans le bleu. Les taux inférieurs d’altération de la couleur pour les lampes à DEL bleues résultent de l’absence de lumière violette (c’est-à-dire que leur spectre est incomplet). Nous estimons toutefois que cela n’est pas une raison pour favoriser les lampes sans violet, tout comme nous n’aurions pas recommandé, par le passé, de filtres jaunes pour les lampes à incandescence.

La décoloration causée par les lampes à DEL est-elle parfois pire que celle causée par les lampes traditionnelles? Oui. Des travaux antérieurs d’Ishi et coll. (2008) ont montré que certaines teintures se décoloraient jusqu’à deux fois plus vite avec la pire lampe à DEL testée par rapport à une source similaire à notre lampe à halogène de 3 000 K de référence munie d’un filtre anti UV, mais ces premières lampes à DEL produisaient une lumière de très mauvaise qualité (TCP très élevée et IRC mauvais) et ne devraient jamais être utilisées dans un musée. Bref, la seule preuve de décoloration nettement accrue concernait des lampes à DEL produisant une lumière de très mauvaise qualité.

En ce qui concerne les autres types de dommages causés par l’éclairage (à savoir la désintégration du support, comme le farinage ou les craquelures), les lampes à DEL bleues qui produisent une bonne ou une excellente lumière sont plus sûres qu’une lampe à halogène à filtre anti UV parfait; mais ce n’est pas le cas des lampes à DEL violettes bonnes ou excellentes. Par contre, si l’on compare ces dernières avec les sources longtemps considérées comme acceptables dans les musées (par exemple, la lampe à halogène sans filtre anti UV ou la lampe à incandescence classique sans filtre anti UV) de même qu’avec l’éclairage recherché dans le cadre de nombreux mégaprojets architecturaux, soit une lumière du jour avec filtre anti UV, on constate que les lampes à DEL violettes sont moins dommageables. Cette forme de dommages est aussi beaucoup plus lente que la décoloration des couleurs fugitives : des millénaires par rapport à des années, en supposant des intensités muséales. Relativement aux dommages, nous estimons que les lampes à DEL violettes de 415 nm produisant une lumière bonne ou excellente sont non seulement acceptables, mais qu’elles constituent une amélioration par rapport à la plupart des formes antérieures d’éclairage dans les musées.

Sur le plan des décisions d’éclairage, les différences sont infimes entre les lampes électriques, de tout type, produisant une lumière de bonne qualité une fois les UV éliminés; et l’on obtient de grands effets de préservation en réduisant l’intensité et la durée d’exposition. Les lampes à DEL à pompes dans le bleu, qui constituent actuellement la majorité des lampes à DEL, ou à pompes dans le violet supérieures à 415 nm, offrent un immense avantage aux musées, celui de pouvoir se passer des filtres anti UV ainsi que des frais et des problèmes d’entretien connexes.

Spectres des dommages causés aux matériaux muséaux

Le spectre des dommages causés à un matériau, aussi appelé « spectre d’action ou des effets », trace les dommages relatifs causés par chaque longueur d’onde de la lumière et des UV. Ce spectre doit indiquer le type précis des dommages mesurés ainsi que le matériau qui a été endommagé (par exemple, décoloration d’une peinture donnée, jaunissement d’un matériau particulier, perte de résistance de telle ou telle fibre). Par ailleurs, bien qu’elle soit souvent tentée, la recherche d’un spectre des dommages linéaire et générique permettant de classer le risque associé à différentes lampes n’est pas utile.

La figure 5 montre les deux formes générales de spectres des dommages : la décoloration des colorants (tracés supérieurs), ainsi que la désintégration et le jaunissement des supports (tracés inférieurs).

© Gouvernement du Canada, Institut canadien de conservation. ICC 122894-0010
Figure 5. Exemples de spectres des dommages relatifs. Le graphique supérieur montre la décoloration de divers matériaux colorés, tous décalés à 1 à 550 nm; le graphique inférieur montre les processus de désintégration et de jaunissement, tous décalés à 1 à 400 nm (sauf le caoutchouc, décalé à 0,1 à 400 nm aux fins de clarté).

Description de la figure 5

La figure 5 contient deux graphiques superposés ayant le même axe des x. La longueur d’onde figure sur l’axe des x; elle va de l’ultraviolet à 250 nm à la lumière visible jusqu’à 760 nm. L’axe des y des deux graphiques donne le taux de dommages relatifs, sur une échelle logarithmique. Le graphique du haut contient six tracés, dont cinq sur la décoloration de divers pigments et à pente généralement descendante de gauche à droite. Le sixième tracé indique la sensibilité relative de l’œil humain et atteint un sommet au milieu. Le graphique du bas contient quatre tracés, tous à pente descendante de gauche à droite.

Pour les spectres des dommages par décoloration (partie supérieure de la figure 5), trois groupes sont présentés avec des exemples clés, tous tirés de l’ouvrage précurseur de Saunders et Kirby (1994). L’extrapolation de leurs données dans la bande UV est effectuée en tenant compte des bienfaits connus du filtrage des UV sur chaque colorant.

Colorants dont le spectre des dommages baisse graduellement de gauche à droite avec peu de variations. Ils englobent les colorants rouge (carmin), vert (vert de vessie) et jaune (gaude). Le spectre des dommages est dominé par les longueurs d’onde dans le bleu. Bien que les UV y contribuent aussi, le filtrage des UV d’une source comme la lumière du jour traversant le verre réduit seulement la décoloration de 20 % peut-être, pas de 100 %. Ces colorants sont aussi fugitifs (catégories 1 et 2 des étalons de laine bleue).
Colorant fugitif ayant un creux prononcé dans son spectre des dommages : catégorie 1 des étalons de laine bleue. Le spectre des dommages est dominé par les longueurs d’onde du vert au rouge. L’augmentation du spectre dans les UV n’est pas prononcée; donc, similairement à la catégorie 1 des étalons de laine bleue, les sources de lumière à filtre anti UV n’aideront pas beaucoup.
Colorant durable ayant une augmentation prononcée de la sensibilité dans l’UV : indigo. Le spectre des dommages est dominé par les longueurs d’onde des UV et du violet; il importe donc d’utiliser un filtre anti UV.

Dans le spectre des dommages pour la désintégration du support (partie inférieure de la figure 5), les exemples sont les suivants :

Cinq points de données (points rouges) présentés dans un ancien rapport du National Bureau of Standards (NBS, 1951), qui recommandait alors un filtre jaune pour l’éclairage de la Déclaration d’indépendance des États-Unis. Le matériau est un « papier de piètre qualité » et les dommages mesurés n’ont pas été précisés. Il pourrait y avoir eu perte de résistance mécanique sur le plan de la résistance au pliage, mais il s’agissait plus vraisemblablement d’une étude du jaunissement. L’ingénieur en éclairage, Harrison (1953), a ensuite présenté ces points sous la forme d’un tableau des facteurs de dommages qui a prévalu pendant des décennies (son tableau était similaire à la ligne noire double). Une autre courbe, que nous avons adaptée aux données (ligne rouge), suppose une courbure vers un sommet dans la gamme de 200 nm à 300 nm, fondée sur la forme générale du spectre des dommages mesurés dans cette gamme pour le papier et les polymères.
Désintégration du caoutchouc (Morand, 1966). De toutes les études sur la longueur d’onde examinées dans la dernière revue majeure de Feller (1994), il s’agit de l’étude la plus précise sur la perte de résistance d’un matériau dans la bande clé de 300 nm à 400 nm. On sait que le caoutchouc est particulièrement sensible aux UV, lesquels causent des craquelures sur les surfaces des objets en caoutchouc exposées à la lumière du jour.
Jaunissement du papier (Heikkilä et Kärhä, 2014). Le jaunissement est un phénomène difficile à mesurer adéquatement en raison des processus de blanchiment qui font contrepoids. L’industrie papetière étudie la dépendance aux longueurs d’onde depuis des décennies, mais des résultats définitifs, comme ceux montrés dans la figure 5, n’ont été obtenus que récemment.

Aux fins du calcul de la désintégration des supports en général, nous employons la ligne noir double de la figure 5, dont la pente est proche de celle des données du NBS et des données sur le caoutchouc, en plus d’être aussi similaire à la pente d’un grand nombre de tracés de désintégration des matériaux examinés par Feller (1963, 1994) et Michalski (1987).

Calculs des dommages que causent diverses lampes

Un autre élément présenté dans le graphique supérieur de la figure 5 est la sensibilité de l’œil humain, un tracé utilisé dans tous les photomètres pour calculer l’éclairage en lux. Si une lampe produit un grand pic dans une région où notre œil est insensible mais que le matériau est sensible, comme les bandes dans le bleu et le violet ou la bande UV, nous pouvons alors, bien sûr, prévoir que les dommages par unité de lux pour cette source feront un bond.

En combinant le spectre d’une source lumineuse et le spectre des dommages causés à un matériau, on peut calculer le taux de dommages prévu. La figure 6 présente les résultats selon les spectres des dommages de la figure 5, croisés avec 19 sources lumineuses, notamment de bonnes et de mauvaises lampes à DEL typiques dont les spectres sont présentés à la figure 2 de la section Les DEL produisent-elles une lumière de bonne qualité?.

Dommages calculés causés à des matériaux par diverses sources lumineuses — © Gouvernement du Canada, Institut canadien de conservation. ICC 122894-0012
Figure 6. Dommages calculés causés avec les matériaux de la figure 5 par diverses sources lumineuses par rapport à une lampe à halogène de 3 000 K avec filtre anti UV parfait. Les spectres des DEL sont les mêmes que ceux présentés à la figure 2. Les sources lumineuses sont triées de gauche à droite selon leur effet sur le carmin (ligne rouge).

Description de la figure 6

La figure 6 contient un seul graphique. L’axe des x comporte 19 sources lumineuses, surtout des lampes électriques. L’axe des y correspond au taux de dommages relatifs, sur une échelle logarithmique. Il y a six tracés, et la plupart tendent à augmenter de gauche à droite, mais l’un d’eux (Catégorie 1 des étalons de laine bleue) est presque horizontal, et deux (Indigo et Désintégration du support) zigzaguent beaucoup plus que les autres.

La figure 6 est construite autour de la référence idéale d’une lampe à halogène de 3 000 K avec tous les UV parfaitement éliminés (grand cercle jaune à bordure noire épaisse). Les tracés des dommages relatifs sont tous ancrés à cette référence, de sorte que l’axe vertical donne le taux de dommages relatifs, qui varie d’environ 0,5 à plus de 6. La référence historique est la lampe à incandescence traditionnelle (figure 6, surligné orange, ligne verticale pointillée), qui, depuis Thomson (1978), est acceptée comme lampe appropriée à utiliser dans les musées sans filtre anti UV autre que l’ampoule de verre elle-même.

Les sources lumineuses sont organisées de gauche à droite en fonction des dommages causés au carmin, une peinture rouge qui est à la fois fugitive et largement utilisée dans de nombreuses cultures, parfois directement sous la forme du colorant lui-même, la cochenille. Cette peinture rouge et d’autres couleurs fugitives historiques susceptibles d’avoir un spectre des dommages similaire sont souvent les premières à se décolorer sur des objets tels que les peintures à huile, les aquarelles, les photographies couleur et les tissus.

Les deux autres colorants ayant un spectre des dommages similaire à celui du carmin, le vert de vessie et la gaude, suivent de près le carmin sur ce graphique.

Données sur les dommages causés par diverses lampes

Des études expérimentales nous permettent de confirmer les prévisions de la figure 6. La première étude de ce type sur les lampes à DEL réalisée par Ishi et coll. (2008) a soulevé à juste titre des inquiétudes au sujet de ces lampes parce qu’elle a montré que trois des quatre lampes à DEL à pompe dans le bleu pouvaient décolorer certains colorants au moins deux fois plus rapidement que les lampes fluorescentes de qualité musée portant la mention « NU ». La lampe NU avait une température de couleur de 3 000 K, un rayonnement UV négligeable et un spectre similaire à celui de notre référence « Halogène, 3 000 K, filtre anti UV ». Les lampes à DEL bleues testées étaient des lampes de consommation usuelles de l’époque (IRC autour de 80 et très peu de rouge). De plus, la pire DEL qu’ont testée Ishi et coll. était la « DEL, pompe dans le bleu, 7 716 K » de la figure 6. Son pic dans le bleu était plus de deux fois plus haut que le reste du spectre (figure 2). Après avoir calculé les taux de dommages relatifs qu’ont obtenus Ishi et coll. pour la lampe NU, nous avons tracé la plage des taux de dommages relatifs pour les colorants ayant des résultats non ambigus (12 sur 16) au moyen d’une barre rayée au-dessus de « DEL, pompe dans le bleu, 7 716 K ». Même si quelques colorants se sont moins décolorés, la plupart se sont décolorés davantage, et ce, jusqu’à doubler par rapport à notre source de référence. C’est la preuve la plus évidente de la présence d’une bosse bleue exceptionnellement grosse qui a causé des dommages supplémentaires, mais cette grosse bosse signifie aussi que la qualité de la lumière était déplorable. Par ailleurs, le point de données d’Ishi et coll. pour la gaude, marqué par la lettre « w » à un facteur de 1,2, est particulièrement utile pour confirmer le modèle. Il concorde très bien avec la prédiction pour la gaude lorsqu’on utilise les spectres des dommages de Saunders et Kirby.

Miller et Druzik (2012) ont mis à l’essai 16 colorants naturels, dont 6 sont identiques à ceux du jeu qu’ont utilisé Ishi et coll. (y compris la gaude). Cette fois, la comparaison se faisait entre d’excellentes lampes à DEL (3 000 K, IRC de 95; 2 900 K, IRC de 96) et une lampe à halogène MR16 (3 000 K) n’ayant qu’une enveloppe de verre au lieu d’un filtre anti UV complet. Dans ce cas, la réduction maximale de la décoloration d’après leurs données, indiquée par la barre rayée au-dessus de la source « DEL, pompe dans le bleu, 3 000 K », est probablement un peu exagérée. Par ailleurs, 13 des 16 colorants, dont la gaude, ne présentaient pas de différence significative entre les deux lampes pour la durée d’exposition étudiée.

Une troisième étude, effectuée par Rea et Bierman (2014), fournit des données sur les DEL par rapport à notre référence. Les auteurs ont comparé la décoloration des échantillons de référence de laine teinte en bleu pour les lampes à DEL avec celle pour une lampe à halogène de 3 000 K munie d’un filtre anti UV de qualité musée. La lampe à DEL était un modèle programmable, de plus en plus répandu, utilisant un mélange formé d’une DEL blanche et d’autres DEL qui modifie la température de couleur. L’étude de la décoloration n’a utilisé que le mode blanc chaud d’environ 3 000 K. Malheureusement, le modèle avait un IRC très faible de 52. Les taux de décoloration calculés sont représentés par les chiffres 1 à 4 à côté de la source à laquelle ils ressemblent le plus, « DEL, pompe dans le bleu, 3 000 K ». À l’intérieur des erreurs expérimentales, la concordance entre la prédiction et l’expérience pour la catégorie 1 des étalons de laine bleue est bonne. Des laines teintes en bleu plus durables donnent de meilleurs résultats.

Un autre ensemble de taux de dommages relatifs calculés à partir de l’étude de Rea et Bierman fournit des renseignements plus détaillés sur la figure 6 : soit le rapport entre les dommages causés par une lampe à halogène avec filtre anti UV et ceux causés par une lampe à halogène sans filtre anti UV, qui est indiqué par la barre rayée au-dessus de « Halogène, 3 000 K, sans vitre ». Les études de la lumière du jour sur les laines teintes en bleu, que McLaren (1956) a effectuées il y a longtemps, ont établi que la catégorie 4 des étalons de laine bleue, contrairement à la catégorie 1, est en effet surtout décolorée par les UV au lieu de la lumière visible, ce qui explique l’augmentation remarquable de la décoloration qui est quatre fois plus rapide entre une lampe à halogène avec filtre anti UV et une lampe à halogène sans vitre.

Au moment d’écrire ces lignes, English Heritage diffusait les premiers résultats des essais effectués sur un très large éventail de peintures contenant des pigments inorganiques, des liants oléagineux et des aquarelles (Richardson, 2017). English Heritage a mis à l’essai deux DEL représentant des modèles largement offerts sur le marché (IRC de 82 et 88, donc pas de bonne qualité mais dans les critères Energy Star, et température de couleur de 3 000 K et de 4 000 K). Ces lampes présentaient des bosses moyennes dans le bleu à 450 nm (entre les plus petites et les plus grandes bosses dans le bleu de la figure 2). English Heritage a aussi testé la lumière du jour avec filtre anti UV. Il a comparé le taux de dommages causés par cette source avec celui causé par une lampe quartz-halogène de 3 000 K munie d’un bon filtre anti UV. Les résultats concordent avec ceux obtenus pour les DEL à pompe dans le bleu de 3 000 K et 7 716 K montrés à la figure 6 : certains pigments s’endommagent jusqu’à 30 % plus vite et certains, jusqu’à 30 % plus lentement. La lumière du jour avec filtre anti UV imparfait a donné des résultats bien pires (comme le montre la figure 6) : certains pigments inorganiques changent jusqu’à trois fois plus vite qu’avec la lampe quartz-halogène de 3 000 K avec filtre anti UV.

Nous pouvons formuler les conclusions suivantes au sujet des lampes à DEL, fondées sur la figure 6, dans lesquelles la « référence » est la lampe à halogène de 3 000 K avec filtre anti UV parfait :

Les lampes à DEL qui utilisent une pompe dans le bleu et qui ont une température de couleur similaire à celle de notre référence ainsi qu’un bon ou un excellent rendu des couleurs (« DEL, pompe dans le bleu, 3 000 K », carrés bleus avec « + » blanc) causent la même quantité de dommages ou un taux d’endommagement plus lent que notre référence. Par contre, les lampes à DEL ayant de grands pics dans le bleu (« DEL, pompe dans le bleu, 7 716 K », carrés bleus avec « x » blanc) peuvent causer jusqu’au double des dommages imputables à notre référence. Ces grands pics engendrent non seulement un IRC faible, mais aussi des températures de couleur très supérieures à celles de notre référence.
Les lampes à DEL qui utilisent une pompe dans le bleu et une DEL rouge pour produire une lumière de bonne qualité à une basse température de couleur (« DEL, pompe dans le bleu, 2 700 K », carrés bleus avec « x » rouge) ne causent pas de dommages marqués. De plus, leur grand pic dans le rouge n’ajoute pas de dommages considérables.
Les lampes à DEL qui utilisent une pompe dans le violet presque à 415 nm et qui produisent une lumière de bonne ou d’excellente qualité (« DEL, pompe dans le violet, 3 000 K », carrés violets avec « + » blanc) ne semblent pas accroître la décoloration, mais elles accélèrent la désintégration du support comparativement à la référence. Le blocage des UV ne réduit que très peu la désintégration (comparer les carrés violets qui ont des bordures noires avec ceux qui n’en ont pas). Le problème n’est pas l’infime quantité d’UV, mais la présence d’une modeste bosse dans le violet produite par cette lampe combinée à une forte augmentation du taux d’endommagement aux longueurs d’onde dans le violet. Cela dit, les DEL à pompe dans le violet demeurent moins dommageables que la lampe à incandescence classique, moins aussi qu’une lampe à halogène sans filtre anti UV et beaucoup moins que la lumière du jour, et ce, même avec un filtre anti UV parfait.
Les lampes à DEL qui utilisent une pompe dans le violet près de la limite des UV (405 nm pour la « DEL, pompe dans le violet, 4 100 K », carrés violets avec « x » blanc) peuvent accélérer la vitesse de décoloration de 40 % à 50 % et quadrupler le taux de désintégration du support comparativement à la référence. Ces facteurs sont peu réduits par l’élimination des UV (carrés violets à bordures noires) parce que le problème n’est pas l’infime contenu en UV, mais l’énorme pic dans le violet à 405 nm, qui ajoute beaucoup de dommages, mais peu de lux. Par ailleurs, ce grand pic dans le violet donne aussi de piètres résultats pour la qualité de la lumière, et il ne faudrait donc pas utiliser cette lampe au départ.

Autrement dit, si l’on sélectionne seulement des lampes à DEL ayant une lumière de bonne ou d’excellente qualité, les dommages ne sont pas un problème; mais si l’on accepte toutes les lampes à DEL offertes, on compromet alors l’apparence et la préservation des objets. Toutefois, pour mettre en perspective les dommages imputables même à la pire des DEL violettes, ces dommages ne seront pas supérieurs, et seront même parfois inférieurs, à ceux causés par la lumière du jour utilisée à grands frais par les musées du monde entier pour éclairer leurs œuvres d’art parce qu’elle est « naturelle ». La figure 6 indique que, même si la lumière du jour était parfaitement filtrée (« Lumière du jour, 6 500 K, filtre anti UV »), elle présenterait des taux d’endommagement similaires à ceux des pires lampes à DEL violettes.

Les dommages dépendent-ils de la température de couleur?

Sur la figure 6, les sources lumineuses sont triées de gauche à droite en fonction de leur effet sur la décoloration du carmin, et l’on constate que la température de couleur de ces sources va de 2 700 K à gauche à 6 500 K à droite, mais que la progression n’est pas parfaite. Les dommages à la catégorie 1 des étalons de laine bleue (bleu fugitif) varie très peu pour toutes les sources. À la différence du carmin, le spectre des dommages (figure 5) présente un creux dans la bande du bleu; mais, contrairement à l’indigo, ce spectre n’augmente pas très fortement dans l’UV. Autrement dit, les bleus fugitifs se décolorent de la même façon, peu importe la température de couleur ou les filtres anti UV.

Sur la figure 6, il est clair que la désintégration des supports dépend surtout des UV et du violet et que la décoloration d’une couleur durable comme l’indigo dépend surtout, elle aussi, des UV et du violet. Cependant, pour les lampes fluorescentes et à DEL, les UV et le violet ne coïncident pas bien avec la température de couleur. Puisque tout musée qui s’inquiète des dommages causés par l’éclairage aura contrôlé les UV, la meilleure question est la suivante : en supposant l’absence d’UV, la température de couleur est-elle un indicateur utile des dommages relatifs causés aux objets?

La décoloration dépend effectivement de la température de couleur pour la plupart des couleurs autres que les bleus, mais seulement dans une modeste mesure : elle est jusqu’à 50 % plus rapide pour la lumière du jour à 6 500 K par rapport à ce qu’elle est pour l’halogène à 3 000 K. Cette constatation est conforme aux travaux de Crewes (1989), selon lesquels l’utilisation d’un filtre ambre qui élimine les UV, le violet et un peu de bleu d’une source simulant la lumière du jour pourrait réduire la décoloration des colorants naturels (cochenille, garance, indigo, bois jaune, gaude et curcuma) de seulement 35 % de plus qu’un filtre anti UV seul, lequel réduit la décoloration de 15 % en moyenne par rapport à ce qui se produit en l’absence de filtre. Les grands sauts sur la figure 6 n’indiquent pas une augmentation de la température de couleur, mais la présence d’UV (pour « LFC, 2 700 K » et « Halogène, 3 000 K, sans vitre », par exemple), combinée à la sensibilité aux UV associée à la désintégration du support et à la décoloration de l’indigo.

La généralisation utile pour l’éclairage des musées sur le plan du spectre reste inchangée : si une source émet des UV, il faut la filtrer et le faire correctement.

La sensibilité des matériaux dicte toujours les décisions relatives à l’éclairage

Temps nécessaire pour que des dommages se produisent sur divers matériaux pour diverses sources lumineuses — © Gouvernement du Canada, Institut canadien de conservation. ICC 122894-0014
Figure 7. Temps avant que des dommages se produisent sur divers matériaux pour diverses sources lumineuses.

Description de la figure 7

La figure 7 contient un seul graphique. L’axe des x indique 19 sources lumineuses, principalement des lampes électriques. Il s’agit de la même liste que celle de la figure 6. L’axe des y donne le nombre d’années nécessaires pour atteindre les dommages précisés. L’axe des y de gauche est une échelle d’années pour atteindre les dommages indiqués si l’intensité lumineuse est de 50 lux, tandis que l’axe des y de droite correspond à une intensité lumineuse de 5 000 lux. Il y a sept tracés; la plupart tendent à baisser légèrement de gauche à droite, mais deux d’entre eux (Catégorie 1 des étalons de laine bleue, décoloration totale et Catégorie 1 des étalons de laine bleue, plus petite différence perceptible) sont presque horizontaux, et trois autres (Indigo, décoloration totale; Indigo, plus petite différence perceptible; et Polymères, désintégration perceptible) zigzaguent beaucoup plus que les autres.

Sur la figure 7, le taux de dommages relatifs de la figure 6 a été converti en temps nécessaire pour atteindre différents degrés d’endommagement pour les divers matériaux. Il a été calculé à l’aide des taux relatifs indiqués sur la figure 6 (qui déterminent la forme de chaque tracé) combinés aux estimations tirées des études sur la décoloration et le vieillissement extérieur des polymères (qui déterminent la position verticale de chaque tracé). L’axe vertical donne les temps pour 50 lux sur l’échelle de gauche et 5 000 lux sur l’échelle de droite. Au bas se trouve un représentant des colorants ayant une forte sensibilité, la catégorie 1 des étalons de laine bleue, et, au haut, avec une sensibilité cinq cents fois moindre, un représentant des colorants ayant une faible sensibilité, l’indigo sur laine. Le message dominant de la figure 7 est que le temps nécessaire pour atteindre des degrés particuliers d’endommagement dus aux lampes électriques est surtout déterminé par la sensibilité du matériau, l’intensité de la lumière et la durée de l’exposition, et non par les détails spectraux des sources lumineuses. Il faut donc choisir les sources lumineuses en fonction de leur qualité de lumière afin de bien voir les objets, et préserver adéquatement les objets en sachant lesquels sont très sensibles et en réduisant leur exposition.

Mesurer les UV qu’émettent les DEL

Malheureusement, les appareils de mesure UV simples que les musées utilisent communément ne mesurent pas correctement la petite quantité d’UV que produisent les lampes à DEL qui en émettent effectivement une trace; et, pour la majorité des lampes à DEL munies d’une pompe DEL dans le bleu, les lectures au-dessus de zéro sont tout simplement erronées. De plus, nous avons découvert, comme d’autres chercheurs dans le domaine de la santé (Barlier-Salsi, 2014), que même les spectrophotomètres portatifs largement utilisés, d’une valeur de 2 000 $ à 5 000 $, peuvent donner de faux signaux de bruit dans la bande UV qui sont sans importance pour les utilisateurs effectuant des analyses colorimétriques, mais très importants pour ceux qui calculent les dommages causés par la croissance rapide du spectre des dommages dus aux UV. D’ailleurs, les mesures publiées, obtenues à l’aide d’un appareil suffisamment sensible (monochromateur double; Rea et Biermann, 2014), confirment que la production des pompes DEL dans le bleu chute de trois ordres de grandeur entre leur pic dans le bleu et la limite UV à 400 nm, puis de deux autres ordres de grandeur à 380 nm. Cette coupure est même plus nette que celle obtenue avec les meilleurs filtres anti UV.

Chaleur, éblouissement, gradateurs et papillotement

Les lampes à DEL produisent beaucoup moins de chaleur que les lampes à incandescence, comme l’infrarouge dans le faisceau lumineux (zéro avec les DEL) et la chaleur dégagée par le luminaire (le tiers ou même moins). On peut maintenant envisager des conceptions de vitrines avec des lampes intérieures, et ce, sans que l’enceinte surchauffe (pour en savoir plus, consulter la section Chaleur produite par les lampes à DEL).

L’éblouissement est pire avec les conceptions actuelles de lampes à DEL qu’avec les technologies de lampes précédentes en raison de l’emplacement des DEL dans le boîtier de la lampe. Cette géométrie, qui tient sa source des premiers problèmes de conception électronique et de conception de refroidissement, est en train d’être éliminée progressivement, mais elle demeure un élément important du processus de sélection des lampes.

La plupart des lampes à DEL nécessitent des gradateurs spéciaux, car ceux des anciens systèmes d’éclairage peuvent ne pas fonctionner correctement. L’information sur les gradateurs de chaque lampe à DEL est généralement indiquée sur l’emballage de la lampe et en ligne.

Chaleur produite par les lampes à DEL

Une lampe à incandescence traditionnelle de 60 watts (W), une lampe à halogène de 35 W et une lampe à DEL de 9 W produisent toutes à peu près la même quantité de lumière, soit environ 2 W. Le reste est dissipé en chaleur et en rayonnement infrarouge : environ 58 W, 33 W et 7 W respectivement. Par contre, les lampes à DEL n’émettent aucun rayonnement infrarouge, de sorte que le faisceau lumineux est complètement « froid ». En général, si l’éclairage à DEL est utilisé seulement pour obtenir des intensités muséales, et ce, sans la lourde filtration d’une lampe trop puissante, on peut alors utiliser des lampes à DEL même à l’intérieur des vitrines sans causer une hausse de température de plus d’un ou de deux degrés. Et, compte tenu de la durée de vie extrêmement longue de ces lampes, le risque pour les objets dû aux changements de lampe peu fréquents peut être acceptable. Mabuchi et coll. (2015) ont mesuré la hausse de température dans de très grandes vitrines murales éclairées à 100 lux par quatre rangées de petites DEL dans le haut et une rangée dans le bas. La température au milieu de la vitrine n’a augmenté que de 1 °C et au sommet, de 2 °C. En raison de la zone tampon de la vitrine, l’HR n’a baissé que de 2 %.

Pourquoi les lampes à DEL créent-elles plus d’éblouissement?

Les concepteurs d’expositions ont remarqué que les DEL causent plus de problèmes d’éblouissement que les lampes qu’elles remplacent. Chaque DEL blanche individuelle (cylindres blancs sur la figure 8) produit une tache lumineuse très petite et très intense, mais c’est aussi le cas du filament d’une lampe au tungstène ou à halogène (barre blanche sur la figure 8). Et même la surface moins intense d’une lampe fluorescente causera un éblouissement si elle est dans la ligne visuelle de l’observateur; c’est ce en quoi consiste le problème.

Angle d’éblouissement d’un projecteur à incandescence classique par rapport à celui d’une lampe à DEL — © Gouvernement du Canada, Institut canadien de conservation. ICC 122894-0015
Figure 8. Angle d’éblouissement d’un projecteur à incandescence classique à filament profondément encastré (zone jaune) comparativement à une lampe à DEL dont les DEL sont presque à l’avant (zone rouge).

La figure 8 montre le rôle de la géométrie pour déterminer si une lampe à l’intérieur d’un luminaire cause de l’éblouissement. Dans les lampes à réflecteur classiques, le filament était encastré loin de l’avant de la lampe. Beaucoup de lampes à DEL directionnelles sont conçues de sorte que les DEL se trouvent sur la surface avant, sans réflecteur sur les côtés et sans diffuseur. Même si les anciennes fixations de rails sont munies de coupe-flux, leur géométrie anti-éblouissement implique que la source se trouve près de l’arrière du coupe-flux, et non près de l’avant. D’ailleurs, la réduction de l’éblouissement d’une source lumineuse a toujours été une question de contrôle de la géométrie (c’est-à-dire la ligne de vision entre un observateur et une source), comme l’indiquent les lignes rouges et jaunes sur la figure 8. Les lampes à DEL sont non seulement plus susceptibles d’exposer leurs sources ponctuelles à l’observateur (lignes rouges), mais elles comportent aussi beaucoup plus de points par lampe, ce qui explique la sensation accrue de bruit visuel.

Réduction de l’éblouissement grâce au choix de lampes

Certaines lampes à DEL directionnelles ont été conçues dans une optique de réduction de l’éblouissement, et l’on peut s’attendre à ce que les modèles futurs suivent cette tendance. La figure 9 montre la vue de face d’une lampe à DEL à réflecteur PAR30 dans laquelle les DEL sont placées profondément à l’intérieur du réflecteur, imitant ainsi l’emplacement du filament dans la lampe traditionnelle qu’elles remplacent (comme sur la figure 8). De plus, une lentille de Fresnel (crêtes circulaires) et un diffuseur adoucissent le contour du faisceau et réduisent les irrégularités dans l’intensité de celui-ci. Certaines lampes à DEL utilisent des écrans à filament intégrés, comme beaucoup de lampes à halogène PAR utilisées auparavant. Heureusement pour les musées, les lampes à DEL directionnelles destinées au marché de détail haut de gamme combinent souvent une meilleure réduction de l’éblouissement et une bonne qualité de lumière (un IRC élevé).

Photo : James R. Druzik. © 2012 J. Paul Getty Trust
Figure 9. Lentille de Fresnel et diffuseur optique sur le devant d’une lampe à DEL à réflecteur PAR30.

Réduction de l’éblouissement au moyen de luminaires et d’accessoires

S’il est impossible de trouver une lampe à DEL qui réduit au moins l’éblouissement au niveau familier des lampes à réflecteur précédentes, la réduction obtenue par le luminaire et les accessoires devient encore plus importante qu’auparavant.

La meilleure méthode pour réduire l’éblouissement reste l’installation d’un défilement qui dissimule la source lumineuse de la vue de l’observateur. Le défilement peut prendre la forme d’une simple extension du tube par un coupe-flux, comme sur la figure 10, ou par des paralumes cubiques et hexagonaux à l’avant, souvent appelés « défilements à 45 degrés ». Pour la plupart des applications muséales, il faut peindre ces accessoires en noir mat pour éviter la réflexion de la lumière bloquée. Grâce aux lampes à DEL, les amateurs n’ont plus à vérifier si la peinture est résistante à la chaleur, ce qu’il fallait faire avec lampes à incandescence.

Défilement obtenu simplement par une extension du boîtier (coupe-flux) — © Gouvernement du Canada, Institut canadien de conservation. ICC 122894-0016
Figure 10. Défilement obtenu simplement par une extension du boîtier (un coupe-flux) montré à la figure 8. L’angle d’éblouissement de la lampe à DEL est réduit à environ 90°.

On installe généralement les lampes à DEL après coup, au moment de faire des rénovations; la plupart du temps, donc, on peut les utiliser avec les groupes d’accessoires en place, comme des lentilles asymétriques, des lentilles et des filtres de diffusion, des paralumes et des grillages de fenêtre, pour couper l’intensité, lorsque cela est nécessaire. Ces accessoires seront utiles parc que certaines DEL projettent une lumière plus uniforme, alors que quelques autres ne le font pas.

Pour ceux qui utilisent des lampes à DEL pour la première fois, il est particulièrement important d’acheter quelques lampes d’essai et de les installer le plus près possible de leur emplacement prévu, puis de vérifier si les lampes provoquent un éblouissement non seulement devant les objets éclairés, mais aussi le long des chemins empruntés pour se rendre à cet endroit ainsi que le long de ceux menant aux autres objets. Le secret pour le concepteur d’éclairage consiste à placer le luminaire de sorte à éclairer l’objet de façon appropriée, tout en évitant que la partie brillante de la source lumineuse ne soit visible par les spectateurs, peu importe où ces derniers se trouvent dans l’espace.

Le concepteur doit également se soucier de l’éblouissement réfléchi par les surfaces brillantes, y compris les reflets de la peinture à l’huile brillante ou du verre protecteur sur les surfaces de l’œuvre ou de la vitrine. La présence de nombreuses lentilles minuscules sur la surface avant d’une lampe à DEL, que l’on peut voir sur des surfaces peintes spéculaires, a été appelée « effet grenade » et peut être dérangeante.

Il existe finalement deux principes généraux de réduction de l’éblouissement : l’éclairage très diffus d’une très grande surface (la solution pour les bureaux) ou le contrôle précis de nombreux faisceaux de lampes (la solution pour les théâtres). Les musées ont tendance à privilégier cette dernière option, mais les deux, ainsi que les hybrides, peuvent être efficaces.

Gradateurs et papillotement

La plupart des lampes à DEL nécessitent des gradateurs spéciaux, car ceux des anciens appareils d’éclairage peuvent ne pas fonctionner correctement. L’information sur les gradateurs de chaque lampe à DEL est généralement indiquée sur l’emballage de la lampe et en ligne.

On signale souvent un papillotement pour les DEL utilisant un gradateur. Les effets du papillotement sur la santé sont bien documentés et, dans certains cas, peuvent être graves, comme les maux de tête, la fatigue oculaire, de même que l’épilepsie photosensible, qui touche 1 personne sur 4 000 (Wilkins et coll., 2010).

Il existe deux principales techniques de gradation des DEL, soit la modulation d’impulsions en durée (MID) et la réduction à courant constant (RCC).

La gradation à MID tire profit du fait que les lampes à DEL peuvent être allumées et éteintes à des fréquences très élevées et que notre œil perçoit le résultat comme un éclairage ininterrompu à l’intensité moyenne. Les circuits de sortie de la MID produisent une fréquence élevée, puis varient le rapport allumé/éteint. Si la fréquence est trop basse, la MID peut provoquer un papillotement distrayant ou préjudiciable. Jusqu’à 120 hertz (Hz), nous pouvons percevoir le papillotement (comme c’était le cas avec de nombreuses lampes fluorescentes ou même avec des lampes à incandescence réglées aux niveaux bas de gradation). Au-dessus de 120 Hz, le papillotement n’est pas directement perçu. Toutefois, ce que l’on appelle « papillotement invisible » ainsi que l’effet stroboscopique dû au mouvement de nos yeux sur une scène peuvent quand même contribuer aux maux de tête, aux malaises, aux distractions et aux autres problèmes (la sensibilité varie d’une personne à l’autre). D’ailleurs, la fréquence minimale préférée pour la gradation est de 1 250 Hz. La MID a toutefois un inconvénient : elle peut, quoique rarement, modifier la couleur de la lumière.

Grâce à la technique à RCC, on réduit la production de lumière des DEL en diminuant le courant, mais certaines DEL peuvent alors changer de couleur, souvent vers le bleu, lorsque le gradateur est réglé aux niveaux bas. On estime optimale une solution hybride : MID plus RCC, dans laquelle chaque composant est maintenu dans des limites qui ne modifient pas la couleur de l’éclairage.

La National Electrical Manufacturers Association (NEMA) a donné accès, sur son site Web, à la norme NEMA LSD 49-2010, Solid State Lighting for Incandescent Replacement—Best Practices for Dimming (en anglais seulement). Bien que son titre ne l’indique pas, ce document porte directement sur les lampes à DEL intégrées. De plus, les fabricants ayant la certification Energy Star doivent indiquer, sur l’emballage, si une lampe est à gradation ou non. Ceux qui ont des produits à gradation homologués doivent tenir une page Web contenant de l’information sur la compatibilité des gradateurs.

Le Musée J. Paul Getty tend à éviter les problèmes de gradation et de papillotement en employant des écrans pour réduire l’intensité. Les écrans et les filtres gris devraient être testés avec la lampe à DEL, car certaines lampes utilisent un système de gestion actif des couleurs que les écrans peuvent perturber.

Résumé détaillé pour l’achat de lampes

Ce résumé détaillé s’adresse à tous les utilisateurs, mais surtout aux petits et aux moyens établissements ne faisant que remplacer l’éclairage existant et ne prévoyant pas de nouvelles installations ni la rénovation complète d’un espace existant. Les grands établissements et tous ceux qui sont au milieu d’une planification architecturale importante voudront peut-être approfondir le sujet et consulter la section Détails techniques pour les grands projets.

Avant l’achat de lampes d’essai

Pour l’éclairage des collections de musées, ne considérer que des DEL ayant au moins un éclairage de bonne qualité (IRC supérieur à 90, Duv se situant entre −0,003 et +0,003, R9 supérieur à 50) et, de préférence, un excellent éclairage (IRC supérieur à 90, Duv se situant entre −0,003 et +0,003, R9 supérieur à 90).
Ne pas utiliser de lampes dotées de pompes DEL dans le violet à 405 nm, à moins de vouloir utiliser des filtres anti UV encombrants. (Les lampes dotées de pompes dans le violet à 415 nm ne causent aucun problème.) Depuis 2016, ces lampes ont la mention « vio » dans leur marque de commerce, mais aucune ne respecte les normes de qualité « bonne » et « excellente ». Elles sont mentionnées ici seulement au cas où leur qualité s’améliorerait dans le futur.
Dans les limites indiquées aux étapes 1 et 2, privilégier les lampes ayant une grande efficacité. Une efficacité lumineuse de moins de 40 lm/W se traduira par des économies marginales en matière de coûts.
Pour éclairer les lieux publics et les zones d’exposition où aucune collection n’est présente, tout comme les aires éducatives, les aires de restauration, les couloirs, etc., les lampes offrant une lumière de bonne qualité sont optimales. Si les économies d’énergie sont primordiales, les lampes qui répondent à la norme Energy Star (IRC supérieur à 80) peuvent être assez bonnes. Faire des essais.
Si l’on veut remplacer une lampe au tungstène (2 700 K à 2 800 K), une lampe tungstène-halogène (3 000 K) ou une lampe fluorescente équivalente et obtenir un éclairage chaud similaire, il faut choisir une DEL ayant une température de couleur similaire.
Si l’on prévoit d’utiliser des gradateurs, s’assurer de pouvoir se procurer des gradateurs et des lampes à DEL conçus pour fonctionner ensemble. Si l’on prévoit d’utiliser des réglettes à DEL dans des vitrines où le réglage de l’intensité est critique, les gradateurs deviennent particulièrement importants. L’information sur les gradateurs de chaque lampe à DEL est généralement indiquée sur l’emballage de la lampe et en ligne.
Ne pas se baser uniquement sur la marque pour évaluer la qualité. La plupart des grandes entreprises d’éclairage ayant des marques bien connues fabriquent des lampes de qualité musée. Cependant, la majeure partie de leurs lampes à DEL, destinées à un usage domestique, ne sont pas de qualité musée. Quelques petites entreprises sont apparues et offrent un bon soutien aux marchés spéciaux, comme les musées.
Ne pas abandonner si un fournisseur ou un fabricant donné n’a pas la lampe qui convient en termes d’IRC, de TCP, d’angle de faisceau, de lumens et de forme. De nombreuses formes de lampes MR16, PAR30, PAR38 et A sont actuellement offertes, mais le marché des lampes à DEL de qualité musée est petit, et ces lampes ne sont pas distribuées dans les boutiques de luminaires ordinaires.
Même s’il peut être plus facile de simplement moderniser des luminaires existants avec des lampes à DEL fabriquées à cette fin, envisager les nouveaux modèles et les nouvelles formes qui conviennent bien aux musées. Dans certains cas, il suffit de se procurer un adaptateur pour permettre leur installation sur un ancien luminaire ou rail.

Avant l’achat de lampes d’essai : données techniques supplémentaires pour les spécialistes de l’éclairage

Lire les études de cas dans les rapports du projet GATEWAY (en anglais seulement) du DOE. Communiquer avec les musées mentionnés dans les études et leur demander des recommandations. Rencontrer leur personnel sur place dans la mesure du possible.
Obtenir les rapports LM-79 (caractéristiques des lampes) des fabricants de lampes.
Consulter les données d’essais impartiaux sur le site Web CALiPER du DOE (en anglais seulement).
Consulter le site Web sur les ampoules cotées EnergyStar (en anglais seulement) et la base de données LED Lighting Facts (consulter la note en fin de texte 1) pour prendre connaissance des caractéristiques des produits actuellement offerts sur le marché.
Consulter la section Détails techniques pour les grands projets.

Achat de lampes d’essai

Une fois que des décisions préliminaires ont été prises sur plusieurs lampes candidates, en acheter quelques-unes et les évaluer sur place, de préférence avec des collègues. Vérifier l’apparence de la lampe de côté pour détecter tout éblouissement. Vérifier l’apparence de la lumière sur des murs nus. Vérifier l’apparence des objets éclairés par la lampe. Vérifier l’apparence de sa peau sous la lampe (on est particulièrement sensible à l’apparence que la peau devrait avoir sous une lumière de bonne qualité).
Si des gradateurs ont été achetés, les tester avec les lampes. Vérifier s’il y a des papillotements dans toute la plage des intensités.
Tester les lampes d’essai, en particulier celles que l’on songe à acheter, le plus longtemps possible (soit au moins une semaine) dans les appareils prévus pour voir si elles changent de couleur ou si elles surchauffent et cessent de fonctionner.

Avant l’achat d’un grand nombre de lampes

Demander d’obtenir les produits d’entreprises que l’on connaît ou en qui l’on a confiance ou qui ont un historique de soutien documenté.
Obtenir une garantie écrite qui englobe la puissance lumineuse, la variation de couleur (Duv) au fil du temps, la défaillance des puces et des éléments électroniques, et qui inclut la main-d’œuvre. Une garantie d’un an est courante, mais, pour des périodes plus longues, la couverture peut être limitée à une défaillance catastrophique de la puce DEL. De plus, la défaillance des éléments électroniques à l’intérieur de la lampe, comme les ballasts et les pilotes, peut être totalement exclue. Examiner également la période de récupération du rendement du capital investi (RCI). Cette période est jugée satisfaisante si elle est inférieure à la période de garantie. Par ailleurs, il est possible d’obtenir des garanties qui couvrent les défaillances majeures, la perte importante de luminosité et tout changement visible de la température de couleur jusqu’à 25 000 heures.

Détails techniques pour les grands projets

Les projets de grande envergure peuvent bénéficier d’une évaluation plus structurée que le simple conseil « d’évaluation sur place » présenté à l’étape 1 de la section Achat de lampes d’essai. La présente section passe brièvement en revue les nombreux phénomènes visuels en jeu et propose une méthode d’évaluation utilisée avec succès dans les musées qui envisageaient l’installation de lampes à DEL.

Pourquoi effectuer une évaluation détaillée?

L’évaluation sur place des différentes lampes sélectionnées pour l’essai renforce une décision institutionnelle en montrant l’apparence finale que l’on obtiendra réellement. Il ne s’agit pas d’une étude perceptuelle rigoureuse; néanmoins, les établissements qui souhaitent investir du temps pour procéder à des essais soigneusement conçus et les communiquer à la communauté des musées sont invités à le faire. Des idées sur la façon d’effectuer sa propre évaluation des lampes achetées aux fins d’essai sont offertes ci-dessous.

Plusieurs effets de perception des couleurs dépendent de l’intensité de la lumière (nombre de lux). L’effet de Bezold-Brücke décale la perception des teintes. L’effet Hunt augmente le niveau de coloration aux intensités lumineuses plus élevées. Pour sa part, l’effet Stevens augmente le contraste à de telles intensités. Pour toutes ces raisons, il est essentiel de maintenir le nombre de lux constant au moment de comparer des lampes, et il est utile de répéter l’évaluation aux divers éclairements pour lesquels les lampes sont prévues (par exemple, 50 lux et 150 lux).

De plus, l’angle de la lumière qui arrive sur l’objet peut affecter considérablement des jugements visuels apparemment sans rapport. Mangum (1998) a effectué une évaluation sur une poupée habillée de matériaux dont la couleur, la texture et les propriétés réfléchissantes variaient à 50 lux. On a demandé aux observateurs de consigner leurs perceptions de l’objet en choisissant des descripteurs parmi une liste de mots d’impressions positives ou une liste de mots d’impressions négatives. Lorsque l’éclairage était diffus, les réponses les plus fréquentes étaient les suivantes : « peu attrayant, désagréable, obscur, voilé, fade, ennuyeux, banal et ordinaire ». Lorsqu’on utilisait des techniques de lumière principale, latérale ou à contre-jour, les descriptions passaient à « intéressant, attrayant, accrocheur, clair, agréable, révélateur, dramatique et spectaculaire ».

Boyce (2014) affirme que, lorsqu’ils font ce genre d’observations, les observateurs sont plus cohérents (prévisibles) quand les expériences et les connaissances antérieures sont peu susceptibles d’entrer en jeu. Les perceptions d’ordre supérieur utilisant des échelles de cotation sémantique différentielle (telles les échelles utilisées dans toute évaluation de la qualité de la lumière, comme celle du présent Bulletin) sont vulnérables à cette instabilité et devraient être interprétées en conséquence.

Mise en place de l’évaluation

L’évaluation visuelle doit être effectuée avec le type d’objets qui seront ou pourraient être éclairés, aux nombres de lux qui seront utilisés, avec l’emplacement prévu des lampes et des objets et avec tout diffuseur ou filtre prévu, ou dans des maquettes réalistes si le nouvel édifice n’existe pas encore.

La couleur des murs est importante. Il est bien connu que les revêtements muraux colorés des galeries traditionnelles modifiaient la perception des couleurs des objets, pour le meilleur ou pour le pire, mais le mur blanc austère des galeries contemporaines n’est pas neutre non plus. La figure 11 illustre le phénomène appelé « accentuation », soit l’amélioration de notre capacité à voir de petites différences entre des taches de couleur lorsque l’arrière-plan est d’une luminance similaire à celle des deux taches.

Accentuation, pour améliorer la capacité à voir les différences entre des taches de couleur lorsque l’arrière-plan est d’une luminance similaire — © Gouvernement du Canada, Institut canadien de conservation. ICC 122894-0017
Figure 11. Accentuation. Paires identiques de taches vertes légèrement différentes (1 et 2, chacune avec trois tons de vert) sur des fonds différents. Les différences à l’intérieur de chaque tache, ainsi que les différences entre les taches 1 et 2, sont difficiles à voir sur les fonds noir et blanc.

Pour effectuer des tests psychophysiques rigoureux des couleurs de lampes, on utilise couramment comme fond un gris neutre spécifié par l’American Society for Testing and Materials. La plupart des gens trouvent qu’il est plus facile de comparer différents éclairages côte à côte lorsque que la couleur de fond est neutre (figure 11). On recommande également d’inclure une carte blanche et une série d’échantillons de couleurs, comme le ColorChecker de Munsell.

Les évaluations pourraient être :

sans comparaison;
avec comparaison simple;
avec comparaisons multiples.

Une évaluation sans comparaison comprendrait un seul type de lampe sur les matériaux d’essai; le personnel du musée répondrait alors verbalement, ou par écrit, à une série de questions. Une adaptation chromatique complète est supposée, et les opinions seraient influencées par la mémoire des couleurs, la teinte dominante, la constance des couleurs et la réduction des effets de la source lumineuse (Fairchild, 2013).

L’évaluation par comparaison simple peut impliquer un mur éclairé par un seul type de lampes à DEL et un autre mur éclairé uniquement par la lampe de référence, probablement une lampe à halogène. L’adaptation chromatique est imparfaite, et cette méthode permet aux évaluateurs de mieux évaluer visuellement la similitude de couleur entre deux sources d’éclairage.

© Pacific Northwest National Laboratory
Figure 12. Comparaison de la couleur et de la divergence du faisceau pendant l’évaluation des lampes à DEL de remplacement au Musée d’art Jordan Schnitzer, à Eugene, en Oregon. On peut voir la lampe tungstène-halogène sur le mur du fond (photo fournie avec l’autorisation de Naomi Miller du Pacific Northwest National Laboratory).

L’évaluation à l’aide de comparaisons multiples peut comprendre jusqu’à trois sources d’éclairage d’essai et une condition de référence à petite échelle, suivie d’une évaluation à l’aide d’une seule comparaison de la DEL qui a été jugée la plus souhaitable par le plus grand nombre d’évaluateurs. Ces évaluations peuvent être faites avec aussi peu ou autant de personnes que l’on veut inclure. Il n’y a pas de bonne ni de mauvaise réponse, et les statistiques ne devraient pas servir à modéliser une population plus grande. La fonction d’une telle évaluation est plutôt de dégager un consensus parmi les nombreux intervenants au sein d’une institution sur le passage à une nouvelle forme d’éclairage qui se rapprochera néanmoins du schéma d’éclairage qu’elle remplace.

La répartition des intervenants devrait être large quant à l’âge et à l’expérience. On créera une telle diversité en choisissant des stagiaires, des guides, des conservateurs, des restaurateurs et des préposés aux registres. Ceux qui mettent en place les conditions d’évaluation connaîtront la nature de tous les éclairages; il est ainsi préférable d’obtenir l’avis d’évaluateurs ayant le moins de connaissances possible sur l’évaluation, même s’ils devineront sans doute correctement dans de nombreux cas quelles lampes sont à DEL et lesquelles sont les lampes de comparaison à halogène.

Il importe de se rappeler qu’une galerie peut sembler différente de jour et en soirée, et qu’il est important de recréer le plus exactement possible l’ensemble du décor. Cuttle (2008) souligne l’importance d’avoir des évaluateurs entièrement adaptés à la source d’essai, ainsi que d’utiliser des outils comme le ColorChecker pour l’aspect naturel de la couleur.

Questionnaire d’évaluation

Voici une série de questions d’essai adaptées de l’enquête menée au Musée Field par le personnel du Pacific Northwest National Laboratory conformément à un contrat avec le DOE à la suite du passage des lampes à halogène aux lampes à DEL.

L’uniformité de la lumière sur la cible est (inacceptable, faible, passable, bonne, excellente ou sans réponse).
La température de couleur de l’éclairage dans la galerie est (beaucoup trop haute, trop haute, juste correcte, bonne, beaucoup trop basse ou sans réponse).
La variation visible de la température de couleur entre les différents luminaires est (non perceptible, peu perceptible, légèrement perceptible, perceptible, très perceptible [inacceptable] ou sans réponse).
L’éblouissement est (incommodant, ennuyeux, perceptible mais acceptable, plus faible que dans la plupart des cas, inexistant ou sans réponse).
Le produit d’éclairage (ne) montre avec justesse (aucunes des, certaines des, la plupart des, toutes les ou sans réponse) couleurs visées.
Ce produit (ne) montre avec clarté (aucunes des, certaines des, la plupart des, toutes les ou sans réponse) formes visées.
Dans l’ensemble, l’éclairage de la galerie est (trop brillant, un peu brillant, juste correct, un peu sombre, trop sombre ou sans réponse).
Les couleurs de l’objet paraissent (très, un peu, légèrement, aucunement ou sans réponse) riches/saturées.
Le système d’éclairage convient à la galerie dans une mesure (supérieure, bonne, suffisante, faible, insuffisante ou sans réponse).
L’impression générale que dégage la galerie sous cet éclairage est (exceptionnelle, favorable, appropriée, inappropriée à certains égards, inacceptable ou sans réponse).

Une hypothèse simplificatrice a été faite aux questions 2 et 3 : toutes les différences de couleur visibles dans les sources lumineuses doivent être attribuées à la température de couleur seule au lieu de la température de couleur et du Duv. Il n’a pas été jugé utile d’établir cette distinction aux fins de cette évaluation.

Une autre distinction s’impose. On suppose ici que les sources lumineuses sont évaluées à des TCP égales. Certains fabricants fournissent des DEL à 2 700 K et à 3 000 K pour remplacer les lampes à incandescence. Les essais effectués sur le terrain montrent que certaines personnes ont une opinion bien arrêtée sur les différences entre ces deux températures de couleur et que les préférences vont dans les deux sens. Par conséquent, l’évaluation des températures de couleur devrait se faire séparément de l’évaluation des différentes lampes.

Garanties

Une garantie n’est qu’un des nombreux éléments dont vous aurez besoin pour prendre une décision éclairée, et, pour certains, la garantie ne sera peut-être même pas le facteur le plus important. Néanmoins, avant d’acheter quoi que ce soit, il faut examiner la garantie écrite pour savoir ce qu’elle couvre. Les garanties peuvent durer aussi peu que 90 jours ou jusqu’à 10 ans. Nous en avons même trouvé une qui précise une période admissible de 10 ans pendant laquelle seule la puce DEL est couverte entre la cinquième et la dixième année. Si une pièce mécanique ou électrique devient défectueuse pendant cette dernière période, l’entreprise peut n’être aucunement tenue de la remplacer. Par ailleurs, les garanties de trois à cinq ans sont fréquentes.

Les garanties peuvent offrir une piètre consolation si elles ne couvrent pas la perte d’une lumière de bonne qualité pendant le vieillissement, sans doute le paramètre de performance le plus critique pour un musée de beaux-arts (consulter la section Duv utilisé comme critère de vieillissement inacceptable des lampes). Une installation à DEL peut fournir un bel éclairage blanc en début de vie et passer, en trois ans à peine, à une teinte magenta très perceptible et inacceptable. Lorsque le client proteste, il peut apprendre que sa garantie ne contient aucun critère de performance particulier et que, pour ce qui est de la couverture, tant que la DEL produit de la lumière, peu importe la qualité, elle fonctionne bien.

Cependant, certains fabricants prennent leurs responsabilités et leur réputation très au sérieux, et si un musée a un problème de qualité des couleurs dans une période de trois à cinq ans, le fabricant se réserve le droit de décider si le remplacement est justifié, même si cela n’est pas mentionné dans la garantie.

Il est difficile d’indiquer des critères de performance dans les garanties. Il faudrait préciser la valeur moyenne et le niveau acceptable de variation, la façon de surveiller le critère et les limites opérationnelles. Peu d’établissements sont en mesure de surveiller le rendement total en lumens ou la couleur de la source lumineuse, et la même lampe de remplacement qui fonctionne bien dans un luminaire à rail bien ventilé peut tomber en panne en raison d’une surchauffe dans un plafonnier fermé. De plus, certains transformateurs sont électroniques, alors que d’autres sont magnétiques. Certains ont de faibles exigences de charge minimale et fonctionnent mal avec des lampes de remplacement à DEL de faible puissance. Certains peuvent également provoquer une distorsion des couleurs, des clignotements ou une sortie instable, selon la conception du circuit. Ces incompatibilités potentielles entre le transformateur et la lampe de remplacement sont souvent difficiles à prévoir. Il est donc important de tester la lampe sur place pendant plus d’une semaine pour vérifier qu’elle fonctionne comme prévu.

Certains établissements ont atténué leurs préoccupations au sujet de la garantie en s’assurant que la période de récupération du RCI est plus courte que celle de la garantie.

Voici les grandes lignes suggérées pour l’examen de la garantie :

Vérifier d’abord si la lampe est cotée Energy Star. On s’assure ainsi que le fabricant donne une garantie de trois ans sur la fabrication et les matériaux.
Quelle est la période de garantie indiquée? Englobe-t-elle une qualité et une quantité de lumière précises?
Que couvre la garantie? Est-ce que tout y est inclus ou faut-il lire les petits caractères pour découvrir ce qui n’est pas couvert?
Quels sont les accords ou les cessions de garantie sur les principaux éléments, comme les puces DEL, les boîtiers DEL et les pilotes, ou les autres éléments tels que les systèmes de refroidissement actif?
Qu’en est-il de la réputation ou de l’historique de l’entreprise? Qui faut-il appeler en cas de problème?
Qu’est-ce qui sera remplacé ou réparé en cas de réclamation au titre de la garantie? Comme la technologie évolue rapidement, un produit de remplacement acceptable ou un produit équivalent sera-t-il offert dans cinq ans?

En conclusion, il est possible de trouver de bonnes garanties. Ce que nous avons vu de mieux dans le contexte d’un musée de beaux-arts, ce sont des DEL garanties contre les défauts de fabrication pour des lampes fonctionnant selon un cycle quotidien (12 à 14 heures par jour) pendant 5 ans ou 25 000 heures, selon la première éventualité. Mais, au-delà de la défaillance de la lampe, les DEL sont également garanties pendant 5 ans ou 25 000 heures si une ampoule dépasse 15 % de dépréciation du flux lumineux (éclairage qui baisse) ou que la TCP augmente ou diminue de plus de 100 K. Pour éviter les difficultés de validation de la perte de performance, ce fabricant tient des dossiers sur chaque lampe.

Un dernier conseil sur les garanties qui s’appliquent précisément aux réglettes d’éclairage à DEL. Il importe de s’assurer que la garantie couvre le produit dans son ensemble. Les pilotes et les transformateurs ne sont pas regroupés dans un même boîtier, comme ce serait le cas d’une lampe PAR38. Il est donc possible de combiner des éléments qui ne fonctionneront pas bien ensemble.

Transition dans les formes de lampes

Comme pour toute transition dans la technologie des lampes, les utilisateurs continueront à penser en fonction des anciennes lampes et de leurs formes, et chercheront les formes et les propriétés correspondantes dans les nouvelles lampes. Les lampes à DEL conçues pour le marché domestique ont suivi cette approche, mais des marchés mieux informés se procurent de nouvelles formes de lampes à DEL qui tirent pleinement profit de leurs caractéristiques. Les musées font le pont entre ces deux approches : la modernisation par rapport à la conception de DEL spécialisées.

Formes de modernisation par rapport à la conception de DEL spécialisées

Les lampes à DEL conçues en vue de moderniser des luminaires existants sacrifieront nécessairement certaines caractéristiques que seules les lampes à DEL repensées à zéro peuvent offrir.

Trois modèles de lampes : un luminaire avec réflecteurs optionnels de type MR16, une lampe PAR38 et une lampe MR16 — Photo : James R. Druzik. © 2012 J. Paul Getty Trust
Figure 13. Comparaison de modèles de lampes. De gauche à droite : un luminaire avec réflecteurs optionnels de type MR16, une lampe PAR38 et une lampe MR16.

Sur la figure 13, la plus petite lampe à droite est une lampe de remplacement MR16 qui fonctionnera dans de nombreux luminaires à halogène MR16 nécessitant une connexion à deux broches. À gauche se trouve une lampe de conception spéciale (non conçue aux fins de modernisation) qui nécessite un adaptateur pour un rail préexistant ou un rail personnalisé.

À noter que la forme et la taille des lampes de remplacement à DEL MR16 peuvent varier d’un fabricant à l’autre et s’adapter ou non à un luminaire en particulier. De plus, les clips servant à fixer les écrans et les lentilles des lampes à halogène peuvent ne pas convenir à tous les luminaires munis de lampes à DEL de remplacement.

La gestion de la chaleur est un autre facteur à prendre en compte au moment de comparer des lampes à DEL de remplacement avec des lampes à DEL spécialisées. Les produits d’éclairage de remplacement et leurs pilotes intégrés contiennent des éléments électroniques, et la chaleur est leur talon d’Achille. En effet, les têtes de rail ou les luminaires hermétiques actuels peuvent causer une surchauffe et une défaillance prématurée de la lampe à DEL de remplacement, surtout si du verre empêche la circulation de l’air. Les produits spéciaux doivent donc être conçus selon les caractéristiques thermiques appropriées pour que la durée de vie prévue des éléments électroniques soit maintenue.

Remplacement des lampes fluorescentes T12

Lorsque l’éclairage d’exposition existant comprend des lampes fluorescentes, on peut vouloir remplacer les tubes T12 (1,5 pouce de diamètre) en raison des défaillances et de la difficulté à trouver le matériel nécessaire au remplacement, ou parce que l’on s’inquiète de la présence de mercure. Bien que l’on puisse annoncer des économies d’énergie pour les lampes de remplacement à DEL allant de 30 % à 40 %, compte tenu du prix des lampes individuelles (de 50 $ à 100 $ chacune), l’argument du coût peut ne pas être aussi convaincant que pour les lampes à incandescence, car des économies globales de coûts pourraient être difficiles à réaliser. Toutefois, ces lampes ont une durée de vie nettement plus longue et intègrent des performances améliorées, comme l’absence de préchauffage, l’allumage instantané à pleine puissance lumineuse et la stabilité de la couleur. Les tubes à DEL qui remplacent les lampes fluorescentes ne sont peut-être pas encore offerts dans la catégorie de la lumière d’excellente qualité, mais on peut les trouver dans la catégorie de bonne qualité.

L’absence d’UV dans les lampes à DEL qui utilisent une pompe dans le bleu (ou une pompe dans le violet à 415 nm ou plus) est un grand avantage lors du remplacement des lampes fluorescentes, puisque les manchons UV ne sont plus nécessaires.

Certaines lampes de remplacement à DEL peuvent être installées directement dans un luminaire fluorescent existant, mais d’autres nécessitent le recâblage du ballast. Consulter les guides d’installation en ligne des fournisseurs.

Propriétés correspondantes

Les lampes à incandescence présentes dans les musées vont des projecteurs à basse tension à broches de forte intensité (4 degrés) aux lampes à large faisceau (50 degrés) et des lampes MR16 de 20 W aux PAR38 de 250 W. Au moment d’écrire ces lignes, les lampes à DEL de remplacement pour les lampes de grande puissance et les projecteurs à faisceau très étroit n’étaient pas toujours offertes et, s’il y en avait, elles ne faisaient pas nécessairement partie des catégories de lampes ayant une bonne ou une excellente qualité de lumière; cependant, la situation évolue rapidement.

Certaines caractéristiques qu’un ingénieur en éclairage peut souhaiter connaître lors de l’établissement des capacités correspondantes entre une lampe actuellement utilisée et une DEL de remplacement possible sont l’intensité en candelas au centre du faisceau, l’angle du faisceau, la courbe de répartition angulaire de l’intensité et le diagramme d’éclairement, ainsi que d’autres caractéristiques électriques. On peut trouver ces caractéristiques dans les rapports LM-79 de l’IES (consulter les sections Remerciements et Bibliographie). On peut trouver d’autres caractéristiques directement auprès du fabricant.

Rendement du capital investi

Similairement aux LFC qui les ont précédées, les lampes à DEL sont commercialisées dans une optique d’économies d’énergie et, comme pour les LFC, l’analyse plus subtile du RCI tient compte des coûts de la lampe elle-même, qui sont toujours plus élevés pour les nouvelles technologies.

Étude de cas du rendement du capital investi

Au moment de la rédaction du présent Bulletin, seuls quelques musées pouvaient fournir des données détaillées sur le RCI. Néanmoins, le cas de la galerie Brooker du Musée Field, à Chicago, en Illinois, est très éloquent. Les données ont été fournies dans le cadre du programme américain Solid-State Lighting Technology Demonstration GATEWAY du DOE. Consulter les sections Remerciements et Bibliographie.

L’éclairage de la vitrine variait de 40 lux environ à 370 lux. Le musée était ouvert 2 912 heures par an. Au départ, la galerie était éclairée par 32 luminaires à rail à lampes à halogène, mais le concepteur n’a eu besoin que de 26 luminaires à rail à lampes à DEL pour éclairer l’espace. Le tableau 2 montre la période de récupération simple en comparant les nouveaux et les anciens systèmes tout en tenant compte du coût de l’électricité à l’époque, soit 0,12 $ le kWh. Nous avons ajouté un calcul pour la situation usuelle dans laquelle un nombre égal de luminaires serait utilisé (32).

Tableau 2 : Économies pour le changement des lampes à la galerie Brooker
Paramètre	32 lampes à halogène	26 lampes à DEL	Différence pour 26 lampes à DEL	32 lampes à DEL	Différence pour 32 lampes à DEL
Coût initial total	7 645 $	8 216 $	+571 $	10 112 $	+2 467 $
Heures annuelles d’activité	2 912	2 912	0	2 912	0
Puissance de fonctionnement du système	836 W	335 W	-501 W	412 W	-452 W
Coût de fonctionnement en électricité	292,13 $	116,99 $	-175,14 $	143,99 $	-148,14 $

Source : DOE (2010). Demonstration Assessment of Light-emitting Diode (LED) Accent Lighting. Préparé par le Pacific Northwest National Laboratory conformément au contrat DE-AC05-76RL01830.

À partir des données du tableau 2, on obtient un délai de récupération fondé uniquement sur les coûts d’électricité pendant 3,3 ans pour les 26 luminaires et 17 ans pour un remplacement individuel (32 DEL). Dans le cadre de ce projet, le DOE a estimé qu’une réduction d’environ 35 % du délai de récupération serait obtenue si l’on tenait compte des économies d’électricité dues aux coûts de refroidissement moindres et aux coûts d’entretien inférieurs pour les lampes. Cela signifierait un délai de récupération d’environ 11 ans pour un remplacement individuel.

Le Musée Field a noté que, à mesure que le système de commande réduit l’intensité lumineuse des DEL, l’éclairement diminue mais pas le courant mesuré. Cette constatation a également été faite par d’autres, et elle signifie que, même si les DEL permettent d’économiser beaucoup d’énergie, toute autre économie découlant de la gradation peut être minime.

Les trois piliers du développement durable orientent les décisions pour la mise en œuvre des conversions d’éclairage, dont il est question ci-dessus. Le pilier économique dicte la réduction à long terme des coûts en électricité et des coûts d’entretien; le pilier social favorise l’objectif de préservation du patrimoine du musée; et le pilier environnemental est à l’origine de la sélection de solutions moins énergivores et moins toxiques. Par ailleurs, une comparaison des lampes à incandescence, des LFC et des lampes à DEL effectuée par le DOE (2013) à l’aide d’une évaluation du cycle de vie des impacts énergétiques et environnementaux a révélé que les lampes à DEL sont beaucoup moins nocives que les lampes à incandescence et légèrement meilleures que les LFC, pourvu que leur dissipateur thermique en aluminium puisse être recyclé.

Rendement du capital investi dans les climats froids

Dans les régions où le climat est froid, les calculs du RCI qui incluent les coûts en chauffage, ventilation et climatisation deviennent moins convaincants, puisque la chaleur dissipée par l’éclairage contribue de façon utile au chauffage en hiver et que les coûts de climatisation en été sont faibles ou inexistants. Les coûts relatifs de chaque forme d’énergie deviennent donc importants. De plus, dans un scénario de RCI qu’a examiné l’ICC pour un immeuble gouvernemental dans le Grand Nord, on a constaté que les lampes à DEL finissaient par se rembourser d’elles-mêmes en quelques années parce que le coût de l’électricité produite localement était beaucoup plus élevé que celui du chauffage direct au mazout.

Étiquetage et marquage des lampes

D’un point de vue muséal, l’IRC et le R9 sont deux caractéristiques fondamentales des lampes, en particulier des lampes à DEL. Malheureusement, l’IRC est souvent absent et le R9 est presque toujours absent sur les emballages, et ce, dans le monde entier. Les organismes de réglementation établissent bel et bien des valeurs minimales acceptables pour l’IRC et le R9, mais, en ce qui a trait à l’étiquetage, ils mettent actuellement l’accent sur l’efficacité énergétique. Il faut chercher les spécifications de l’IRC et du R9 dans les catalogues ou les fiches techniques des fabricants.

On peut toujours trouver la température de couleur sur l’emballage ou sur la lampe elle-même.

Étiquetage des lampes au Canada et aux États-Unis

Les organismes responsables de la réglementation sur l’efficacité énergétique aux États-Unis et au Canada (DOE et Ressources naturelles Canada) coordonnent leurs normes et leurs conseils depuis longtemps. Cette coordination a été officialisée en 2015 dans l’énoncé conjoint intitulé Regulatory Partnership Statement of the Department of Natural Resources of Canada and the United States Department of Energy (format PDF) (en anglais seulement).

Le programme d’étiquetage d’efficacité énergétique en place au Canada et aux États-Unis s’appelle Energy Star (pour les États-Unis, consulter www.energystar.gov [en anglais seulement] et pour le Canada, aller sous l’onglet « Efficacité énergétique » sur le site Web www.rncan.gc.ca). Ce programme donne aux consommateurs l’assurance que les produits électriques sont écoénergétiques et qu’ils réduiront les émissions de gaz à effet de serre et d’autres polluants. Pour les lampes à DEL et les LFC, il indique aussi un IRC minimal de 80 et, pour les lampes à DEL, un R9 de 0 (Energy Star, 2014). Presque toutes les lampes à DEL d’usage général au Canada et aux États-Unis sont conformes aux spécifications Energy Star, ce qui explique l’abondance des lampes figurant sur les figures 3 et 4 dont l’IRC se trouve entre 80 et 100. Comme nous l’expliquons à la section Recommandations sommaires, cela ne veut pas dire que ces lampes respectent les valeurs d’IRC ou de R9 qui produisent selon nous un éclairage de bonne ou d’excellente qualité pour les musées.

L’étiquetage obligatoire selon Lighting Facts (en anglais seulement) (Canada et États-Unis) exige que tout emballage de lampe indique le flux lumineux, le coût énergétique annuel, la durée de vie de la lampe, la puissance et la température de couleur, mais ne fait aucune mention de la qualité de la lumière. L’étiquetage volontaire connu sous le nom de LED Lighting Facts est indiqué par certains fabricants sur leurs lampes à DEL. Il ajoute l’IRC à la liste des Lighting Facts. Malheureusement, même cet étiquetage volontaire ne mentionne pas le R9. Pour l’obtenir, il faut consulter un catalogue de lampes ou une liste, comme ce qui est fourni dans la section Lampes à DEL répertoriées par IRC et R9.

Étiquetage des lampes en Europe

Les étiquettes normalisées pour les lampes dans les pays de l’Union européenne sont en fait les mêmes que celles utilisées pour les produits électriques en général et indiquent seulement l’information concernant l’efficacité énergétique. L’étiquette des luminaires, quant à elle, ajoute des renseignements pour informer les consommateurs du type de lampe qui peut être installé, de façon à réduire le risque d’incendie dû à la surchauffe des lampes à incandescence.

D’autres caractéristiques de la lampe, comme la tension, la puissance et la température de couleur, se trouvent presque toujours sur l’emballage ou sur la lampe elle-même, mais l’IRC et le R9 sont généralement absents. Pour obtenir ces valeurs, on doit donc examiner les indications directement sur la lampe pour vérifier la température de couleur et obtenir le catalogue ou la fiche technique du fabricant.

Inscriptions directement sur les lampes

Mentions de température de couleur sur des lampes à DEL, « 2 700 K » à gauche et « warm white » (blanc chaud) à droite — © Gouvernement du Canada, Institut canadien de conservation. ICC 122894-0018
Figure 14. Mentions de température de couleur sur les lampes à DEL, « 2 700 K » à gauche et « warm white » (blanc chaud) à droite.

Les renseignements apposés directement sur les lampes électriques, y compris les lampes à DEL, indiquent en général la tension, la puissance et la température de couleur. La température de couleur peut être indiquée sous la forme d’un chiffre (2 700 K sur la lampe de gauche sur la figure 14) ou d’une mention en anglais, comme « warm white » (blanc chaud) (lampe de droite sur la figure 14), une habitude développée pour les lampes fluorescentes. Bien que ces mentions soient traduites dans les brochures promotionnelles et techniques rédigées en d’autres langues que l’anglais, elles n’apparaissent qu’en anglais sur les lampes. Compte tenu des ventes multinationales, l’approche courante consiste à utiliser des mentions de température de couleur seulement sur l’emballage ou dans les documents de commercialisation et à étamper la lampe avec la température comprise par tous. Le tableau 3 présente l’équivalence entre les mentions et la température de couleur réelle, selon diverses sources en ligne.

Tableau 3 : Signification des mentions employées au lieu d’une température de couleur précise
Mention	Plage de températures de couleur
Lumière du jour, blanc naturel	5 000 K à 6 500 K (5 000 K en général)
Blanc froid	3 400 K à 5 000 K (4 000 K en général)
Blanc (peu utilisée)	3 000 K
Blanc chaud, blanc doux	2 700 K à 3 300 K (2 800 K en général)

Remarque : Il n’y a pas de convention fixe; les plages varient légèrement selon les autorités et les fabricants.

Recommandations sommaires

Pour les lecteurs qui souhaitent consulter un résumé des éléments à prendre en considération dans le choix des lampes à DEL pour un musée, nos conseils sont les suivants :

Reconnaître que, dans une optique de préservation, les lampes à DEL ne changent pas la règle de base selon laquelle les dommages causés par la lumière sont proportionnels à l’intensité lumineuse (lux) et au temps d’exposition. Les prédictions de décoloration du calculateur des dommages causés par la lumière, qui se trouve sur le site Web de l’ICC, pour une source lumineuse sans UV restent les mêmes. Les lampes à DEL qui fournissent une qualité de lumière adéquate ne sont ni significativement moins ni significativement plus dommageables que les autres lampes électriques dont les UV sont bloqués. Les lampes à DEL qui produisent une lumière de qualité adéquate ont cependant l’avantage pratique de ne pas nécessiter de filtres anti UV.
Décider si l’on veut moderniser les luminaires existants ou en installer de nouveaux spécialement conçus pour les lampes à DEL.
La température de couleur est une question de préférence, et non de qualité. Notre seule recommandation est d’utiliser la même température de couleur pour toutes les lampes dans un espace donné. Pour ceux qui ne souhaitent pas faire des essais de température de couleur, 3 000 K est un choix agréable et universel pour l’éclairage des musées. Si l’on préfère des températures de couleur plus élevées, consulter la section Les DEL produisent-elles une lumière de bonne qualité?.
Pour une lumière de bonne qualité, choisir des lampes ayant un IRC d’au moins 90 et un R9 d’au moins 50. (Ces deux paramètres pour la qualité de la lumière sont expliqués plus en détail dans la section Les DEL produisent-elles une lumière de bonne qualité?.) Ces renseignements sont parfois indiqués sur l’emballage de la lampe; sinon, ils sont offerts sur le site Web du fabricant. Si l’IRC ou le R9 ne sont pas mentionnés, on peut supposer sans risque que la lampe ne répond pas à cette spécification.
Pour une lumière d’excellente qualité, choisir des lampes ayant un IRC d’au moins 90 et un R9 d’au moins 90. Avec la technologie actuelle, il est possible de simplifier comme suit : choisir des lampes ayant un R9 d’au moins 90. (En 2018, toutes les lampes à DEL ayant un R9 supérieur à 90 avaient un IRC supérieur à 90.)
Reconnaître que la majorité des lampes à DEL vendues pour le commerce de détail et stockées dans les quincailleries ne répondent pas aux recommandations ci-dessus et que les boîtes ne comportent pas de renseignements sur l’IRC ou le R9. La majorité des lampes répondent à une norme appelée « Energy Star » (DOE, 2017), qui n’exige qu’un IRC de 80 et un R9 supérieur à 0, soit exactement le même éclairage insatisfaisant que produisent les LFC médiocres que les musées ont appris à ne pas aimer par le passé. On trouve facilement des lampes à DEL ayant de bons et d’excellents IRC, mais il faudra peut-être s’adresser à des fournisseurs spécialisés en éclairage ou consulter les catalogues en ligne des fabricants et des fournisseurs.
Il est à noter que certains documents sur les produits utilisent Ra au lieu d’IRC. Ra et IRC sont la même chose. Ra et R9 sont deux choses différentes.
Choisir des lampes ayant des garanties écrites.
Acheter quelques lampes ou luminaires d’essai pour vérifier si l’on aime l’apparence en général : les objets, la salle, les lampes elles-mêmes. C’est particulièrement important si l’on opte pour des lampes à DEL ayant un IRC et un R9 inférieurs à ceux recommandés ci-dessus.
Obtenir la garantie par écrit, puis acheter le reste des lampes nécessaires. Au moment de la publication, nous avons appris qu’un grand musée avait installé des lampes à DEL d’un fabricant réputé et que celles-ci avaient vieilli de façon inacceptable après seulement trois ans de fonctionnement (production d’une lumière jaune plutôt que blanche). Bien qu’un cycle de remplacement de trois ans puisse encore favoriser les lampes à DEL sur le plan du RCI et que les DEL permettent de réduire l’empreinte carbone du musée comparativement à celle associée aux lampes à incandescence, la stabilité de la couleur des lampes à DEL sur plusieurs années demeure incertaine.

Remerciements

La majeure partie de l’information contenue dans le présent Bulletin sur les lampes à DEL est tirée des programmes créés par le DOE, Lighting Research and Development, Building Technologies Program.

Pour leur révision technique minutieuse des diverses versions provisoires, ainsi que leur collaboration perspicace tout au long du développement de nos idées, nous aimerions remercier :

Naomi Miller, ingénieure principale en éclairage, Pacific Northwest National Laboratory;
Tess Perrin, scientifique en éclairage, Pacific Northwest National Laboratory.

Nous tenons également à remercier les personnes suivantes pour leurs connaissances pratiques et leurs précieuses observations :

Christopher Cuttle, Nouvelle-Zélande, auteur de Light For Art’s Sake: Lighting for Artworks and Museum Displays;
Eric Hagan, scientifique principal en conservation, Institut canadien de conservation;
Ken Kane, Lighting Services, Inc.;
Richard Kerschner, directeur à la préservation et à la conservation, Musée Shelburne, États-Unis;
de nombreux représentants d’entreprises de l’industrie de l’éclairage qui ont fourni des produits aux fins d’essais en laboratoire.

La première version de ce Bulletin technique a été préparée à titre de guide d’accompagnement pour un atelier sur l’éclairage tenu à l’ICC à l’été 2011. D’autres révisions ont été apportées entre 2011 et 2016, parce que de nombreux concepteurs et restaurateurs demandaient le guide et y réagissaient, et que la documentation et les produits se multipliaient rapidement. Nous remercions les participants à l’atelier et les lecteurs subséquents pour leurs questions, commentaires et conseils. En 2018, nous avons révisé entièrement le présent Bulletin technique, en particulier les sections sur les dommages et la température de couleur préférée; la section consacrée à la température de couleur préférée de la présente version du Bulletin est basée sur les présentations qui ont eu lieu pendant le 1st International Museum Lighting Symposium and Workshops (en anglais seulement) de 2017. Jean Tétreault a apporté son aide pour la révision des aspects techniques et de la terminologie de la version française de ce Bulletin.

Sources d’information technique

Lampes à DEL répertoriées par IRC et R9

On peut chercher des lampes à DEL ayant un IRC et un R9 particuliers (ainsi que le type d’ampoule, la taille, etc.) sur le site Web EnergyStar Light Bulbs (en anglais seulement) et dans la base de données LED Lighting Facts (consulter la note en fin de texte 1).

Essais de produits (CALiPER)

Les technologies d’éclairage à semi-conducteurs (SSL) évoluent et s’améliorent rapidement, et les produits qui arrivent sur le marché présentent un large éventail de performances. (Les lampes à DEL sont un sous-ensemble de SSL.) Le programme Solid-State Lighting du DOE (en anglais seulement) permet de tester un large éventail de produits à DEL offerts sur le marché pour un éclairage général et offre des rapports d’essai (en anglais seulement) détaillés.

IES LM-79

Ces rapports fournissent des mesures indépendantes en laboratoire sur le flux total, la puissance électrique, l’efficacité et la chromaticité des lampes à DEL. Ils devraient être accessibles sur le site Web du fabricant ou sur demande. Pour obtenir la description de leur contenu, consulter Understanding LM-79 Reports (format PDF) (en anglais seulement).

IES LM-80

Le rapport IES LM-80 mesure le flux lumineux des produits à DEL en fonctionnement continu. Trois températures sont utilisées : 55 °C, 85 °C et une troisième température choisie par le fabricant. Puisque les produits à DEL utilisés pour l’éclairage général existent depuis moins longtemps que leur durée de vie fonctionnelle prévue, on a fixé la période minimale d’essai à 6 000 heures, avec une préférence à 10 000 heures, et déterminé qu’il fallait répéter les essais toutes les 1 000 heures. Étant donné que le rapport LM-80 ne documente que la maintenance du flux lumineux pour la période pendant laquelle les mesures sont effectuées, une méthode d’estimation distincte pour la durée de vie (TM-21) est en développement. Ces rapports devraient être accessibles sur le site Web du fabricant ou sur demande.

Démonstrations GATEWAY

Ce programme appuie des projets de démonstration de produits SSL haute performance. L’objectif est de recueillir des données empiriques et d’acquérir de l’expérience avec des applications sur le terrain qui permettent d’économiser de l’énergie, qui sont rentables et qui maintiennent ou améliorent les niveaux d’éclairage. Les projets fournissent une source de données indépendantes de tiers aux utilisateurs et aux concepteurs d’éclairage pour les aider à prendre des décisions. Le personnel du programme GATEWAY suggère que ces données soient considérées en combinaison avec d’autres données pertinentes pour le site particulier et l’application à l’étude (DOE, 2010).

Jusqu’à présent, le programme GATEWAY a documenté une application de musée au Musée Field, à Chicago, en Illinois, en novembre 2010. D’autres musées sont envisagés, dont plusieurs musées de beaux-arts. Comme tous les rapports de musées du programme GATEWAY (en anglais seulement) peuvent être téléchargés en ligne, c’est un bon endroit pour commencer à examiner les problèmes qui sont susceptibles de se présenter. À noter que le questionnaire d’évaluation et l’analyse de la période de récupération simple du Musée Field ont été adaptés et inclus dans le présent Bulletin.

Remplacement de l’éclairage linéaire (lampes fluorescentes)

Le remplacement des lampes fluorescentes par des lampes à DEL soulève de nombreux problèmes particuliers que le remplacement des projecteurs ne pose pas. Chaque fabricant fournit des conseils d’installation détaillés pour ses produits. Pour avoir un aperçu des problèmes, consulter le site Web LED Linear Lamps and Troffer Lighting (en anglais seulement).

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Publié par :
Institut canadien de conservation
Ministère du Patrimoine canadien
1030, chemin Innes
Ottawa (Ontario) K1B 4S7
Canada

N^o de catalogue : CH57-3/1-36-2020F-PDF
ISSN 2562-0290
ISBN 978-0-660-33906-1

Also available in English.

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Date de modification :: 2020-05-05