Ce moment d'ampoule : une évolution rapide vers les LED et les solutions d'éclairage ultra-efficaces
L’invention de l’ampoule à incandescence a provoqué des changements radicaux dans la vie quotidienne et le travail des personnes ayant accès à l’électricité. Pourtant, il a fallu attendre les chocs pétroliers des années 1970 pour que des questions se posent quant à l’efficacité d’une ampoule qui gaspille le plus d’énergie sous forme de chaleur. Les gouvernements ont pris des mesures pour promouvoir l'efficacité énergétique, tandis que des leaders industriels comme Philips et Osram ont investi massivement dans un éclairage alternatif-soutenu par des lois visant à éliminer progressivement les ampoules inefficaces.
Le premier résultat a été l’ampoule fluorescente compacte (CFL), qui offrait une efficacité énergétique cinq fois supérieure à celle des ampoules à incandescence traditionnelles. Cependant, les consommateurs n'aimaient pas sa lueur bleue-blanche et son temps de préchauffage lent-. Les ampoules halogènes ont brièvement servi de remplacement, mais n'avaient qu'un rendement légèrement supérieur à celui des ampoules à incandescence standard. Puis sont arrivées les LED, une alternative-qui a changé la donne.
Les LED recèlent un immense potentiel pour une adoption rapide et une réduction des émissions de carbone. Ils produisent de la lumière instantanément, correspondent au spectre de couleurs de la lumière naturelle du jour et génèrent très peu de chaleur-contrairement aux lampes à incandescence, qui gaspillent jusqu'à 95 % de leur énergie sous forme de chaleur. La société américaine Fairchild Optoelectronics a lancé unProduit d'éclairage LEDdès les années 1970, mais les LED sont restées des produits de niche coûteux pendant des décennies. Ce n'est qu'en 2000, lorsque les pays industrialisés et en développement ont introduit des normes minimales de performance et d'efficacité (ainsi que des délais fermes pour éliminer progressivement les ampoules inefficaces), que les ventes se sont progressivement orientées vers des options à faible consommation d'énergie.
Naturellement, la rapidité et l'ampleur deAdoption des LEDvarient selon les pays, car les politiques, les économies et l’accès à l’énergie diffèrent considérablement. Pas plus tard qu'en 2015, de nombreux consommateurs hésitaient à abandonner les ampoules traditionnelles, considérant les alternatives aux halogènes et aux incandescences comme inadéquates. Mais ces dernières années, les LED ont connu des améliorations remarquables en termes de qualité, de conception, de prix et de fonctionnalité-, ce qui a entraîné une augmentation rapide de leur adoption. Aujourd'hui, les LED coûtent \\(2–\\)5, consomment jusqu'à 90 % d'énergie en moins que les lampes à incandescence (y compris les halogènes) et consomment 60 % d'énergie en moins que les anciens éclairages fluorescents. En 2019, les LED représentaient environ 46 % des ventes mondiales d’éclairage, contre 37 % en 2018.
Soutien gouvernemental à l’adoption du LED
Le gouvernement-a mené une campagne visant à éliminer progressivement les ampoules inefficaces-essentielles pourCroissance des LED-a commencé en 2005 au Brésil et au Venezuela. L'Union européenne, l'Australie et la Suisse ont suivi avec leur propre-élimination progressive en 2009. Aujourd'hui, la plupart des gouvernements et des entreprises mettent en œuvre des politiques visant à stimuler l'adoption des LED, attirées par leur coût et leur-potentiel d'économie d'énergie. Les États-Unis ont commencé à éliminer progressivement les ampoules inefficaces en 2007 (bien que l’administration Trump ait suspendu cet effort en 2019), tandis qu’une directive européenne mettra fin aux ventes d’ampoules à incandescence et d’halogènes d’ici fin 2021.
Pertinence plus large de l’adoption des LED
L’essor des LED démontre à quel point des politiques gouvernementales fortes et interventionnistes peuvent éliminer progressivement les produits inefficaces et générateurs de gaspillage. Sans de telles politiques, les industries ne seraient pas incitées à aller au-delà des technologies d’éclairage obsolètes. Notamment, cette législation se concentre généralement sur les exigences d'efficacité plutôt que sur l'imposition de technologies spécifiques-permettant aux industries d'innover en solutions. Le résultat a été le déclin constant des halogènes et des lampes à incandescence, ce qui a permis de réaliser des économies tant pour les entreprises que pour les consommateurs.
Les LED réduisent déjà la consommation totale d'énergie pour l'éclairage : en 2018, l'éclairage représentait environ 13 % de la consommation mondiale d'énergie, et au taux d'adoption actuel, ce chiffre devrait tomber à 8 % d'ici 2030. Cependant, l'efficacité énergétique passe souvent au second plan par rapport aux nouvelles technologies renouvelables et nécessite un soutien constant. Selon l’AIE, les améliorations mondiales en matière d’efficacité énergétique ont ralenti depuis 2015, mais l’efficacité reste essentielle pour réduire la consommation totale d’énergie.
L’éclairage représente actuellement 13 % de la demande mondiale d’électricité et 5 % des émissions mondiales annuelles de carbone (à titre de contexte, le transport maritime international en émet 1,7 %). Il existe encore un énorme potentiel de réduction des émissions liées à l'éclairage : certaines estimations suggèrent qu'un passage mondial du jour au lendemain aux LED à haute efficacité pourrait réduire 1,4 milliard de tonnes de CO₂, éliminant ainsi le besoin de construire 1 250 centrales électriques ; une victoire considérable en termes de réduction des émissions de carbone et de qualité de l'air.
Les LED mettent également en évidencecomment des décisions commerciales audacieuses peuvent rapidement porter leurs fruits. Les fabricants ont pris des risques pour passer d’un éclairage inefficace à des LED. En 2006, Philips Lighting (qui réalisait alors près des deux-tiers de ses ventes grâce aux lampes à incandescence) a décidé de s'éloigner des lampes à incandescence et d'augmenter la production de LED-un choix radical qui s'est heurté à une forte opposition au sein de l'entreprise et de la part des actionnaires. Cette décision a finalement été couronnée de succès : désormais rebaptisée Signify, l'entreprise se classe parmi les cinq premiers fabricants mondiaux de LED, avec un chiffre d'affaires annuel d'environ 6 milliards de livres sterling.
De plus, la transition lumineuse souligne l’importance de l’action individuelle dans la réduction des émissions de carbone. Même de petits choix personnels, lorsqu’ils sont multipliés par des milliards de personnes, ont d’énormes impacts environnementaux et financiers. Transférer l’épargne aux consommateurs contribue à conduire le changement dans un système capitaliste. Au-delà de l’efficacité énergétique et des avantages environnementaux, les LED permettent de réaliser d’importantes économies : le ministère américain de l’Énergie estime que les LED pourraient réduire la consommation d’énergie de l’éclairage national de 29 % d’ici 2025, permettant ainsi aux ménages d’économiser environ 80 milliards de livres sterling sur leurs factures d’électricité. Au Royaume-Uni, l’adoption généralisée des LED dans les foyers permettrait de réduire de 2 milliards de livres sterling les factures d’énergie et d’éviter 8 millions de tonnes d’émissions de carbone. L'investissement initial pour passer aux LED au Royaume-Uni est généralement remboursé en 3 à 4 mois, et chaque foyer pourrait économiser en moyenne 40 £ par an avec une adoption complète.
Contexte et contexte
Les racines de l'ampoule remontent plus loin que Volta, jusqu'en 1761, lorsqu'Ebenezer Kinnersley a démontré l'incandescence d'un fil chauffé. Mais ce n'est qu'en 1879 que Thomas Alva Edison a breveté une lampe électrique qui allait dominer le marché pendant près de deux siècles-après avoir judicieusement acquis les brevets d'autres inventeurs pour développer un produit fonctionnel.
L’ampoule à incandescence a révolutionné la vie et le travail des personnes disposant de l’électricité. Sa domination aux XIXe et XXe siècles résultait d’un manque de concurrence et d’une baisse des coûts. Comme l’avait prédit Edison : « Seuls les riches pourront allumer des bougies » ; au XXe siècle, la consommation de lumière artificielle était 100 000 fois supérieure à celle du XVIIIe siècle.
Cependant, le développement d'ampoules-efficaces et durables n'a pas été facile. Dans les années 1920, un cartel de fabricants appelé « Phoebus » (comprenant les filiales d'Osram, Philips et General Electric) s'est entendu pour produire des ampoules ayant une durée de vie plus courte que celle disponible auparavant.
-Avance rapide jusqu'au 21e siècle : une fois que l'écrasante supériorité des LED est devenue évidente, le passage à leur fabrication a été étonnamment controversé-mais la promesse d'économies d'énergie massives a finalement prévalu. La pénétration du marché a été plus lente que ne l’espéraient les partisans des LED, ce qui a nécessité une intervention gouvernementale pour accélérer l’adoption, augmenter la production de LED et éliminer progressivement les ampoules inefficaces. Les gouvernements avaient une motivation supplémentaire : les coûts de l’éclairage public consommaient une part importante des budgets municipaux. Par exemple, l'éclairage public représente 20 à 40 % des factures d'électricité des municipalités américaines.
Comme prévu, une législation gouvernementale stricte et des normes d’efficacité ont fait baisser les prix des LED, les rendant abordables pour des milliards et stimulant la pénétration du marché. En deux décennies, le coût des ampoules LED a été divisé par plus de 20, tandis que leur flux lumineux (qualité d’éclairage) a été multiplié par 40. Cela a non seulement permis aux consommateurs d’économiser de l’argent, mais a également aidé les gouvernements à réduire leurs émissions de carbone.
En Inde, par exemple, le marché des LED a été multiplié par 130-en cinq ans : passant de 5 millions de ventes annuelles en 2014 à 670 millions en 2018. Les LED permettent désormais de réaliser 30 térawattheures-d'économies d'énergie annuelles, soit suffisamment pour alimenter 28 millions de foyers indiens ou l'ensemble du Danemark pendant un an. Au cours de la même période, les prix des ampoules LED sont passés d'environ 4,50 £ en 2014 à 0,78 £ en 2019. Les LED ont également rendu les systèmes d'éclairage solaire domestiques moins chers et plus efficaces en Inde, où beaucoup n'ont pas accès au réseau électrique.
Dans les climats chauds comme l’Inde, les LED offrent un avantage supplémentaire : elles contribuent à maintenir la fraîcheur des bâtiments. Les lampes à incandescence gaspillent 95 % de l'énergie sous forme de chaleur, rendant les espaces inconfortables par temps déjà étouffant-obligeant souvent à recourir à des climatiseurs inefficaces et polluants. Les LED, en revanche, perdent peu d’énergie sous forme de chaleur, évitant ainsi un chauffage inutile des personnes et des espaces.
Facteurs favorables à la domination des LED
L’un des principaux moteurs de la croissance du LED a été la baisse des coûts. Grâce à l'innovation dans la fabrication d'éclairage et à la production-à grande échelle, les prix des LED ont chuté au fil des décennies. Lorsque les LED ont été lancées pour la première fois au Royaume-Uni, les consommateurs payaient jusqu'à 9 £ par ampoule, ce qui est impensable aujourd'hui, les LED à 1 £ étant désormais courantes. Les prix ont chuté si rapidement qu’une ampoule pouvait coûter 1 £ de moins en seulement un an.
Cette baisse des prix a alimenté la croissance des LED de deux manières principales : premièrement, les prix actuels rendent les LED accessibles à presque tous les consommateurs, stimulant ainsi les ventes et la pénétration ; Deuxièmement, les faibles coûts réduisent le retour sur investissement (ROI), certaines estimations le situant entre 3 et 4 mois. Dans certains cas, le retour sur investissement peut atteindre 525 %, bien que cela dépende de variables telles que l'utilisation et les coûts d'électricité.
Une législation gouvernementale claire et des conseils sur l'efficacité, la qualité et l'élimination progressive-ont également joué un rôle majeur. Pour accélérer l’adoption des LED, les gouvernements du monde entier ont introduit des mesures telles que des normes minimales de qualité et d’efficacité. Ces politiques ont éliminé progressivement les ampoules inefficaces et réorienté la capacité de fabrication vers les LED, créant ainsi l’échelle nécessaire pour réduire rapidement les coûts. Selon les règles de l’UE, 2021 pourrait marquer la fin des ventes d’ampoules à incandescence et halogènes au Royaume-Uni.
La demande croissante des consommateurs pour des technologies accessibles-économiques a également soutenu les LED. Les ampoules permettent aux gens de réduire leur consommation (en remplaçant les ampoules à courte durée de vie-) et de réduire les émissions sans connaissances spécialisées ni investissements importants. Par rapport aux halogènes, les LED excellent en termes de coût : les halogènes durent environ 2 000 heures (environ deux ans d'utilisation moyenne), tandis que les LED durent 25 000 heures-, ce qui permet des économies à long terme-et une réduction des déchets. L’adoption complète des LED permet au ménage moyen d’économiser 40 £ par an. Pour les consommateurs, les entreprises et les gouvernements, ces économies de coûts-associées à la baisse des prix des LED-font des LED le choix par défaut.
Portée et preuves
Le fabricant américain Fairchild Optoelectronics a lancé un produit d'éclairage à LED dans les années 1970, mais les LED sont restées des produits de niche coûteux pendant des décennies.
En 2006, Philips Lighting (qui réalisait alors environ 2/3 de ses ventes grâce aux lampes à incandescence) s'est tournée vers la production de LED à grande échelle ; désormais rebaptisé Signify, il fait partie des 5 premiers fabricants mondiaux de LED avec un chiffre d'affaires annuel d'environ 6 milliards de livres sterling.
Les LED durent environ 25 000 heures, ce qui permet aux consommateurs de réaliser des économies-à long terme.
Le Brésil et le Venezuela ont commencé à éliminer progressivement les ampoules inefficaces en 2005 ; l'UE, l'Australie et la Suisse ont suivi en 2009.
Les États-Unis ont commencé leur retrait progressif-en 2007 (suspendu par l'administration Trump en 2019).
En 2018, l’éclairage représentait environ 13 % de la consommation mondiale d’électricité et 5 % des émissions mondiales annuelles de carbone.
Aujourd'hui, les LED coûtent \\(2–\\)5, consomment 90 % d'énergie en moins que les lampes à incandescence (y compris les halogènes) et 60 % de moins que les anciennes lampes fluorescentes.
Les ventes de LED sont passées de 37 % des ventes mondiales d'éclairage en 2018 à 46 % en 2019.
La plupart des gouvernements et des entreprises ont désormais des politiques visant à stimuler l'adoption des LED, motivées par les économies de coûts et d'énergie.
Une directive européenne mettra fin à la vente d’ampoules à incandescence et halogènes d’ici 2021.
Un passage à l'échelle mondiale aux LED-à haut rendement pourrait réduire de 1,4 milliard de tonnes d'émissions de CO₂, éliminant ainsi la nécessité de construire 1 250 nouvelles centrales électriques.
Le ministère américain de l'Énergie estime que les LED pourraient réduire la consommation d'énergie de l'éclairage national de 29 % d'ici 2025, ce qui permettrait aux ménages d'économiser environ 80 milliards de livres sterling.
Au Royaume-Uni, l’adoption généralisée des LED dans les foyers réduirait de 2 milliards de livres sterling les factures d’énergie et éviterait 8 millions de tonnes d’émissions de carbone.
L’adoption complète des LED permet au foyer britannique moyen d’économiser environ 40 £ par an.
Cette étude de cas a été initialement publiée sur Nestasite web ici.
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