Le cas particulier du remplacement d’un tube fluo T8 par un tube LED

 

Les risques sanitaires causés par les tubes LED sont similaires à ceux causés par les autres produits d’éclairage à LED et sont principalement liés à la très grande luminosité des puces LED et à leur spectre constitué d’une forte composante bleue.

Ils consistent en :

• des risques d’éblouissement

Bien que l’éblouissement ne soit pas un risque en tant que tel pour la santé, l’inconfort visuel qu’il engendre peut non seulement entraîner des situations dangereuses, mais également des maux de tête et une fatigue visuelle.

• des risques de lésions de la rétine

Ces lésions seraient engendrées par la vision directe des puces LED, à des distances de vision insuffisantes, et des durées d’exposition excessives.

• des risques d’accélération des dégénérescences de la rétine

Ces risques sont liés à une exposition prolongée à de l’éclairage à LED. La méconnaissance des effets d’une exposition prolongée à l’éclairage à LED impose une prudence particulière dans les établissements scolaires, d’autant plus que les enfants ont des cristallins plus transparents que les adultes. En attendant que la recherche dans le domaine dissipe les doutes, on appliquera le principe de précaution.

Les mesures préventives liées à l’usage des tubes à LED sont dès lors similaires à celles proposées à la page LED ou pas LED ?

 

Recommandations

Pour minimiser tout risque d’éblouissement:

• On choisira la finition du tube à LED (clair ou opalin) en fonction du luminaire dans lequel il est placé.

Pour minimiser les risques de lésions dues à la vision directe des lampes et luminaires à LED :

• On vérifiera que le tube LED n’appartient pas à la classe RG2 (risque modéré) ou RG3 (risque élevé). C’est-à-dire que le produit n’est pas marqué, et que donc les risques de lésions rétiniennes dues à la vision directe de la source sont minimes. A noter que ce risque est évalué pour des adultes et que nous ne connaissons pas l’impact sur les yeux des enfants, a priori plus sensibles.

Pour minimiser les risques d’accélération des dégénérescences de la rétine :

• On évitera tout éclairage à LED dans les crèches et les établissements accueillant des enfants de moins de 2 ans (leur cristallin est quasi transparent et ne filtre pas suffisamment la composante bleue de la lumière émise par les LED)
• On fera en sorte, dans tous les établissements scolaires, que les enfants ne soient pas baignés toute la journée dans de l’éclairage à LED.
• On placera l’éclairage LED dans :
  • Les couloirs, les sanitaires
  • Les salles de sport ou les locaux où les luminaires difficilement accessibles
• Dans les salles de classe, ou les salles d’apprentissage :
  • On évitera de placer du LED s’il y a peu d’éclairage naturel ou si l’éclairage est allumé toute la journée
  • On tolérera le LED s’il y a beaucoup d’éclairage naturel, une gestion en fonction de la lumière naturelle et finalement peu d’heures avec l’éclairage allumé

• On privilégiera, dans tous les cas, les tubes de couleur chaude (par exemple, appellation « warm white », ou T° 3.000 K et en tout cas T°≤ 4.000 K), car ils présentent une composante bleue plus faible que les lampes de couleur froide.

 

Les fabricants et distributeurs de tubes LED mettent en avant le haut potentiel d’économie d’énergie réalisable avec ce type de produit. De fait, par comparaison avec un tube fluorescent T8 placé dans un luminaire avec ballast conventionnel, les tubes LED sont plus efficaces. Par contre, tous les tubes LED ne sont pas plus efficaces qu’un tube T5 placé dans un luminaire équipé d’un ballast électronique.

Si l’installation est en mauvais état (vieux luminaires avec opalins jaunis et cosses plastiques fragiles, par exemple), un relighting complet en FLUO T5 ou LED doit être envisagé. Dans ce cas, il faut faire réaliser, par l’architecte en charge des travaux, un bureau d’étude extérieur ou les fabricants, une étude complète pour déterminer la meilleure solution.

 

Pour que les études DIALUX soient comparables, il est nécessaire que certaines hypothèses soient identiques. Plus d’infos sur ces hypothèses dans Je rénove l’éclairage – Je conçois une nouvelle installation.  

 

Il est par ailleurs probablement important à ce stade de mettre en évidence que la gestion en fonction de la lumière du jour est une des façons de réaliser de grandes économies d’énergie dans les établissements scolaires, les salles de classe étant généralement munies de fenêtres généreuses (voir figure ci-dessous). Or si le nouveau matériel installé n’est pas adapté, ce type de gestion n’est pas possible. Et la plupart des tubes LED sur le marché ne permettent pas ce type de gestion.

  

Recommandations

• Les tubes LED devront avoir au minimum une efficacité de 100 lm/W
• On privilégiera les tubes LED dimmables et compatibles avec des sondes de luminosité individuelles

 

La rentabilité d’un remplacement 1:1 d’un tube fluo T8 par un tube LED dépend du coût d’achat du tube LED (qui varie en fonction de sa longueur), du prix du kWh, du prix de l’installation du tube LED, du coût de la maintenance évitée si on était resté dans une installation fluo, et des durées de vie prises en compte pour le tube fluo et pour le tube LED.

La notion de durée de vie des tubes LED est actuellement peu claire. Le fabricant spécifie rarement s’il s’agit de la durée de vie des puces LED seules, de l’électronique associée ou de la globalité du tube. La durée de vie généralement annoncée est la période durant laquelle le flux lumineux des puces LED reste supérieur à 70% du flux lumineux initial.

Par ailleurs, la durée de vie annoncée par le fabricant est d’application à condition que la puce LED soit utilisée dans les conditions de tension et de température spécifiées par celui-ci. Notons que la puce LED est très sensible à la température de fonctionnement et son enfermement dans un tube n’est sans doute pas favorable. Il faut donc s’attendre à ce que la durée de vie réelle soit inférieure à la durée de vie annoncée. La durée de la garantie offerte par le fabricant est un indice de qualité.

Comme illustré dans le tableau ci-dessous, en dehors du coût de l’installation et de la maintenance, l’investissement est remboursé en 5 à 13 ans pour une classe d’école (1.000 h de fonctionnement/an si éclairage permanent aux heures scolaires), 3 à 6 ans pour un  bureau (2.000 h de fonctionnement/an), moins d’un an pour un tube à fonctionnement permanent (8760 h/an). 

Recommandations

• Vérifiez que vous respectez les conditions d’utilisation du tube. Certains fabricants demandent par exemple une extinction du tube de 3 heures toutes les 8 heures, pour limiter la surchauffe… et assurer la durée de vie annoncée.
• Eliminez de votre sélection les tubes dont toutes les informations ne sont pas communiquées (la chute de flux doit être associée à la durée de vie du produit (par exemple L70 30000h), idéalement le taux de défaillance abrupte devrait également être communiqué).
• Privilégiez les tubes dont la chute de flux est moins grande. Ces tubes réduisent le surdimensionnement nécessaire au maintien du flux dans le temps.

Un remplacement 1:1 d’un tube FLUO par un tube LED peut potentiellement entraîner un inconfort visuel lié à :

• la baisse du niveau lumineux général
• une mauvaise uniformité
• un risque élevé d’éblouissement

Avant toute intervention sur le système d’éclairage, une vérification s’impose donc car, dans les espaces fréquentés pendant des périodes prolongées, tels les salles de cours, la rénovation énergétique ne peut se faire au détriment du confort visuel.

Pourquoi cette baisse du niveau lumineux ?

A priori le tube LED génère moins de lumière que le tube fluo (aux alentours de 1900 lumens pour le tube LED de 1200 mm versus 3000 lumens pour un tube FLUO de la même longueur (1200mm, 36W) – notez que ce flux lumineux, indiqué en lumens, dépend d’une marque à l’autre et constitue un critère de qualité). Le tube LED génère donc moins de lumière, mais contrairement au tube FLUO, toute cette lumière est utile puisqu’orientée vers le bas (voir figure ci-dessous). Les réflecteurs potentiellement présents dans le luminaire deviennent dès lors inutiles puisque conçus pour réfléchir vers le bas une partie de la lumière du tube FLUO (plus ou moins grande en fonction de la qualité du réflecteur).

 

En fonction de la situation de départ (tube nu ou réflecteur, dimensionnement de l’installation initiale, réaffectation du local avec modification des activités et du niveau lumineux nécessaire), le remplacement 1:1 d’un tube FLUO par un tube LED sera plus ou moins approprié. Gardons en tête que l’objectif n’est pas de faire mieux qu’à l’instant t mais de faire en sorte que la nouvelle installation reste performante durant toute la durée de vie qu’on lui assigne (de faire, par exemple, en sorte que, dans 30 000 heures (durée de vie assignée de l’installation y), les 200 lx recommandés sur les tables du réfectoire soient toujours atteints).

Pourquoi les tubes LED entraîneraient-ils une chute de l’uniformité?

Les luminaires qui accueillent des tubes FLUO ont été conçus pour recevoir ce type de lampe ayant une distribution bien typique (un tube FLUO émet sa lumière à 360°). Comme illustré ci-dessous, placer un tube LED qui émet sa lumière seulement à 180° dans ce même luminaire a un impact sur la photométrie de celui-ci (la manière dont il distribue la lumière dans le local). Puisque la courbe photométrique du luminaire est modifiée, l’uniformité des éclairements varie elle aussi.

Comment minimiser l’éblouissement?

Afin de maximiser le niveau lumineux dans le local, l’installateur des tubes LED pourraient vous proposer de supprimer les ventelles ou la coque opaline de vos luminaires. Ceci est fortement déconseillé. De fait, dans le cas de tubes LED clairs, la coque opaline permet de réduire fortement les risques d’éblouissement. Dans le cas de tubes opalins, les ventelles (ou autre protection de type nid d’abeille, gaufre …) sont tout autant nécessaires pour éviter à l’occupant la vision directe du tube lumineux dont la luminosité est grande.

Recommandations

• Privilégiez a priori les tubes LED émettant un max de flux
• Si les luminaires ne sont pas munis de coques opalines, optez pour des tubes opalins afin de minimiser les risques d’éblouissement. Ne supprimez pas les ventelles ou autre protection.
• Enfin, nous vous conseillons fortement de réaliser un test dans un local type afin de vérifier que la rénovation permet d’atteindre les critères de confort recherchés (par exemple, 200 lx et une uniformité de 40 % dans un réfectoire). Si le test est positif, vous pourrez alors généraliser la rénovation à l’ensemble des locaux similaires de l’école. Lors d’un remplacement, le résultat comparatif « avant-après » dépendra très fortement :
  • de la qualité du luminaire. Si des miroirs efficaces renvoient la lumière du tube fluo vers le bas, le remplacement par un tube LED génèrera une diminution d’éclairement. Par contre, dans le cas d’un tube nu, le passage au LED se traduira par une légère augmentation du niveau d’éclairement.
  • du vieillissement du tube fluo. Celui-ci a perdu 20% de son efficacité, environ, après 10.000 h d’utilisation… Le tube LED neuf paraîtra d’autant plus efficace !... Lors du test, on risque de comparer une installation de tubes fluo en fin de vie, avec une installation de tubes LED neufs et lumineux ! Il faut donc veiller à sur-dimensionner légèrement l’installation pour anticiper sa chute de luminosité future.

Le fonctionnement des tubes LED ne nécessite ni starter ni ballast. Qu’il s’agisse d’un luminaire muni d’un ballast électronique ou d’un luminaire muni d’un ballast électromagnétique, le placement de tubes LED dans une armature originellement conçue pour les tubes FLUO ne nécessite pas la même intervention.

• Dans le cas du ballast électronique, une modification du câblage interne du luminaire est nécessaire. Les fabricants de tubes LED fournissent généralement les schémas de modification.
• Dans le cas du ballast électromagnétique (également appelé ballast conventionnel), il est possible de ne pas modifier le schéma du luminaire en choisissant un tube LED alimenté d’un seul côté et livré avec une pièce « fusible » à visser à la place du starter en place. Grâce à ce faux-starter, l’installation fonctionne et est protégée au cas où un tube fluo serait remis par erreur. Le ballast reste néanmoins alimenté, ce qui génère une consommation supplémentaire d’environ 1W. Cette consommation peut être évitée par le pontage du ballast (mais on modifie alors le câblage du luminaire…)

Toute adaptation du luminaire fait perdre au luminaire sa conformité CE et ENEC d’origine et le fabricant du luminaire n’est dès lors plus responsable du produit. La modification du câblage du luminaire pourrait également entraîner la perte de la couverture assurance en cas d’incendie du à cette modification...

Après modification du luminaire, il semble que la responsabilité incombe à la personne qui a modifié ou donné l’ordre de modifier celui-ci.

• Si la modification a été effectuée par le technicien de l’école, c’est au directeur d’école qu’incombe la responsabilité du luminaire modifié. Un organisme certificateur peut valider la qualité de la procédure.
• Si l’adaptation a été réalisée par un technicien agréé, c’est à ce dernier que la responsabilité incombe.
• Il est intéressant de savoir que certains fabricants de tubes LED s’occupent de l’installation et adaptent les luminaires en suivant une procédure qu’ils ont fait préalablement valider par un organisme certificateur. La responsabilité de la nouvelle installation leur incombe dès lors. Ordre de grandeur de coût : 8 €/tube.

Recommandations

• Le remplacement des tubes FLUO par des tubes LED (de très longue durée de vie…) sous-entend un bon état préalable du luminaire et tout particulièrement des broches d’alimentation du tube.
• Le poids du tube LED peut être double par rapport à celui d’un tube fluo T8, il doit rester inférieur au poids maximum autorisé de 500g, supporté par les luminaires pour tubes fluo T8 (norme IEC 62 776).
• Afin d’éviter tout risque d’électrocution, les tubes doivent respecter la norme NBN EN 62560. L’attestation de conformité sera demandée au fournisseur.
• Pour des questions de sécurité et de couverture d’assurance, privilégiez les produits ne nécessitant pas de modification de câblage du luminaire.