Éclairage à diodes électroluminescentes en aviculture


Fiche technique - ISSN 1198-7138  -  Imprimeur de la Reine pour l'Ontario
Agdex : 717/450
Date de publication : Juillet 2017
Commande no. 17-020
Dernière révision :
Situation :
Rédacteur : S. Clarke, ing., et D. Ward, ing.

Table des matières

  1. Terminologie de l'éclairage
  2. Quelles sont les particularités des del?
  3. Pourquoi opter pour l'éclairage à del?
  4. Comment l'électroluminescence se class-t-elle par rapport aux autres technologies d'éclairage?
  5. Comment choisir la bonne ampoule à del?
  6. Conception modulaire
  7. Conclusion

L'utilisation de l'éclairage à diodes électroluminescentes (DEL) en agriculture, quoique relativement récente, est très prometteuse. La présente fiche technique fournit de l'information sur ce type d'éclairage et les critères de choix des DEL, en particulier à l'achat, si elles sont destinées à une ferme. Un exemple de comparaison du coût de plusieurs systèmes d'éclairage installés dans le même poulailler est également fourni.

L'éclairage est une composante importante de la plupart des installations avicoles (figure 1), car il compte pour une large part de leur consommation énergétique mensuelle. Pendant longtemps, ce sont les ampoules incandescentes et les tubes fluorescents qui ont fourni le degré d'éclairage souhaité dans les poulaillers. Toutefois, afin de réduire les coûts mensuels d'éclairage, les aviculteurs cherchent à les remplacer par une technologie plus écoénergétique, telle l'électroluminescence. Cette technologie, qui réduit la consommation d'énergie et améliore globalement les opérations, est bénéfique autant pour l'exploitant agricole que pour la société. De plus, il pourrait être avantageux pour la production d'utiliser certains spectres lumineux afin d'améliorer le rendement de la volaille, tout en diminuant la consommation d'énergie associée à l'éclairage. L'adoption des DEL peut entraîner une hausse globale du revenu, grâce à une baisse des dépenses énergétiques.

La photo montre l'intérieur d'un poulailler pour poules reproductrices de type à griller équipé de lampes à DEL. Des poules et des coqs blancs sont visibles à l'avant-plan, parmi les conduites d'eau et d'aliments. Les pondoirs sont visibles à l'arrière-plan.

Figure 1. DEL utilisées dans une installation avicole. Source : Energywisegroup.com.au.

Terminologie de l'éclairage

Lors d'un achat de lampes à DEL, il est important de comprendre l'information qui figure sur l'étiquette des produits (figure 2) pour faire un bon choix d'éclairage. Les termes ci-après peuvent apparaître dans les données d'éclairage.

Watt : le watt (W) n'est pas une unité de mesure de l'éclat ou de la luminosité d'une lampe. Les watts indiquent la quantité d'énergie nécessaire pour obtenir la luminosité. Autrement dit, ils correspondent au courant prélevé.

Lumen : le lumen (lm) est une unité de flux lumineux. Les lumens indiquent la quantité de lumière émise par une ampoule, c'est-à-dire sa luminosité. Par exemple, une ampoule incandescente de 40 W produit environ 13 lumens par watt (13 lm/W).

La photo montre un tableau de données d'éclairage apparaissant sur le côté de l'emballage d'une ampoule. Ce tableau fournit de l'information propre au modèle d'ampoule, telle que sa luminosité, son coût énergétique annuel estimé et sa durée de vie prévue.

Figure 2. Tableau de données d'éclairage

Durée de vie moyenne : la durée de vie moyenne d'un modèle d'ampoule non électroluminescente est le temps requis pour que 50 % des ampoules cessent de fonctionner. Souvent, lorsque les ampoules « défaillent », elles ne produisent plus de lumière. En ce qui concerne les DEL, la durée utile ou « L70 », est la durée au-delà de laquelle les DEL ne fourniront plus que 70 % de la lumière produite à l'état neuf.

Kelvin : dans le domaine de l'éclairage, le kelvin (K) n'est pas une unité de mesure de la température de l'ampoule, mais plutôt de la couleur ou de l'apparence de la lumière émise par cette ampoule. Une lumière chaude (lumière blanche douce, p. ex., produite par incandescence) a une couleur qui se situe dans l'intervalle 2 700 - 3 000 K; une lumière blanche naturelle intense, dans l'intervalle 3 000 - 4 500 K; une lumière blanche froide, dans l'intervalle 4 500 - 6 500 K.

Efficacité lumineuse : cette grandeur correspond au nombre de lumens émis (soit la luminosité ou l'intensité du flux lumineux) pour 1 W d'énergie utilisée. Elle se mesure donc en lumens/watt (lm/W).

Lux ou pied-bougie : l'éclairement lumineux est une mesure de la quantité de lumière qui frappe une surface. Il s'exprime en pieds-bougies (fc) ou en lux (lx). Un pied-bougie correspond à 1 lm de lumière tombant sur une surface de 1 pied carré (pi2). L'équivalent métrique du pied-bougie est le lux (lm/m2). 1 fc vaut 10 lx. À l'extérieur, par une journée ensoleillée du milieu de l'été, l'éclairement est de l'ordre de 80 000 lx ou 8 000 fc.

Indice de rendu des couleurs (IRC) : cet indice mesure la capacité d'une source de lumière à reproduire les couleurs de la même façon que le ferait la lumière du soleil. Un IRC bas indique que certaines couleurs peuvent être dénaturées lorsqu'elles sont éclairées par cette source. La valeur maximale de l'indice est de 100. L'IRC des ampoules incandescentes atteint pratiquement cette valeur.

Comme ces dernières, les ampoules halogènes contiennent un filament de tungstène, qui émet de la lumière lorsqu'il est chauffé. Mais à la différence des ampoules incandescentes, qui sont remplies d'un gaz inerte tel que l'argon, les ampoules halogènes renferment un mélange de gaz inerte et de gaz halogène. Elles ont une durée de vie supérieure et une meilleure efficacité énergétique que les premières.

Les lampes fluorescentes compactes (LFC) contiennent un tube de verre dont la surface interne est revêtue de phosphore. Ce tube, rempli d'un gaz inerte additionné d'une petite quantité de mercure, est branché à une paire d'électrodes. Les ampoules fluorescentes compactes (ou « fluocompactes ») ont une meilleure efficacité énergétique que les ampoules incandescentes.

Quelles sont les particularités des del?

Les DEL reposent sur une technologie d'éclairage solide, car elles émettent de la lumière à partir d'une puce à semi-conducteur solide ou diode habituellement composée de silicone. Cette technologie leur confère des qualités très spécifiques qui les distinguent des autres sources lumineuses; elles ne produisent pas de la lumière au moyen d'un filament, comme les ampoules incandescentes, ou d'un gaz excité dans un tube contenant du vide, comme les LFC.

Elles supportent des manipulations plus rudes que les autres éclairages. En effet, en l'absence de filament, elles résistent mieux aux déplacements brusques et aux vibrations intenses, mais il demeure risqué de les faire tomber.

Elles s'éteignent et s'allument instantanément. Elles ne requièrent pas de temps de préchauffage, à la différence des lampes fluorescentes et des LFC; elles atteignent leur pleine luminosité sans délai. Cela reste vrai même quand la température chute.

Elles ne dégagent pas de chaleur. Contrairement aux ampoules traditionnelles, les DEL ne chauffent pas et n'irradient pas de chaleur (elles conduisent la chaleur). Par conséquent, elles doivent être fabriquées avec un dissipateur thermique, qui apparaît sur certaines DEL sous la forme d'ailettes. Les ailettes permettent d'augmenter la surface de dispersion de la chaleur hors des diodes et vers l'extérieur de l'ampoule. Les dissipateurs thermiques peuvent revêtir de nombreuses formes : grandes ailettes, petites dépressions, surfaces lisses, ventilateurs, etc. Dans tous les cas, ils assurent une fonction de déplacement de l'excès de chaleur. La figure 3 présente un exemple de dissipateur thermique.

Les DEL sont des ampoules qui s'accommodent très bien du froid. Les basses températures ne perturbent pas leur fonctionnement, aussi elles sont adaptées à l'éclairage extérieur dans les régions froides. Quand la température chute de 24 °C à -59 °C, l'efficacité lumineuse des ampoules s'améliore, et le flux lumineux produit peut augmenter de 20 %.

La photo montre deux ampoules à DEL de style " Edison " avec des ailettes externes qui conduisent la chaleur à l'extérieur des diodes. Une pièce de 25 cents est posée à côté des ampoules pour donner une idée de leur taille.

Figure 3. Ampoule DEL hybride (à droite), sur laquelle le dissipateur thermique intérieur est apparent. Source : National Poultry Technology Center, Université d'Auburn (États-Unis), www.poultryhouse.com.

Les DEL sont directionnelles. La lumière étant produite par une puce, elle irradie depuis un point; des lentilles sont ajoutées pour la concentrer dans le faisceau lumineux désiré. La disposition de l'éclairage et le choix de l'équipement sont cruciaux pour atteindre le degré d'éclairement et la couverture lumineuse souhaités à la hauteur de la volaille. Les DEL peuvent produire de la lumière pour un endroit précis, ou bien éclairer d'un côté à l'autre ou d'une extrémité à l'autre.

Elles peuvent être fabriquées dans une large palette de couleurs. Leur technologie permet en effet aux fabricants de proposer des ampoules dans un intervalle de kelvins précis pour des usages ciblés. La couleur de la lumière émise par les ampoules peut être modifiée en changeant le nombre et le type de diodes luminescentes présentes dans l'ampoule.

La luminosité des DEL est réglable. Certaines lampes à DEL ont une intensité réglable, fonction qui augmente le coût du processus de fabrication. Souvent, les gradateurs standards utilisés pour d'autres types d'éclairage ne fonctionnent pas avec les DEL. Cela se manifeste par du papillotement, des flashs, des sauts, une course à vide et un changement de température de couleur lors du réglage de la luminosité à faible intensité. Il convient d'installer de nouveaux gradateurs conçus pour les DEL et pour l'application considérée. Vérifiez la compatibilité auprès du fabricant du gradateur (pilote) ou de l'ampoule. Les systèmes à DEL peuvent désormais être commandés à distance pour régler l'éclairement, changer la couleur de la lumière et déterminer des plages de fonctionnement.

Pourquoi opter pour l'éclairage à del?

Il existe de nombreux avantages à choisir l'éclairage à DEL pour votre ferme.

Durée de vie supérieure. Comparativement aux autres options d'éclairage, les DEL arrivent généralement en tête pour ce qui est de la durée de vie moyenne, de l'efficacité lumineuse et des économies d'énergie globales.

Leur durée de vie moyenne varie de 15 000 à 100 000 h, selon l'utilisation et le type d'ampoule. La plupart des ampoules du commerce affichent une durée de vie de 25 000 à 50 000 h.

Il est arrivé que de l'équipement d'éclairage à DEL tombe en panne dans des bâtiments d'élevage à cause d'une surchauffe due à l'accumulation de poussière, de l'introduction d'eau dans les ampoules lors des lavages sous pression, etc.

Si vous achetez des ampoules à DEL pour les installer dans un poulailler, choisissez des modèles sous garantie qui ont été testés dans des environnements humides et encrassés.

Efficacité lumineuse supérieure. Les DEL tendent à avoir une efficacité lumineuse très élevée comparativement aux autres types d'éclairage.

Leur efficacité moyenne est de 85 lm/W, contre 70 lm/W pour les LFC et 15 lm/W pour les ampoules incandescentes.

Les tubes fluorescents de type T8 et T5 ont des efficacités élevées, comprises entre 80 et 105 lm/W.

Bien que les tubes à DEL qui servent à remplacer les tubes fluorescents T8 et T5 aient une efficacité de 100 à 130 lm/W, il existe déjà des prototypes de tubes à DEL qui produisent 170 lm/W, et des recherches sont en cours pour porter cette valeur à plus de 200 lm/W.

IRC élevé. Les DEL ont généralement un IRC de 70 à 90. Pour une bonne perception des couleurs, choisissez des lampes à DEL avec un IRC de plus de 85.

Économies d'énergie globales. Les DEL ont tendance à être les sources de lumière qui consomment le moins d'énergie pour le même nombre de lumens grâce à leur efficacité élevée (figure 4). Ainsi, une ampoule incandescente de 60 W peut être remplacée par une DEL de 10 W. Les économies d'énergie combinées à la durée de vie prolongée des DEL permettent de réaliser des économies tant sur les coûts énergétiques que sur les coûts de remplacement des ampoules.

Diagramme en bâtons illustrant la consommation d'énergie totale à l'échelle du cycle de vie de différentes ampoules. Par ordre de consommation décroissante de gauche à droite : ampoule incandescente, halogène, fluocompacte, DEL 2011 et finalement DEL 2015.

Figure 4. Comparaison de la consommation énergétique sur l'ensemble de la durée de vie des ampoules incandescentes, fluocompactes et à DEL. Source : Département de l'Énergie des États-Unis, Solid-State Lighting Program (2015).

Comment l'électroluminescence se class-t-elle par rapport aux autres technologies d'éclairage?

Le tableau 1 présente une comparaison juxtaposée des DEL et d'autres technologies d'éclairage communes. Il sert à maximiser la lumière reçue de chaque ampoule tout en réduisant le nombre d'ampoules à acheter.

Table 1. Comparaison de différentes technologies d'éclairage

Type de lampe
Incandescente Cette photo montre une ampoule incandescente sur un fond blanc.
Fluocompacte (LFC) Cette photo montre quatre ampoules fluocompactes alignées sur un fond blanc.
À diode électrolumine-scente (DEL) Cette photo montre un assortiment de DEL disposées sur un fond blanc.
Efficacité lumineuse
10-17 lm/W
65-75 lm/W
blanc froid : 60-96 lm/W
blanc chaud : 27 - 86 lm/W
Puissance utilisée
60 W
13 W
10 - 8,5 W
Durée de vie
750-2 500 h
10 000 h
25 000 - 50 000 h
Coût initial
0,50 $
3,00 $
12,50 $
Coût énergétique annuel
8,02 $
1,74 $
1,34 $
Luminosité moyenne (lm)
800
800
800
Température de couleur (K)
2 700-2 800
2 700-6 500
2 700 - 7 000+
Durée de vie de l'ampoule à 3 h d'utilisation par jour (ans)
1
10
15 - 25+
Indice de rendu des couleurs (IRC)
98-100
77-88
70 - 92

Comment choisir la bonne ampoule à del?

L'éclairage joue un rôle très important dans les installations avicoles, car les exigences d'éclairage diffèrent selon le type de production et le stade de croissance du troupeau de volaille. Ainsi, il peut représenter jusqu'à 50 % de la consommation électrique annuelle. Lorsque vous choisissez l'éclairage à DEL d'une installation avicole, passez par toutes les étapes ci-dessous.

Déterminez les besoins d'éclairage de l'installation. Déterminez la quantité minimale de lumière nécessaire au niveau de la surface de travail et achetez un modèle de DEL adéquat avec le nombre de lumens requis. Le tableau 2 indique l'éclairement recommandé pour la volaille.

Tableau 2. Recommandations d'éclairage dans les poulaillers

Type de volaille
Âge (semaines)
Éclairement minimal (lux)
Photopériode (h/j)
Poulet
Poulets à griller
0-0,5
30-50
24
0,5-1,5
30-50
23
1,5-abattage
5
18-20
Reproducteur
0-3
30-50
14
4-20
30-50
8
20-64
30-50
15
Pondeuses
0-6
10-30
16
6-18
5-10
8
18-80
5-10
15
Dindon
En croissance
0-2
30-50
24
3-5
30-50
20
6-9
30-50
18
10-abattage
30-50
16
Reproductrices
0-5
20
24
5-8
20
8
8-22
20
8
22-30
20
8
30 et plus
20
13-15
Reproducteurs
0-5
20
24
5-30
20
13-15
30 et plus
30
13-15

Source: American Society of Agricultural and Biological Engineers (ASABE), tableau 9 - " Lighting guide for poultry production from Standard ASAE EP344.4 JAN2014 Lighting Systems for Agricultural Facilities ", www.asabe.org.

Les figures 5 et 6 illustrent l'éclairage obtenu avec le même modèle d'ampoule à DEL dans des lampes espacées de 3,6 m (12 pi) et de 7,3 m (24 pi), respectivement. Notez qu'à la figure 6, le poulailler est beaucoup plus sombre et que l'éclairage n'est pas aussi uniforme dans le bâtiment qu'à la figure 5 (des zones d'ombre apparaissent sur le sol entre les lampes). Si vous tentez d'obtenir un éclairement uniforme de 30 à 50 lux à la hauteur de la volaille, vous aurez de la difficulté à y parvenir avec la seconde disposition des lampes, et vous risquez d'avoir des problèmes de production.

La photo montre l'intérieur d'un poulailler de poulets à griller bien éclairé par des ampoules à DEL de 12 W espacées de 12 pi au centre.

Figure 5. Poulailler éclairé par des lampes à DEL de 12 W espacées de 3,6 m (12 pi). Source : www.poultryventilation.com

Cette photo montre l'intérieur du même poulailler de poulets à griller éclairé par des ampoules à DEL de 12 W espacées de 24 pi au centre. Le sol du poulailler semble beaucoup plus sombre, et la couverture lumineuse discontinue n'est pas idéale.

Figure 6. Poulailler éclairé par des lampes à DEL de 12 W espacées de 7,3 m (24 pi). Source : www.poultryventilation.com.

Choisissez le type de lampe à DEL que vous allez acheter. Il existe de nombreux types d'ampoules à DEL, aussi il est important de trouver le modèle qui convient le mieux pour une utilisation dans une installation avicole. Vérifiez auprès du fabricant que l'ampoule a été testée ou utilisée dans un poulailler. Évitez les DEL qui présentent de grandes ailettes, de gros ventilateurs ou tout recoin susceptible de retenir la saleté, car la saleté et la poussière s'y accumuleront et requerront des nettoyages fréquents. Les figures 7 et 8 illustrent des exemples d'ampoules souillées dans un bâtiment d'élevage.

Les DEL à surface lisse sont idéales dans les installations avicoles, car elles sont faciles à nettoyer (figure 9).

Si l'installation était éclairée au moyen de tubes fluorescents T8 ou T5, envisagez les tubes de remplacement direct à DEL de type T8, qui vous éviteront de changer les ballasts existants (figure 10).

Le meilleur résultat a été obtenu en installant de nouveaux luminaires et des pilotes de DEL spéciaux. Les ampoules des figures 7 à 10 ont toutes été testées dans des installations avicoles.

Confirmez que l'ampoule est certifiée ou testée. Toutes les ampoules et tous les luminaires sélectionnés pour une utilisation dans un poulailler doivent porter la marque UL (Underwriters Laboratories Inc.) ou le logo de l'Association canadienne de normalisation (CSA), ou une autre marque de certification reconnue approuvée par l'Office de la sécurité des installations électriques, www.esasafe.com. La certification signifie que les ampoules et luminaires sont conformes aux normes de sécurité et peuvent être utilisés sans problème dans les environnements normaux testés.

La photo montre une ampoule à DEL de style " Edison " suspendue à un plafond. Cette ampoule est pourvue d'ailettes de dissipation de chaleur couvertes de poussière isolante.

Figure 7. Ampoule à DEL de style Edison avec des ailettes de dissipation de chaleur couvertes d'une couche de poussière isolante. Source : National Poultry Technology Center, Université d'Auburn (États-Unis), www.poultryhouse.com.

Photo montrant un autre modèle d'ampoule à DEL pourvue d'ailettes suspendue à un plafond et couverte d'une couche de poussière.

Figure 8. Modèle différent d'ampoule à DEL pourvue d'ailettes couvertes d'une couche de poussière. Source : National Poultry Technology Center, Université d'Auburn (États-Unis), www.poultryhouse.com.

Photo montrant deux ampoules à DEL à surface lisse. Une pièce de 25 cents est posée à côté des ampoules pour donner une idée de leur taille.

Figure 9. Deux ampoules à DEL à surface lisse. Source : National Poultry Technology Center, Université d'Auburn (États-Unis), www.poultryhouse.com.

La photo montre un plafonnier fermé à tube à DEL. Le tube à DEL remplace un tube fluorescent T8 dans ce plafonnier.

Figure 10. Luminaire fermé à tube à DEL. Le tube à DEL remplace un tube fluorescent T8 dans le même luminaire.

Les autres certifications volontaires pour les produits d'éclairage comprennent DesignLights Consortium (DLC) et Energy Star. DLC encourage la qualité, le rendement et l'efficacité énergétique de l'éclairage. La certification Energy Star est accordée aux produits qui répondent aux critères stricts d'efficacité, de qualité et de durée de vie de la marque. Les lampes approuvées par cette dernière ou par DLC sont couvertes par une garantie de 5 ans. Si elles n'ont pas été approuvées, elles peuvent n'avoir qu'une garantie de 3 ans. DLC Premium est une classification pour les luminaires et les trousses de conversion qui ont un rendement supérieur. La plupart des DEL puissantes sont également conformes à la directive européenne RoHS sur la restriction des substances dangereuses. La figure 11 indique l'endroit où trouver les renseignements de certification sur une ampoule.

Vérifiez que l'ampoule est homologuée pour les emplacements humides. Les installations avicoles sont généralement nettoyées et lavées à l'eau entre deux troupeaux pour des raisons de biosécurité. Les lampes à DEL que vous achetez doivent être étanches et suffisamment robustes pour résister au lavage sous pression. La plupart des ampoules à DEL porteront une mention indiquant qu'elles conviennent aux environnements humides. Si vous optez pour des tubes de remplacement direct à DEL T8, il est essentiel d'acheter en plus des boîtiers de lampe qui isolent les tubes de l'humidité.

Pour savoir si un modèle de boîtier convient, consultez l'indice de protection (IP) du boîtier, qui comprend deux chiffres. Le premier chiffre indique le degré de protection contre l'intrusion de solides, qui va de l'absence de protection (0) à la protection contre les outils ou les fils (3) et à l'étanchéité complète à la poussière (6). Le second chiffre indique le degré de protection contre l'humidité : la valeur 0 correspond à l'absence de protection; 5, à la protection contre les jets d'eau de faible puissance, et 8, à la protection contre la submersion prolongée dans l'eau. Dans un poulailler, l'idéal ou le minimum requis est un indice d'au moins 66 (c.-à-d. l'étanchéité à la poussière et la protection contre les jets d'eau puissants).

Cette photo montre le type d'information technique imprimée directement sur une ampoule à DEL. L'information comprend le type de luminaire, les conditions de fonctionnement, le caractère réglable ou non de la luminosité, la consommation électrique, etc.

Figure 11. Les renseignements communément fournis sur les ampoules comprennent le nombre de lumens, le type d'essais de certification, la compatibilité avec un gradateur et les conditions d'utilisation (p. ex., « Ne convient pas à des luminaires totalement fermés » ou « Convient aux emplacements humides »). L'ampoule photographiée équivaut à une ampoule de 60 W.

Déterminez si la lampe est à intensité réglable ou non. La fonction de réglage de la luminosité est importante dans les installations avicoles pour contrôler le niveau d'éclairement dans le poulailler pendant différents stades de croissance et pour assurer une transition en douceur de l'obscurité vers la lumière, et vice-versa, qui ne perturbe pas le calme de la volaille. Rappelez-vous que les gradateurs utilisés avec d'autres types d'éclairage risquent de ne pas fonctionner correctement avec les lampes à DEL et qu'il se peut qu'il faille les remplacer par des pilotes de DEL.

Vérifiez que l'ampoule est de la bonne couleur. Les DEL, à l'instar des autres types d'éclairage, sont commercialisées dans différentes couleurs correspondant à un certain nombre de kelvins (figure 12). Les couleurs peuvent varier considérablement, comme l'indique l'échelle Kelvin présentée à la figure 13, de l'orange (2 000 K) au bleu (10 000 K). Le professeur Bédécarrats, chercheur à l'Université de Guelph, travaille sur l'utilisation de différents spectres lumineux dans les poulaillers pour faire varier le rendement de la volaille. La lumière rouge-orange améliorerait l'efficience reproductive, et la lumière bleu-vert favoriserait la croissance. Une entreprise a produit une ampoule spéciale qui émet une lumière teintée de rouge-orange pour les pondeuses, et une autre ampoule spéciale pour les poulets à griller, qui émet une lumière teintée de bleu-vert. L'exposition accrue de la volaille à la lumière dans ces intervalles précis de kelvins a produit de bons résultats lors des premiers essais. Toutefois, les projets de recherche n'étant pas terminés, la preuve n'est pas suffisante pour une adaptation commerciale.

La photo montre une ampoule à DEL de type A19 allumée; sa température de couleur est de 5 000 K, ce qui est considéré comme l'équivalent de la lumière du jour en plein soleil à midi. La photo montre une ampoule à DEL de type A19 allumée; sa température de couleur est de 2 700 K, ce qui est considéré comme l'équivalent de la lumière du jour au début de l'aube ou l'équivalent des ampoules incandescentes.

Figure 12. Les photos ci-dessus illustrent la couleur de deux ampoules DEL A19 différentes. Sur la photo de gauche, la température de couleur est de 5 000 K, et sur celle de droite, de 2 700 K. Les photos ont été prises sur le même fond. Remarquez le fond bleu-vert à gauche et brun orangé à droite.

Le diagramme illustre les diverses températures de couleur en utilisant l'échelle Kelvin. La plus basse valeur de l'échelle est en bas : elle correspond à une lumière rouge-orange équivalant à 1 000 K; la plus haute valeur, tout en haut du digramme, correspond à une lumière d'un bleu intense équivalant à 10 000 K.

Figure 13. Palette de couleurs de l'échelle Kelvin

Conception modulaire

Pour prolonger la durée d'utilisation de votre système d'éclairage, achetez des luminaires de conception modulaire, qui vous permettront d'effectuer des remplacements et seront compatibles avec des modules d'éclairage à DEL et des pilotes de DEL.

Protection contre les surtensions et les fluctuations de tension

Les orages violents, les basses tensions et les hautes tensions peuvent endommager les luminaires à DEL. Assurez-vous que les pilotes de DEL et les lampes à DEL disposent d'une protection contre ces variations.

La modernisation de l'éclairage se traduit-elle par des économies d'argent et d'énergie?

Avant d'entreprendre n'importe quel projet, calculez les économies d'énergie prévues pour vous assurer que la modernisation se traduira par des économies financières et énergétiques. Consultez votre fournisseur d'électricité pour savoir s'il offre des rabais et des incitatifs aux personnes qui adoptent l'éclairage à DEL. Ces rabais et incitatifs feront baisser le coût de votre projet. Le tableau 3 est une comparaison du coût de modernisation de l'éclairage d'un poulailler, des DEL de 10 W ou des ampoules fluocompactes de 13 W remplaçant des ampoules incandescentes de 60 W. Le tableau 4 est une comparaison du coût de modernisation de l'éclairage d'un poulailler, des tubes à DEL de 18 W ou des tubes fluorescents T8 de 35 W remplaçant des ampoules incandescentes de 60 W. La comparaison repose sur les hypothèses suivantes :

  • Les lampes sont allumées en moyenne 18 h/j pendant un cycle d'éclairage de 42 j qui comprend 7 j à pleine puissance et 35 j à mi-puissance.
  • Une année comprend 6,5 cycles.
  • Le tarif d'électricité, frais de livraison compris, est de 17 cents/kWh.

Tableau 3. Comparaison du coût de remplacement d'ampoules incandescentes par des ampoules DEL ou des ampoules LFC à intensité réglable

 
Incandescente 60 W (réglée à 30 W)
À DEL 10 W (réglée à 5 W)
Fluocompacte 13 W (réglée à 7,5 W)
Durée de vie moyenne (h)
1 000
30 000
15 000
Nombre d'ampoules
54
54
54
Coût unitaire typique
1 $
18 $
10 $
Coût total des ampoules
54 $
970 $
540 $
Facture d'électricité annuelle
1 600 $
260 $
380 $
Facture d'électricité pour 2 ans
3 200 $
520 $
760 $
Coût total sur 2 ans
3 700 $
1 500 $
1 300 $
Économies
S.O.
2 200 $
2 400 $
Coût total au bout de la 7e année
13 000 $
3 800 $
4 250 $
Économies
S.O.
9 200 $
8 750 $

Remarque :

  • Le coût total au bout de la septième année comprend le coût d'installation initial et le coût de réinstallation des lampes arrivées en fin de vie (main-d'œuvre non comprise). Le coût total des luminaires est compris 35 fois pour les ampoules incandescentes, 2 fois pour les DEL et 3 fois pour les LFC. Les coûts ont été arrondis. Le temps de travail n'est pas pris en compte.
  • Les estimations de coût sont sujettes à changement; ce sont des approximations, qui servent à calculer les économies potentielles. Consultez un concepteur pour vérifier les besoins d'éclairage et confirmer les coûts du projet.

En ce qui concerne le système d'éclairage à incandescence du tableau 3, seul le coût des ampoules a été pris en compte (1 $/ampoule). Le coût d'installation est de 54 $, et la dépense énergétique annuelle, de 1 600 $. Si les ampoules incandescentes étaient remplacées par des ampoules à DEL de 10 W, seul le coût des ampoules compterait, car les ampoules à DEL peuvent être vissées dans les douilles existantes (970 $ à l'achat et 260 $ pour fonctionner annuellement). Sur deux ans, cela représenterait une économie de 2 200 $. L'installation du système à LFC de 13 W ne coûterait que 540 $, mais son fonctionnement serait plus onéreux (380 $/an), avec une économie totale de 2 400 $ par rapport à l'éclairage à incandescence.

Sur sept ans, le système à DEL permet de réaliser 9 200 $ d'économies, et le système à LFC, 8 750 $.

Tableau 4. Comparaison du coût de remplacement d'ampoules incandescentes par des tubes à DEL ou des tubes fluorescents T8

 
Ampoule incandescente 60 W (réglée à 30 W)
Tube à DEL 17 W (réglé à 9 W)
Tube T8 32 W (réglé à 16 W)
Durée de vie moyenne (h)
1 000
36 000
20 000
Nombre d'ampoules ou de tubes
54
54
54
Coût par luminaire
1 $
200 $
174 $
Coût total des luminaires
54 $
5 400 $
4 700 $
Facture d'électricité annuelle
1 600 $
500 $
800 $
Facture d'électricité pour 2 ans
3 200 $
1 000 $
1 600 $
Coût total pour 2 ans
3 700 $
6 400 $
6 300 $
Économies
S.O.
-2 700 $
-2 600 $
Coût total au bout de la 7e année
13 000 $
8 600 $
10 900 $
Économies
S.O.
4 400 $
2 100 $

Remarque : Pour les ampoules incandescentes, seul le coût de l'ampoule est pris en compte. Pour les tubes à DEL et les tubes T8 de 4 pi, le coût comprend l'ensemble du luminaire étanche à l'eau et deux tubes par luminaire. Les coûts ont été arrondis. Le temps de travail n'est pas pris en compte.

Si l'éclairage à incandescence était remplacé par des tubes à DEL de 4 pi, à 200 $ par luminaire (deux tubes compris), le coût total serait de 5 400 $, avec une dépense énergétique annuelle de 500 $. Par conséquent, au bout de 7 ans, l'économie atteindrait 4 400 $. Pour comparer, l'option des tubes T8 coûterait 4 700 $ pour un luminaire et deux tubes, et 800 $/an d'électricité. L'économie sur 7 ans serait alors de 2 100 $.

Programme de conception des éclairages

L'entreprise qui fournit le système d'éclairage d'un poulailler devrait exécuter un programme d'éclairage pour s'assurer que les niveaux de luminosité répondent aux besoins et remettre un exemplaire de son rapport au producteur. Toute conception d'éclairage devrait exploiter la possibilité offerte par les systèmes à DEL de commander à distance le réglage d'intensité, la couleur de la lumière et les plages de fonctionnement. Installer un système produisant davantage de lumens que ce qui est requis, puis le régler à la baisse aux niveaux d'éclairement souhaités, est une façon de prolonger la durée de vie d'un système à DEL et de s'assurer d'avoir une source lumineuse toujours puissante. Quand la luminosité des DEL décroît, éteignez les gradateurs et laissez les ampoules à DEL émettre le maximum de lumière.

Aspects essentiels à considérer lors du choix de lampes à DEL pour un poulailler :

  • Prévalez-vous d'un programme de conception des éclairages.
  • Assurez-vous de disposer d'une protection contre les surtensions et les fluctuations de tensions.
  • Choisissez des luminaires approuvés par la CSA et UL.
  • Choisissez un produit portant le logo Energy Star ou DLC.
  • Cherchez des IRC supérieurs à 85.
  • Choisissez les normes d'étanchéité de manière à avoir des luminaires à l'épreuve de la poussière et de l'eau (p. ex., avec un IP ? 66 et 68 pour les pilotes).
  • Choisissez une conception modulaire pour les DEL et les pilotes.
  • Procurez-vous des pilotes de DEL conçus pour des lampes à intensité réglable.
  • Achetez des DEL couvertes par une garantie d'au moins 5 ans.
  • Achetez des pilotes de DEL sous garantie.
  • Assurez-vous que les luminaires sont couverts par une garantie de 10 ans.
  • Utilisez des trousses de conversion avec des tubes à DEL (pour les ballasts existants) et un ballast à allumage électronique instantané.
  • Consultez votre fournisseur d'électricité pour connaître ses incitatifs à l'économie d'énergie.

Conclusion

L'éclairage représente une dépense importante pour les fermes avicoles, car il peut compter pour 50 % de leur consommation énergétique annuelle. Les DEL, qui consomment de 76 à 83 % moins d'énergie que les ampoules incandescentes ou halogènes comparables, peuvent réduire l'utilisation d'énergie. Rappelez-vous qu'une puissance électrique supérieure ne signifie pas davantage de luminosité, puisqu'une DEL de 10 W produit pratiquement autant de lumens qu'une ampoule incandescente de 60 W (consultez le nombre de lumens pour connaître la luminosité). Étant donné que l'électroluminescence est une technologie relativement récente et encore en développement, il est important de faire des recherches avant d'acheter des ampoules à DEL. Assurez-vous que les ampoules ont une cote de sécurité d'UL ou de la CSA ou qu'elles portent une marque de certification reconnue. Le coût initial des DEL peut sembler élevé, mais avec le court délai de récupération attribuable aux économies d'énergie et aux éventuels rabais et incitatifs des fournisseurs d'électricité, les économies à long terme sont considérables. L'adoption des DEL peut entraîner une hausse globale du revenu, grâce à une baisse des dépenses énergétiques.

Cette fiche technique a été rédigée par Steve Clarke, ing., énergie et systèmes de récolte, MAAARO (Kemptville), et Dan Ward, ing., équipement et structures pour volaille et autres animaux, MAAARO (Stratford).


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