Luminaire LED pour éclairage de rue : une contribution à la protection du climat

26. janvier 2022 | Technologies

Photovoltaïque obligatoire, éoliennes en plus grand nombre – Les mesures de protection du climat sont à l’ordre du jour. Cependant l’éclairage public des rues est rarement mentionné dans les discussions. Et pourtant le passage à la technologie LED permet d’économiser de l’énergie, de réduire les émissions de CO2 et la consommation d’électricité.

Le passage des ampoules à incandescence aux ampoules à diode semiconductrice est un tournant historique dans la production de lumière. Par rapport aux lampes traditionnelles, les diodes électroluminescentes (LED) marquent des points par leurs nombreux avantages : économie d’énergie plus importante, durée de vie plus longue, réduction des coûts d’électricité et de maintenance, et même des émissions de CO2.

Au début de leur lancement, les LED étaient critiquées pour leur lumière typique, blanc froid, bleuâtre, alors qu’entretemps presque toutes les couleurs et intensités de luminosité sont possibles. Cette évolution est due aux différentes jonctions de semi-conducteurs par les métaux technologiques gallium et indium, par exemple le phospho-arséniure de gallium pour la couleur rouge, le groupe phosphure-aluminium, gallium-indium pour la couleur verte et celui du nitrure de gallium-indium pour la couleur bleue. Ce n’est donc pas étonnant que les diodes électroluminescentes soient devenues la norme standard dans beaucoup de foyers, bureaux et bâtiments publics. L’éclairage des rues doit cependant rattraper son retard de modernisation dans nombreux emplacements.

Récemment, Tarek Al-Wazir (Verts), ministre de l’Économie et de l’Énergie en Hesse, lançait un appel pressant aux villes et communes de moderniser les éclairages publics par l’adoption de lampes LED. En effet, malgré les programmes de soutien et d’encouragement, seulement la moitié à peine des 714 000 luminaires de rue a été adaptée en Hesse. Au niveau fédéral, ce n’est pas mieux : en 2016, 20 pour cent seulement des communes utilisaient le LED en majorité, selon les données de la brochure d’informations (PDF) de l’Agence allemande pour l’Énergie (dena). C’est le résultat de l’étude (PDF) qui a été menée auprès de 927 administrations. En parallèle, 76 pour cent des communes ont indiqué qu’elles modernisaient leur éclairage public en majorité par des LED. En 2018, Luke Roberts, fabricant de lampes intelligentes, a enquêté auprès de 20 villes allemandes sur la part des LED pour 1,2 millions de luminaires de rue et est parvenu à une valeur moyenne d’à peine 11 pour cent.

Des luminaires de rue datant encore des années 1960

Environ un tiers des rues est éclairé encore par un système désuet datant des années 1960 – c’est ce qu’estiment la Fédération de l’industrie électrotechnique et électronique (ZVEI) et la Fédération de l’éclairage public et de l’infrastructure (bvsi). En particulier dans les petites communes, l’éclairage public représente jusqu’à 50 pour cent de la consommation annuelle d’électricité.

Il existe donc un véritable potentiel d’optimisation : les experts estiment que l’emploi des techniques modernes d’éclairage permettrait aux villes et communes de réaliser jusqu’à 400 millions d’euros d’économie au niveau fédéral. En même temps, l’économie ainsi obtenue de 1,6 millions de tonnes de monoxyde de carbone et de 2 700 gigawatts d’électricité contribuerait à accélérer la protection du climat. Une gestion intelligente de l’éclairage, qui programme une gradation de la luminosité dans les heures nocturnes, aurait un bilan énergétique encore plus favorable.

Et enfin, de nouvelles lois renforcent l’urgence de la modernisation de l’éclairage public : depuis 2015, les lampes à vapeur de mercure haute pression ne peuvent plus être vendues en UE, bien qu’elles soient pourtant encore utilisées partiellement dans les luminaires de rue.

De nombreuses communes redoutent les coûts d’investissement

Pour quelles raisons la modernisation progresse malgré tout plutôt timidement, c’est l’objet de l’étude de l’Agence allemande de l’Énergie (dena). Sa conclusion : bien qu’au niveau fédéral et des Länder, de nombreuses mesures de soutien soient accordées, les coûts d’acquisition élevés des LED découragent apparemment de nombreuses communes. 42 pour cent d’entre elles ont signalé que le manque de moyens financiers les empêchait de s’engager. Elles hésitaient également à cause du manque de transparence des coûts d’entretien et de la qualité de la lumière. Dans une étude du cabinet d’audit PwC (PDF), il ressortait même que 84 pour cent des communes ne recouraient pas davantage aux LED à cause des coûts d’investissement. Environ la moitié doutait de la rentabilité à long terme de cette technologie.

Rentabilité du passage aux LED à long terme

Les exemples dans la vie pratique démontrent cependant que les coûts très élevés au départ en valent la peine au bout de quelques années. En 2015, Gießen a été une des premières communes en Hesse à entreprendre la modernisation de ses luminaires de rue. Les lampes ont été changées en deux temps en LED, le Land et le Bund ont contribué à 50 pour cent aux coûts respectivement à hauteur de 1,4 millions et de deux millions d’euros. Dès à présent, la ville consomme 70 à 80 pour cent de moins en énergie par an et a déjà réalisé des économies de 500 000 euros sur la consommation électrique. D’autres secteurs, tels que la garde d’enfants, profitent de ce changement.

Geestland en Basse-Saxe s’était déjà fixé en 2009 pour objectif d’équiper complètement les luminaires de rue avec des lampes LED. La commune était ainsi la pionnière non seulement en Allemagne mais aussi en Europe, à s’engager dans cette voie. En plus d’une économie d’électricité d’env. 50 pour cent, les émissions annuelles de CO2 ont pu être réduites de 500 tonnes environ. D’autres villes, Hameln ou Kronach, affichent également des bilans remarquables dans ce domaine.

Efficacité énergétique mais néfaste à l’environnement ?

Malgré l’euphorie provoquée par les LED, des critiques apparaissent aussi. De nombreux défenseurs de la nature mettent en garde que la « pollution lumineuse » nocturne participe fortement à la destruction massive des insectes. En effet les lumières vives attirent des myriades d’insectes et sont des pièges mortels. Des chercheurs de l’Université de Mayence ont calculé que près d’un milliard d’insectes nocturnes meurt en l’espace d’une nuit sur les luminaires de rue en Allemagne. De nombreuses études, comme celle de l’Université Friedrich Schiller de Jena, montrent toutefois qu’il existe des différences importantes selon le type de luminaires.

Alors que les anciennes lampes à vapeur de mercure haute pression attirent les papillons de nuit, les coccinelles et autres insectes, le spectre lumineux des LED agit différemment. Les diodes blanc froid ou bleuâtre attirent relativement de nombreux insectes. La lumière des LED de couleur blanc chaud ou avec des composants rouges passe pour être plus inoffensive pour les insectes et elle est recommandée par les associations de protection de la nature telles que l’Association allemande pour l’environnement et la protection de la nature (BUND). Heureusement, un tel éclairage au gallium et indium peut être installé facilement.

Photo: iStock/sezer66

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