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Les inventeurs des ampoules led bleues reçoivent le prix Nobel de physique 2014

L’esprit d’Alfred Nobel a bel et bien plané cet an-ci sur le comité de la Royale Académie suédoise dans ses délibérations sur le prix Nobel de Physique : il a récompensé trois scientifiques dont les recherches ont apporté un grand bénéfice à l’humanité, les inventeurs de la « diode électroluminescente bleue qui a permis de créer des sources de lumière blanche brillante à basse consommation », autrement dit les pères des actuelles ampoules led (diode électroluminescente) longue durée.

L’esprit d’Alfred Nobel a bel et bien plané cet an-ci sur le comité de la Royale Académie suédoise dans ses délibérations sur le prix Nobel de Physique : il a récompensé trois scientifiques dont les recherches ont apporté un grand bénéfice à l’humanité, les inventeurs de la « diode électroluminescente bleue qui a permis de créer des sources de lumière blanche brillante à basse consommation », autrement dit les pères des actuelles ampoules led (diode électroluminescente) longue durée. Les lauréats sont trois scientifiques japonais, Isamu Akasaki, Hiroshi Amano et Shuji Nakamura, ce dernier naturalisé Américain.

Prix Nobel de Physique
Image gracieusement cédée par le site web officiel des prix Nobel

Comme elles font partie de la vie quotidienne de la plupart d’entre nous, il est possible que nous ne les estimions pas à leur juste valeur. Néanmoins, les ampoules led sont un grand progrès dans les économies mondiales d’électricité, puisque un quart de la consommation d’énergie est destinée à l’éclairage. L’image ci-dessous montre la façon dont l’efficacité énergétique a évolué au fil du temps en fonction du système d’éclairage utilisé.

Lefficacite lumineuse
Image gracieusement cédée par le site web officiel des prix Nobel

En quoi consiste la contribution de la led bleue efficace

Henry Joseph Round a été le premier scientifique à avoir décrit le principe de base des diodes : certains semi-conducteurs émettent de la lumière lorsqu’un courant électrique les traverse. Plus tard, en 1927, Oleg Vladimirovich Lósev publie la première étude divulguée sur ce sujet, mais ce n’est qu’en 1962 que la première diode à spectre visible est inventée. Émettant une lumière rouge, elle est due à l’ingénieur américain Nick Holonyak, qui prédisait il y a cinquante ans que les ampoules à led finiraient par remplacer les incandescentes. Alors pourquoi l’invention de la led bleue a-t-elle mérité le prix Nobel de physique ? La réponse simple – nous n’entrerons pas dans des explications scientifiques très complexes, liées à la théorie quantique des semi-conducteurs – est que la diode bleue possède des propriétés uniques et qu’elle permet de créer la lumière blanche des ampoules efficaces actuelles (somme du rouge, du vert et du bleu). Créer la diode bleue sans perdre les propriétés que présentent les semi-conducteurs utilisés a été une entreprise compliquée et coûteuse. Les trois chercheurs primés ont travaillé à contre courant des tendances scientifiques établies et ont essuyé des centaines d’échecs avant d’atteindre leur objectif. D’ailleurs, avant eux et pendant des dizaines d’années, la communauté scientifique et l’industrie avaient elles aussi consacré de nombreux efforts infructueux pour tenter de relever le défi.

Diode
La lumière des leds est générée grâce à l’utilisation d’une diode dont les semi-conducteurs transforment l’électricité en photons. Image gracieusement cédée par le site web officiel des prix Nobel

 

Au départ, l’efficacité des leds n’était pas très élevée, puis, au fil des ans, cela a changé. Ils ont besoin de moins en moins d’énergie pour émettre de la lumière ou, autrement dit, ils exploitent 80 % de l’énergie qu’ils consomment et la convertissent en lumière (alors que les ampoules conventionnelles n’en exploitent que 20 %). Actuellement, nous trouvons des ampoules led d’un rendement de 300 lumens par Watt (celui des fluorescents est d’environ 70 l/W) pour une durée d’environ de 100 000 heures (celle des fluorescents n’en atteignant qu’environ 10 000).

Signal lumineux
Image gracieusement cédée par le site web officiel des prix Nobel

Les ampoules améliorent aussi la vie de millions de personnes qui n’ont pas accès au réseau électrique. En effet, leur consommation étant faible, il suffit d’un panneau solaire bon marché pour les alimenter. En outre, comme elles ne contiennent pas de mercure, elles contribuent à la préservation de l’environnement.

Si l’on passe mentalement en revue différents moments de sa vie quotidienne, on se rend compte à quel point les ampoules à diode y sont présentes. Elles le sont dans le flash des appareils photos, dans les téléphones portables, les tablettes, les ordinateurs et les voitures, dans les montres numériques, dans l’éclairage public de nombreuses villes, dans les signaux lumineux de la circulation, dans les enseignes des bâtiments et des commerces, dans tout type de panneaux électriques (comme ceux des unités centrales de nos groupes électrogènes), etc. Chez Inmesol, nous avons  nous aussi recours à la technologie led pour les projecteurs de tous nos modèles de tours d’éclairage de façon à les rendre plus efficaces.