Calcul des LEDs pour une CCT imposée (article de Lumirium)

[Cap Récifal]

Avis à la population !!!

 

Cap-récifaliennes, cap-récifaliens,

 

Pour rappel, Stéphane de Lumirium nous a proposé un article détaillé, en trois parties, sur "L'approche fondamentale d'un éclairage à led".

 

La première partie a déjà été mise en ligne sous le titre "Rappels de photométrie et colorimétrie" :

 

La deuxième partie est désormais en ligne sur Cap et s'intitule "Calcul de l’intensité des différentes LEDs pour une CCT imposée" :

 

 

Comme d'habitude, les questions et commentaires (courtois !) sont les bienvenus.

 

Un grand merci à Stéphane pour tout ce travail et bonne lecture à vous tous

 

 

 

Rappel : CCT = température de couleur en Kelvin

[Denisio]

Super !

 

Des formules un peu ardues, mais c'est pas grave puisque c'est confié au logiciel de calcul. La démarche est intéressante... et puis on se rapproche de plus en plus du concret et du pratique.

 

Merci à Lumirium pour nous aider à mieux comprendre

[nonopp4]

Bien que le bleu royal soit bas dans le diagramme CIE1931 et présente un spectre semblable au premier pic du spectre du blanc, il est donc « spectralement inutile » (dans le sens où il n’améliorera pas l’indice de rendu de couleur). Par contre son apport est grand dans l’utilisation de l’énergie photosynthétique (PAR).

Bonjour,

 

J'ouvre le "BAL" puisque après quelques discussion unilatérale je n'arrive toujours pas à comprendre... par exemple dans le calcul final d'une rampe led a base de leds blanches ( 6500 K aspect jaune c'est sur...) par exemple + Bleu royal ( faible rendement en lumens par rapport aux blanches à 6500K ) comment arriver a calculer un rendement "global" en associant ces deux sources car, certain divise le rendement du blanc par celui du bleu ??? ce qui réduit le rendement global théorique de la rampe led ( je sais pas si je suis clair )

 

Est t'il juste de calculer comme ceci ? ( c'est a dire diviser le haut rendement du blanc par le faible du bleu pour avoir une moyenne ) ou faut t'il considérer l'apport du Royal bleu comme binôme avec le blanc "pur" et bien au contraire au vu des mesures sur Quantum mètre le considérer comme aussi "fort" et indispensable au calcul final. ( Lumens /watts )

 

Bon sang j'en reviens pas j'ai réussis à formuler ma pensée

 

Merci.

 

 

@++

[Sebetju31]

Bien que le bleu royal soit bas dans le diagramme CIE1931 et présente un spectre semblable au premier pic du spectre du blanc, il est donc « spectralement inutile » (dans le sens où il n’améliorera pas l’indice de rendu de couleur). Par contre son apport est grand dans l’utilisation de l’énergie photosynthétique (PAR).

Bonjour,

 

J'ouvre le "BAL" puisque après quelques discussion unilatérale je n'arrive toujours pas à comprendre... par exemple dans le calcul final d'une rampe led a base de leds blanches ( 6500 K aspect jaune c'est sur...) par exemple + Bleu royal ( faible rendement en lumens par rapport aux blanches à 6500K ) comment arriver a calculer un rendement "global" en associant ces deux sources car, certain divise le rendement du blanc par celui du bleu ??? ce qui réduit le rendement global théorique de la rampe led ( je sais pas si je suis clair )

 

Est t'il juste de calculer comme ceci ? ( c'est a dire diviser le haut rendement du blanc par le faible du bleu pour avoir une moyenne ) ou faut t'il considérer l'apport du Royal bleu comme binôme avec le blanc "pur" et bien au contraire au vu des mesures sur Quantum mètre le considérer comme aussi "fort" et indispensable au calcul final. ( Lumens /watts )

 

Bon sang j'en reviens pas j'ai réussis à formuler ma pensée

 

Merci.

 

 

@++

et de belle maniere, j'ai meme réussi a comprendre! :dance:

[vinz369]

ça aurait du te mettre la puce à l'oreille Seb, ce n'était vraiment pas clair c'est pour ça que tu as compris

 

moi je bloque un peu sur la définition d'une moyenne par nonnop....mais bon je comprends l'idée générale.

[nonopp4]

Bonjour,

 

Oups !!! j'ai "Zapper" l'encars remarque :

 

Intrinsèquement, le rendement de la LED bleue n’est pas plus mauvais que celui des autres LEDs. Ce qui rend son rendement en lm/W faible est lié à la réponse de l’œil, ce dernier favorise la perception des longueurs d’ondes proches du vert.

:timide:

 

Un exemple de calcul serait trés explicite

 

@++

[Hervé]

[comment arriver a calculer un rendement "global" en associant ces deux sources car, certain divise le rendement du blanc par celui du bleu ?

Il suffit d'en prendre la moyenne pondérée.

Supposons une rampe de 35W comprenant 10 LED blanches 3W à 130 Lm/W + 5 LED bleues 1W à 30 Lm/W.

Contribution des blanches : 10 x 3W / 130 Lm/W = 3.900 Lm

Contribution des bleues : 5 x 1W / 30 Lm/W = 150 Lm

Rendement total : (3.900 Lm + 150 Lm) / 35W = 115,7 Lm/W.

 

[Greg]

A mon avis il faudrait surtout laisser tomber une bonne fois pour toute les Lm ...

 

Une question sur le rendu dans la pratique :

J'imagine que visuellement, la différence entre une led royal bleu et un bleu, doit être sensible.

Par contre, concrètement, le fait de mixer du blanc chaud, en faible quantité, avec du blanc froid change t'il beaucoup de chose?

Je pose la question car dans la pratique, pour obtenir une CCT homogène sur le bac, il me parait dans certain cas difficile de répartir uniformément les led blanc chaud, car peu nombreuse, le jeu en vaut il vraiment la .... chandelle ?.

Un mix de 50% blanc froid, 25% royal bleu et 25 % bleu, qui reste relativement simple a réaliser, ne donnerait il pas déjà de bons résultat pour notre application en récifal?

[Hervé]

A mon avis il faudrait surtout laisser tomber une bonne fois pour toute les Lm

On les ainventés pour exprimer l'éclairement en fonction de la sensibilité de notre oeil.

 

[Denisio]

On les ainventés pour exprimer l'éclairement en fonction de la sensibilité de notre oeil.

Je crois que Lumirium a évoqué des choix par rapport à l'écosystème, donc les habitants de cet écosytème. Pas pour nos beaux yeux.

 

 

Ceci, sans préjuger de leur beauté ravageuse... ou pas

 

 

EDIT : Mince, doublé par Greg. Décidément, j'ai du retard à l'allumage aujourd'hui !

[Greg]

A mon avis il faudrait surtout laisser tomber une bonne fois pour toute les Lm

On les ainventés pour exprimer l'éclairement en fonction de la sensibilité de notre oeil.

et c'est reparti pour un tour :

Je sais bien Hervé, mais :

1/ Concernant la sensibilité de notre oeil, perso je cherche a reproduire un éclairage bleuté, comme a 10/15 m de fond, et le Lm n'est plus représentatif pour ces températures de couleur.

2/ La sensibilité de mon œil mes coraux s'en moquent, hors je maintient sous cet éclairage des coraux, et nous savons bien ,pour en avoir parler en long, en large et en travers, que quantifier l’efficacité d'un source lumineuse en Lm est un non sens par rapport aux longueur d'onde appréciées par nos pensionnaires .....

 

Autre question au passage :

est ce que utiliser une led de 3 w a une puissance de 2 w voir 1 w change beaucoup la donne sur le rendu colorimétrique?

[Florian]

A mon avis il faudrait surtout laisser tomber une bonne fois pour toute les Lm ..

.

Quelle est donc l'unité qui serait aussi facile à utiliser ? Plutôt que laisser tomber les lumen, on a tout intérêt à mieux les utiliser. Il faut toujours associer lumen et CCT, et préciser éventuellement optiques ou réflecteurs utilisés: on obtient alors une idée précise de l'intensité lumineuse perçue. J'ai une idée très claire du rendu chez Hervé grâce à ses chiffres. En utilisant les valeurs qui ont été mesurées dans la nature, je sais également que l'intensité qu'il a choisie se prêtera mieux à la reproduction d'une crête récifale. Les valeurs que j'ai choisies place l'écotype de mon bac plus au pied de cette crête à une dizaine de mètre de fond.

[Hervé]

Bonjour,

A mon avis il faudrait surtout laisser tomber une bonne fois pour toute les Lm ...

Il faut toujours associer lumen et CCT

Parfaitement, voir ici http://fr.wikipedia.org/wiki/Flux_lumineux

Il faut savoir qu'un watt de lumière (je parle bien de la puissance de la lumière, pas de la puissance électrique) produit 683 Lm à la longueur d'onde de 555 nm à laquelle notre oeil est le plus sensible.

Par contre à 455 nm, la longueur d'onde d'une LED bleue royal, 1 W de lumière ne produit que 33,5 Lm.

Les coraux reçoivent toujours un watt de photons mais ils vont sembler bien sombre à notre oeil, et c'est quand même avec ça que nous regardons les coraux !

 

 

(EDIT CAP RECIFAL : Le développement d'Hervé, suggéré pour évaluer une CCT en présence dune combinaison de deux types de Leds a été déplacé dans un topic dédié )

 

[Lépidoptère]

A mon avis il faudrait surtout laisser tomber une bonne fois pour toute les Lm ...

voilà une remarque des plus intéressantes.

 

mais sans appareil de mesures autre que les lumens/w/m2, ca ne va pas être évident.

 

JLC, Nono, ont fait ou font des mesures, pas dans le cadre d'un classement de sources en lumens/W...

et JLC a fait un constat assez intéressant par rapport aux poireaux bleues. :timide:

 

Les lumens/W sont sans intérêt pour notre hobby puisque mesures liées à notre vision.

Il faudrait savoir une fois pour toute si l'on éclaire le bac pour soit ou pour ses pensionnaires...

 

(+2 ans à dire que la mesure des lumens ne vaut ce qu'elle vaut, soit pas grand chose sauf qu'elle est facile à réaliser...)

[Hervé]

Citation tronquée

Hervé, si t'es parfaitement d'accord comme tu l'écris, alors appliques et ne parles plus de lumens

Je suis parfaitement d'accord avec la dernière intervention de Florian.

 

[Florian]

bien pour l'instant j'avoue ne pas etre convaincu tout comme le test de T° couleur avec APN, une fois de plus désoler...

C'est pourtant un test très correct, faisant certainement mieux que pas mal de thermocolorimètres ou de logiciels photo d'analyse qui exploitent des algorithmes plus anciens et dont la gamme d'analyse ne s'étend pas aux valeurs supérieures à 15000K qui nous intéressent. J'ai été le premier à critiquer la première approche d'Hervé, il est donc juste que je reconnaisse tout le bien fondé et la valeur de son petit logiciel qui apporte beaucoup à ceux qui veulent vérifier les allégations fumeuses ou évaluer la CCT de leur rampe.

[Hervé]

comment arriver a calculer un rendement "global" en associant ces deux sources

En en faisant la moyenne pondérée.

 

[lumirium]

Bonjour,

 

J'ouvre le "BAL" puisque après quelques discussion unilatérale je n'arrive toujours pas à comprendre... par exemple dans le calcul final d'une rampe led a base de leds blanches ( 6500 K aspect jaune c'est sur...) par exemple + Bleu royal ( faible rendement en lumens par rapport aux blanches à 6500K ) comment arriver a calculer un rendement "global" en associant ces deux sources car, certain divise le rendement du blanc par celui du bleu ??? ce qui réduit le rendement global théorique de la rampe led ( je sais pas si je suis clair )

.

 

Salut Bruno,

 

Je pense avoir compris l'idée de ta question, a savoir pourquoi en combinant des LEDs blanches et bleues, le rendement lm/W devient moins bon alors que nous savons que l’énergie apportée par cette couleur est grand pour la photosynthèse du biotope.

 

Pour répondre sans rentrer dans des détails techniques, je dirais qu'il faut revenir d'une part a la définition même d'un rendement (c'est a dire une différence entre l'énergie absorbée et l'énergie restitué), et d'autre part définir ce que tu cherches avant tout calcul

 

Je m’explique, le calcul d’un rendement lm/W est utile pour connaître l’efficacité d’une rampe au point de vu de sa consommation électrique, qui pourra par exemple te permettre de comparer avec une autre rampe T5 ou HQI.

Maintenant si tu souhaites connaître l’efficacité de la lumière utile pour la photosynthèse de tes coraux, le rendement se calcule également en lm/W sans oublier que dans ce cas le PAR n’est qu’une partie de la lumière produite par la source, ce qui explique une rendement plus faible …

Ais-je répondu à ta question ?

 

[nonopp4]

Ais-je répondu à ta question ?

Oui, merci c'est bien dans ce sens la que j'espérais une réponse ayant constater, lors des mesures au Quantum metre que la valeur du PAR étais quasiment doubler en associant une led Royal bleu a une led Blanc Froid.

 

@++

 

 

[Greg]

A mon avis il faudrait surtout laisser tomber une bonne fois pour toute les Lm ..

.

Quelle est donc l'unité qui serait aussi facile à utiliser ? Plutôt que laisser tomber les lumen, on a tout intérêt à mieux les utiliser. Il faut toujours associer lumen et CCT, et préciser éventuellement optiques ou réflecteurs utilisés: on obtient alors une idée précise de l'intensité lumineuse perçue. J'ai une idée très claire du rendu chez Hervé grâce à ses chiffres. En utilisant les valeurs qui ont été mesurées dans la nature, je sais également que l'intensité qu'il a choisie se prêtera mieux à la reproduction d'une crête récifale. Les valeurs que j'ai choisies place l'écotype de mon bac plus au pied de cette crête à une dizaine de mètre de fond.

Bien sur que le lumens est une unité facile a utiliser, pour commencer parce que c'est celle qui est dispo dans les doc, je suis d'accord la dessus.

Par contre j'ai l'impression cette unité fait souvent dire des bêtises par rapport à notre application.

De mon côté, ce sont bien les lumens et la puissance consommé que je regarde en premier pour me faire une idée du rendement d'une source. Cela me permet d'avoir une idée du rendement énergétique de la technologie utilisée.

Mais après je laisse tomber cette unité, et je raisonne en puissance électrique et surface a éclairer.

Je m'explique avec un exemple :

je prend la doc CREE de la XP-G et vois dans les abaques qu'elle est capable de 119 Lm/W sous 600 mA.

J'en conclu que le rendement de cette technologie est meilleurs d'environ 50 % que les tubes ou HQI (40 lm/w de mieux que les 70/80 lm/w possible en HQI type D).

Partant de la, pour estimer la puissance que devrait avoir ma rampe, la puissance me suffit comme base de calcul.

 

Après, il faut évidement être plus nuancé dans la réflexion garder en tête les besoins de chacun pour affiner le projet :

J'ajoute du bleu, pour augmenter le température de couleur, cela aura 2 effets :

Mes coraux, profiteront de cet éclairage supplémentaire, comme le montre les mesures faite en PAR,

Mon œil n'y verra pas beaucoup plus, mais les couleurs perçus se rapprocheront de ce que je cherche, tendance bleu.

 

Voila, un raisonnement simple, voir simpliste mais qui m'évite de me perdre et de perdre les autres avec des mesures en Lm.

 

Alors oui, bien utilisée, en cadrant la mesure exprimée par la CCT, le Lm peu être utilisé, mais :

a voir les échanges j'ai l'impression que dès que l'on parle de CCT haute, le Lm amène a la conclusion que l'éclairage manque de "rendement".

Le débat, via l'expression en Lm de la puissance d'éclairage, de savoir si l'éclairage sera suffisant pour y voir dans le bac me fait halluciner, je n'ai jamais vu de bac sous éclairé au point ne ne pas y voir les coraux ... c'est pour moi un faut problème

La lecture de pas mal de doc constructeur est trompeuse voir mensongère, si tu regarde les caractéristiques annoncé par les fabricants de Led Multi Chipp pas chère, et bien le rendement est le même, en Lm/w, que tu utilise leurs led en "version" 6000K ou "20000" K, c'est merveilleux .... mais complètement impossible évidement.

[Hervé]

Je suis tout à fait d'accord avec toi Greg, et finalement tu dis aussi la même chose que Florian.

Pour résumer, à partir d'un éclairage constitué de sources "blanches", l'ajout de LED bleues va

- augmenter la température de couleur : c'est le but en fait;

- augmenter la puissance disponible pour les coraux (PAR);

- augmenter l'éclairement perçu par notre oeil d'humain (Lumens) mais en proportion moindre que le PAR car nous sommes 20 fois moins sensibles à un bleu à 455 nm qu'à un jaune à 555 nm.

En d'autres termes le PAR sert à mesurer l'efficacité de l'éclairage pour les coraux, le Lumen sert à en mesurer l'efficacité pour notre oeil, je n'ai jamais dit le contraire.

 

[blups]

Un grand merci à Lumirium pour cette suite.

Pour les billes comme moi, qui n'y connaissent strictement rien, cela donne une bonne leçon de modestie sur les grandes connaissances des autres et la petitesse des siennes.

Je me suis tout de même donné la peine de lire un truc aussi ardu pour moi et ai appris pas mal de choses. Je ne peux qu'encourager ceux qui sont dans mon cas de faire l'effort de lire cet article.

 

Pardon de poser une question qui est peut-être idiote ! Dans le choix de la quadri-chromatique (4 couleurs de Leds), peut-on, sur une rampe faite sur cette base, penser améliorer l'aspect visuel et/ou le bien-être des coraux en rajoutant quelques couleurs de plus ?

Pour être plus pratique, il semblerait (pas sûr) que les Ricordea rendent mieux sous T5 que sous Leds. Peut-on priviligier un spectre en changeant ou en sortant de ce quadrinôme ?

 

 

Plus dans mon champ de compétences, on sait que les yeux peuvent être endommagés avec les Leds.

On peut sérieusement se poser la question s'ils n'ont pas également une influence négative sur les neurones. Je me propose de lancer une étude scientifique qu'on pourrait pompeusement intituler "les Leds rendent-ils cons ?".

Pour avoir en fait déjà avancé dans le projet, la réponse est malheureusement OUI ! Il y aurait cependant un espoir et l'arrêt total et définitif des Leds ne serait pas forcément nécessaire, en échange cependant d'un très lourd traitement psychiatrique : il faudrait apprendre la politesse et le respect des autres. Le gros intérêt du traitement est qu'il serait aussi particulièrement utile dans de multiples fonctions et actes de la vie courante. :

[Florian]

J'ajoute du bleu, pour augmenter le température de couleur, cela aura 2 effets :

Mes coraux, profiteront de cet éclairage supplémentaire, comme le montre les mesures faite en PAR,

Mon œil n'y verra pas beaucoup plus, mais les couleurs perçus se rapprocheront de ce que je cherche, tendance bleu.

Voila, un raisonnement simple, voir simpliste mais qui m'évite de me perdre et de perdre les autres avec des mesures en Lm..

Raisonnement parfaitement correct, je n'ai jamais dit le contraire. Si je ne rejette pas les lumens c'est qu'il me semble évident qu'ici tout le monde a compris l'intérêt du CCT final et donc de l'apport en bleu. Personne ne parle de balancer 50000 lm en 5000K en prétextant que c'est meilleur que 20000 lm en 15000K. Ou qu'un sps pousse sous 20000lux et pas sous 5000lux. Il me semble que ce stade a été dépassé depuis longtemps sur CR. Cette discussion était déjà reglée du temps des hqi, quel intérêt de la remettre sur la table quand on parle des LEDs ?

 

La lecture de pas mal de doc constructeur est trompeuse voir mensongère, si tu regarde les caractéristiques annoncé par les fabricants de Led Multi Chipp pas chère, et bien le rendement est le même, en Lm/w, que tu utilise leurs led en "version" 6000K ou "20000" K, c'est merveilleux .... mais complètement impossible évidement.

Le "maquillage" marketing est une très vieille pratique qui concerne à peu près tous les domaines. Les sites ebay et autres revendeurs assimilent sans vergogne 6000K et 20000K. Il faut d'ailleurs noter qu'ils se trompent plus facilement sur le CCT que sur les lm/W. C'était déjà et cela reste toujours une maladie pour les HQI. Même pour des marques très connues où il est pratiquement impossible d'avoir une idée du rendu en se basant sur la CCT annoncée (des blancs en 14500K, des bleus en 12000, etc). Il a fallu des dizaines de mesures pour avoir une meilleur idée de ce que les différentes ampoules avaient dans le ventre. C'est comme cela il faut faire avec. Là où je ne comprends pas c'est quand des gens utilisent cette complexité pour se liver à des guéguerres stériles.

[Greg]

Pour te répondre simplement Florian, j'ai juste l'impression, que des que l'on parle Lumens, le terrain devient glissant, les discours moins claire, et les incompréhensions plus nombreuses. J'ai aussi l'impression que le PAR porte au final moins a confusion, car il nous parle directement de l'efficacité de l'éclairage pour nos coraux. Après c'est vrai, le Lm est plus facile a trouver comme valeur.

Enfin, ont pourrait en débattre des heures a mon avis .

 

J'en profite au passage pour faire un petit "UP" sur mes questions posées à Lumirium en début du sujet :

 

Une question sur le rendu dans la pratique :

J'imagine que visuellement, la différence entre une led royal bleu et un bleu, doit être sensible.

Par contre, concrètement, le fait de mixer du blanc chaud, en faible quantité, avec du blanc froid change t'il beaucoup de chose?

Je pose la question car dans la pratique, pour obtenir une CCT homogène sur le bac, il me parait dans certain cas difficile de répartir uniformément les led blanc chaud, car peu nombreuse, le jeu en vaut il vraiment la .... chandelle ?.

Un mix de 50% blanc froid, 25% royal bleu et 25 % bleu, qui reste relativement simple a réaliser, ne donnerait il pas déjà de bons résultat pour notre applications en récifal?

 

Autre chose, est ce que utiliser une led de 3 w a une puissance de 2 w voir 1 w change beaucoup la donne sur le rendu colorimétrique?

 

[Florian]

Pour te répondre simplement Florian, j'ai juste l'impression, que des que l'on parle Lumens, le terrain devient glissant, les discours moins claire, et les incompréhensions plus nombreuses. J'ai aussi l'impression que le PAR porte au final moins a confusion, car il nous parle directement de l'efficacité de l'éclairage pour nos coraux. Après c'est vrai, le Lm est plus facile a trouver comme valeur.

Enfin, ont pourrait en débattre des heures

Débat intéressant. Pour les articles scientifiques on utilise le Par en donnant sa valeur. On donne également le type et la marque de la source afin que chacun puisse reproduire les conditions de culture des coraux. Pour le hobby c'est assez peu pratique d'autant qu'on utilise peu les sources lumière du jour. Sur les forums le par déclenche peu de réaction car personne ( ou presque personne) n'a le matériel pour le mesurer (il faut aussi calibrer l'appareil selon le le type de source, son spectre et son CCT....).