Éclairage LED pour l'industrie manufacturière : réduire les coûts tout en améliorant la productivité
September 20, 2017
Pour la plupart des utilisateurs industriels, il est important d'économiser de l'argent. Même si l'éclairage ne représente pas une part importante du budget de fonctionnement, chaque économie réalisée peut contribuer au résultat net. L'amélioration de l'éclairage peut être un moyen efficace de réduire les coûts des installations et des machines tout en améliorant la productivité, la sécurité et la fonctionnalité d'un espace.
Coûts de propriété
Lorsqu'ils examinent les coûts d'éclairage, les utilisateurs industriels doivent reconnaître que le coût initial d'une lampe n'est qu'une partie du coût du cycle de vie de la solution d'éclairage. Les coûts d'entretien et de remplacement des lampes dépendent de la durée de vie de l'équipement, et les coûts énergétiques dépendent de l'efficacité de l'équipement. C'est pourquoi les technologies plus durables et plus efficaces peuvent permettre de réaliser des économies importantes, même si elles sont initialement plus coûteuses.
L'image ci-dessous illustre les coûts d'une solution d'éclairage sur un cycle de 15 ans, en supposant des coûts, des puissances et des durées de vie typiques pour différentes technologies. Les utilisateurs industriels doivent calculer les coûts de la durée de vie des options d'équipement spécifiques qu'ils envisagent avant de prendre une décision.
Les luminaires à LED ont souvent des coûts initiaux plus élevés pour une application donnée que les autres technologies ; cependant, ils constituent souvent l'option la plus efficace disponible et ont la durée de vie la plus longue. Certains utilisateurs industriels peuvent trouver la technologie fluorescente ou HID mieux adaptée à leurs besoins, mais cela pourrait ne plus être le cas très longtemps étant donné le rythme rapide des progrès de la technologie LED.
Coûts initiaux de l'éclairage
Les coûts d'équipement initiaux d'une solution d'éclairage comprennent le boîtier, l'équipement électrique (par exemple, le ballast ou le pilote) et le moteur d'éclairage (par exemple, la lampe ou le panneau LED). Les équipements LED sont souvent plus chers que les technologies concurrentes, et la différence peut être importante pour certaines applications.

Les utilisateurs industriels peuvent également constater que le coût initial du boîtier d'éclairage dépend de l'environnement. Comme nous le verrons plus loin, certains éclairages peuvent résister aux conditions extrêmes souvent présentes dans les environnements industriels. Ces mesures de protection peuvent augmenter le coût de l'équipement, mais elles réduisent le risque de dommages ou de blessures pour les personnes ou les autres matériaux présents dans l'espace, ce qui permet de réaliser des économies à long terme.
Les différents types d'amélioration de l'éclairage nécessitent des investissements différents en matière d'équipement. Les améliorations de l'éclairage peuvent être classées comme des rénovations ou des réaménagements. Les rénovations consistent à remplacer les lampes existantes par des technologies plus efficaces, tout en utilisant le logement, le schéma d'éclairage et l'équipement électrique existants. D'autre part, les réaménagements nécessitent de nouveaux luminaires, une modification du schéma d'éclairage existant et un recâblage partiel ou complet du système électrique.
Les rénovations et les réaménagements peuvent impliquer l'adoption de technologies plus efficaces, l'augmentation ou la diminution de la quantité totale d'éclairage, et/ou l'ajout de commandes d'éclairage. Les deux types de mise à niveau peuvent être considérablement simplifiés par l'utilisation de luminaires dotés de caractéristiques telles que la mise en cascade électrique, les connecteurs de fils intégrés et diverses options de montage.
Les utilisateurs industriels devraient envisager de revoir leur système d'éclairage dans l'une des situations suivantes :
- La solution d'éclairage existante est en mauvais état
- La répartition de la lumière de la solution existante est inégale
- La répartition de la lumière de la solution existante n'est pas adaptée à l'utilisation de l'espace (par exemple, si la conception, les composants, l'ameublement ou les conditions de l'espace ont été modifiés).
- Les options de modernisation disponibles ne permettent pas d'obtenir l'éclairage ou la distribution souhaités.
Image : Un bon éclairage des postes de travail peut être une solution rentable et à long terme pour améliorer l'ergonomie et la productivité.
Coûts opérationnels
De petites améliorations de l'efficacité peuvent se traduire par d'importantes économies de coûts d'exploitation pendant la durée de vie d'une solution d'éclairage. L'obtention de niveaux d'éclairage appropriés pour les zones de travail grâce à et à l'utilisation d'un éclairage ciblé peut également permettre de réduire les coûts d'exploitation. Les commandes d'éclairage qui diminuent ou éteignent les lumières lorsqu'elles ne sont pas nécessaires sont un autre moyen de réduire les coûts d'exploitation.
Les taux d'efficacité varient considérablement d'une technologie à l'autre et d'une application à l'autre, allant de moins de 15 lumens par watt (lm/W) pour les lampes à incandescence standard de 60 W à près de 150 lm/W pour les derniers éclairages de zone à LED.
En règle générale, les lampes ayant une puissance lumineuse plus élevée ont un taux d'efficacité plus élevé. Les LED ont souvent une meilleure efficacité que les autres technologies, mais les options fluorescentes et HID très efficaces peuvent fournir des efficacités supérieures ou similaires pour certaines applications. La réduction de la puissance du système d'éclairage permet également d'économiser sur les frais de demande.
Lorsque les clients commerciaux ou industriels réduisent considérablement leur consommation d'électricité, ils doivent revoir leur grille tarifaire afin de déterminer celle qui est la plus intéressante d'un point de vue économique. Les grands clients qui sont confrontés aux frais de "cliquet" de peuvent bénéficier d'un changement d'horaire si les réductions de la demande sont importantes. La prise en compte des charges de cliquet peut améliorer de manière significative la rentabilité des technologies plus efficaces.
Image : Le WLS15 est un éclairage d'appoint LED à faible profil et faible consommation idéal pour les espaces restreints tels que les armoires ainsi que pour les applications mobiles et fonctionnant sur batterie.
Coûts de maintenance
Les utilisateurs industriels doivent comprendre les coûts de maintenance associés à une solution d'éclairage. La mise en place d'un plan de remplacement régulier des lampes et de nettoyage des surfaces peut réduire la quantité totale de travail nécessaire à l'entretien. Le maintien de l'apparence et de l'uniformité de l'éclairage peut également contribuer à la sécurité et à la productivité du lieu de travail.
Les performances de toute solution d'éclairage se détériorent au fil du temps en raison de la défaillance des lampes, des ballasts ou des pilotes, de la dépréciation progressive du flux lumineux et du changement de couleur, ou de l'accumulation de poussière et de saleté sur les lentilles et les surfaces des réflecteurs. Le taux de détérioration peut être déterminé par le profil de fonctionnement du système, les caractéristiques techniques du système et les conditions de l'environnement de fonctionnement. Pour planifier efficacement, il est important d'essayer de prévoir la durée de vie d'une technologie donnée et de comprendre comment et quand le système d'éclairage risque de se détériorer.
Image : La lampe de poste de travail à LED WLB32 fournit un éclairage durable et sans entretien pour les postes de travail.
La technologie LED est traitée différemment de la technologie non LED à cet égard. Les puces LED se dégradent lentement au fil du temps, produisant moins de lumière et modifiant leurs caractéristiques de couleur. La mesure utilisée pour définir la durée de vie des LED est la maintenance lumineuse L70. Il s'agit de la durée pendant laquelle la LED fonctionnera en conservant au moins 70 % de sa puissance initiale. Certaines LED mettent plus de temps à descendre à 70 %.
Les technologies non LED ont des composants électriques ou des filaments qui tombent complètement en panne à un moment donné ; la durée de vie nominale de ces produits est définie comme le nombre d'heures de fonctionnement à partir duquel 50 % des unités d'un échantillon tombent en panne. Les technologies non LED subissent également une dépréciation des valeurs lumineuses au fil du temps, certaines technologies se dépréciant plus rapidement que d'autres.
Le tableau suivant présente une gamme de durées de vie nominales et de valeurs de dépréciation du flux lumineux (LLD) à la fin de la durée de vie nominale pour des technologies sélectionnées.
Technologie de l'éclairage | Durée de vie nominale (heures) | Dépréciation des lampes (LLD) à la fin de la durée de vie nominale |
---|---|---|
Technologie de l'éclairage Hallogen Incandescent | Durée de vie nominale (heures) 3 000 - 5 000 | Dépréciation du flux lumineux (LLD) à la fin de la durée de vie nominale 5 pour cent |
Technologie de l'éclairage Linear Flourescent | Durée de vie nominale (heures) 15 000 - 45 000 | Dépréciation du flux lumineux (LLD) à la fin de la durée de vie nominale 10 pour cent |
Technologie de l'éclairage Sodium haute pression | Durée de vie nominale (heures) 15 000 - 40 000 | Dépréciation du flux lumineux (LLD) à la fin de la durée de vie nominale 30 pour cent |
Technologie de l'éclairage LED | Durée de vie nominale (heures) 20 000 - 50 000+. | Dépréciation des lampes (LLD) à la fin de la durée de vie nominale - |
Source : durées de vie indiquées par David L. DiLaura et al, éd. The Lighting Handbook, 10e éd, 13.7 ; LLD par Illuminating Engineering Society et InterNational Association of Lighting Management Companies, Recommended Practice for Planned Indoor Lighting Maintenance : IESNA/NALMCO RP-36-03, 2.
La valeur L70 prévue pour les LED peut dépasser 50 000 heures, mais les fabricants sont encouragés à ne pas revendiquer une durée de vie nominale plus longue en raison des incertitudes liées à la méthode de projection. En outre, les puces LED durent souvent plus longtemps que les pilotes qui les alimentent, ce qui signifie que les utilisateurs industriels peuvent avoir besoin de remplacer les pilotes avant que le moteur d'éclairage n'ait besoin d'être remplacé.
Le programme de maintenance d'une solution d'éclairage doit également tenir compte de la quantité de saleté et de poussière dans l'environnement d'exploitation. La saleté qui s'accumule sur une lampe diminue le rendement lumineux et peut fausser la distribution de la lumière ; la saleté qui s'accumule sur les surfaces réfléchissantes, telles que les murs et les plafonds, peut également diminuer l'éclairage total. Un nettoyage régulier, des travaux de peinture et un entretien général peuvent contribuer à garantir le fonctionnement optimal de la solution d'éclairage.
Conclusion
Les coûts de propriété ne sont qu'un des éléments à prendre en compte lors de l'identification d'une solution d'éclairage. Pour en savoir plus, téléchargez le livre blanc : Éléments à prendre en compte pour l'éclairage dans un environnement de fabrication.