Le prix Nobel de Physique 2014 a été décerné le mardi 7 octobre aux Japonais Isamu Akasaki, Hiroshi Amano et à l’Américain Shuji Nakamura, pour l’invention de la diode électroluminescente (LED) bleue. Une découverte qui aura permis la mise au point des lampes à très faible consommation bien plus économiques que les tubes fluorescents ou les ampoules à incandescence.

[stextbox id=”info”]Une diode bleue aux usages multiples et quotidiens[/stextbox]

Si elles sont aujourd’hui de plus en plus présentes dans notre quotidien, les ampoules basse consommation ou diodes électroluminescentes ont vu l’invention de la diode bleue, au début des années 1990, révolutionner leurs usages. Les diodes rouges et vertes existaient déjà depuis les années 1960 mais c’est bien la découverte d’une composante bleue en 1992 qui a permis la mise au point de sources de lumière blanche beaucoup moins consommatrices d’énergie que les éclairages traditionnels. Une lumière blanche qui ne pouvait être obtenue sans l’addition de ces trois couleurs.

D’un point de vue technique, les LED sont des composants électroniques qui transforment l’électricité en lumière à l’aide d’un matériau semi-conducteur présentant deux niveaux d’énergie. La lumière est alors obtenue lorsque les électrons passent d’un niveau à l’autre, produisant de l’énergie sous forme de photons et donc de la lumière.

Or, la lumière bleue, d’une grande intensité, nécessitait, au contraire des lumières rouges et vertes, plus d’énergie, plus de photons produits et donc un temps de passage d’un niveau à l’autre plus long. Pour allonger cette transition, ces scientifiques ont dû recourir à un semi-conducteur jusque là inédit, composé de nitrure de gallium et permettant d’obtenir une lumière bleue et de la stabiliser dans le temps.

Une découverte primordiale sans laquelle la diode bleue n’aurait été envisageable. Elle est aujourd’hui utilisée pour la lumière quotidienne bien sûr, mais également pour le développement des disques optiques de plus grande capacité (Blu-Ray) ou le rétro-éclairage des écrans à cristaux liquides que l’on retrouve dans les télévisions, les smartphone, ou les tablettes.

[stextbox id=”info”]Un grand pas pour l’efficacité énergétique et l’environnement[/stextbox]

Les deux chercheurs Japonais de l’université de Nagoya, Isamu Akasaki et Hiroshi Amano, ainsi que le professeur Américain de l’université de Californie, Shuji Nakamura, , ont donc été récompensés pour des travaux réalisés il y a maintenant plus de vingt ans. Une invention qui reste toutefois plus que jamais d’actualité à l’heure où les questions d’économies d’énergie et d’efficacité énergétique sont au centre des préoccupations.

Comme le souligne en ce sens l’Académie royale des sciences suédoise dans un communiqué, ces trois chercheurs ont été plébiscités pour “avoir inventé une nouvelle source de lumière efficace d’un point de vue énergétique et bonne pour l’environnement”.

Les diodes électroluminescentes offrent un rendement lumineux bien supérieur à celui des lampes à incandescence. Elles permettent d’atteindre 300 lumens par Watt (l/W), contre respectivement 70 l/W pour les néons ou tubes fluorescents et seulement 16 l/W pour les ampoules à incandescence traditionnelles. Affichant un taux de performance énergétique proche des 50 % et bénéficiant d’une durée de vie rallongée, elles sont également beaucoup moins énergivores que les lampes à filament qui ne transforment que 5 % de l’énergie consommée en lumière.

“Avec l’avènement des ampoules LED, nous disposons désormais d’alternatives plus durables et plus efficaces aux anciennes sources de lumière (…) Puisqu’un quart environ de la consommation d’électricité dans le monde est utilisée à des fins d’éclairage, les LED contribuent à économiser les ressources de la Terre “, a finalement ajouté l’académie suédoise.

Selon une étude du cabinet de conseil McKinsey réalisée en 2012, la part de marché de la LED dans l’éclairage devrait atteindre 45% en 2016 et près de 70% en 2020.

Crédits photo : Digitalarti