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Pendant plus de deux ans, TRILUX a mené des recherches pour rendre l'éclairage LED plus durable dans le cadre du projet SUMATRA (SUstainable use of MATerials in future luminary designs, from Recycling back to Application, matériaux durables pour la conception des futurs luminaires, de l’utilisation au recyclage), financé par le Ministère de l’Économie et de l'Énergie allemand (BMWK ). En plus de TRILUX (luminaires LED), le consortium a réuni l'Institut Fraunhofer pour la fiabilité et la micro-intégration (bilan carbone et cycle de vie), Interzero (recyclage) et Inventronics (systèmes LED). Chaque acteur a apporté son expertise. Le rapport final met en évidence les aspects clés du développement durable des luminaires et identifie les domaines qui nécessitent davantage de recherche et d'action.
Le changement climatique, la consommation de ressources et le déclin de la biodiversité sont trois défis mondiaux auxquels nous sommes confrontés aujourd’hui. Afin d'étudier l'impact de l'éclairage sur l'environnement, le projet SUMATRA a analysé le cycle de vie de différents produits et concepts d'utilisation. L'éclairage a été analysé sur la base de plusieurs catégories d'impact environnemental. Son influence sur la consommation de ressources a été quantifiée avec l’ADP (Abiotic Depletion Potential, potentiel d'épuisement des ressources non renouvelables). Parallèlement, la contribution au réchauffement climatique des luminaires a été évaluée avec le PRG (Potentiel de Réchauffement Global). En revanche, l'impact de l'éclairage sur la biodiversité ne peut pas encore être quantifié actuellement dans les analyses de cycle de vie.
Les recherches ont permis d'identifier les principaux points à prendre en considération pour développer des luminaires durables. Les calculs du PRG ont révélé qu'un luminaire génère environ 1 000 kg d'équivalents CO2 sur l'ensemble de son cycle de vie. La production d’un luminaire ne représente que de 1 à 5 % des émissions. La plus grande partie est générée pendant son fonctionnement. Par conséquent, l'amélioration de l'efficacité des luminaires et la combinaison avec un système de gestion d'éclairage performant sont essentielles pour réduire les émissions de CO2 liées à la consommation d'énergie.
Les composants électroniques, en particulier le module LED et le ballast électronique, ont le plus fort impact sur l'ADP. Les variations sont importantes : l’ADP des LED câblées, par exemple, est environ 500 fois plus élevé que celui des LED Flip-Chip Une autre approche pour réduire l'ADP consiste à limiter les ballasts, par exemple en partageant un ballast entre plusieurs luminaires ou, dans le cas des lignes lumineuses, en utilisant le plus grand nombre possible de luminaires par ballast.
Le processus de recyclage a également fait l'objet d'une étude approfondie. L’analyse a mis en évidence que la méthodologie de recyclage actuelle se concentre principalement sur la réutilisation des métaux. Ce qui laisse entrevoir un potentiel d’amélioration considérable.
Un prototype de luminaire durable a été développé pour démontrer les conclusions du projet SUMATRA. Il réduit le PRG de 15 % et l'ADP jusqu'à 30 % par rapport à un luminaire classique sur l'ensemble de son cycle de vie. L'efficacité du prototype a été un point de départ important pour améliorer sa durabilité. La durabilité du prototype a pu être améliorée sans nuire ni à sa qualité, ni à ses fonctionnalités. Il aurait même été possible d’améliorer encore son efficacité, mais au détriment de la qualité d’éclairage. Pour TRILUX, qui place la qualité au premier plan, ce n’était pas envisageable. "Nous ne voulions pas compromettre la qualité d’éclairage pour améliorer l'efficacité", explique le Dr Sebastian Knoche, Chef d'équipe de recherche en technique d'éclairage chez TRILUX, qui a dirigé le projet SUMATRA. "Un luminaire durable doit être conçu pour atteindre un niveau élevé de qualité et pouvoir être utilisé pendant longtemps", souligne Sebastian Knoche.
L'analyse complète du cycle de vie a montré que l’amélioration de l'efficacité a un impact nettement plus important sur le PRG d'un luminaire que le recyclage des composants en plastique, tels que le corps ou l'optique. Néanmoins, le recyclage du plastique est un élément essentiel pour améliorer la durabilité. "Le plastique est clairement un problème pour notre planète : nous en produisons beaucoup trop et nous n’en recyclons pas assez", résume Sebastian Knoche. "C'est pourquoi, d'ici 2050, nous devons à la fois devenir indépendants des sources d'énergie fossiles pour la production d'énergie et renoncer aux matières à base de pétrole brut, comme le plastique, pour la production de matériaux", ajoute Sebastian Knoche. TRILUX en a fait la démonstration en développant des concepts de produits durables, par exemple avec les luminaires étanches OleveonF et AragonF, dont les corps et les diffuseurs sont fabriqués à partir de plastique 100 % recyclé.
TRILUX a intégré les résultats du projet SUMATRA dans des directives internes pour la conception de luminaires durables. Le consortium communique aussi activement sur les résultats des recherches. Un article scientifique a ainsi été publié dans la revue spécialisée "LED Professional Review, LpR" (mai/juin 2024) avec neuf recommandations pour l'industrie de l'éclairage et les décideurs politiques.
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