Garder le monde éclairé avec un éclairage artificiel a des impacts environnementaux importants. Environ 15 % de la consommation mondiale d'électricité et 5 % des émissions de gaz à effet de serre (GES) dans le monde peuvent être attribués à l'éclairage seul. L'utilisation de la lumière artificielle la nuit contribue également à la pollution lumineuse de l'environnement, qui peut perturber le comportement de la faune et contribuer à la perte de biodiversité des insectes.
Pour économiser l'énergie, il est souvent recommandé d'éteindre les lumières lorsqu'elles ne sont pas utilisées. Cependant, ce n'est pas si simple. L'énergie nécessaire pour éclairer la pièce dépend en grande partie du type d'ampoule. Les ampoules à incandescence, le type d'éclairage le moins efficace, doivent toujours être éteintes lorsqu'elles ne sont pas nécessaires. De leur côté, les ampoules fluocompactes (CFL), qui sont plus affectées par le nombre d'allumages et d'extinctions, ne doivent être éteintes qu'en quittant la pièce pendant plus de 15 minutes.
Bien que l'extinction des lumières puisse aider à réduire la consommation d'énergie, le passage aux diodes électroluminescentes (DEL) - la technologie d'éclairage la plus économe en énergie d'aujourd'hui - peut être encore mieux à long terme. Par rapport au filament de tungstène dans les ampoules à incandescence ou à la vapeur de mercure dans les LFC, les diodes nécessitent moins d'électricité pour produire un flux lumineux, consommant ainsi moins d'énergie et durent plus longtemps que les autres options d'éclairage. Voici pourquoi le passage à un éclairage économe en énergie présente des avantages environnementaux et économiques.
Le plus gros problème environnemental des ampoules à incandescence est leur faible efficacité énergétique. Selon Matthew J. Eckelman, professeur adjoint de génie civil et environnemental à la Northeastern University, seuls deux à trois pour cent de l'électricité alimentant l'ampoule sont réellement convertis en lumière visible. Pour qu'une ampoule à incandescence fonctionne, le filament de tungstène à l'intérieur doit être chauffé au point qu'il brille. Ces types d'ampoules ne sont pas efficaces car le reste de l'énergie électrique fournie à l'ampoule qui n'est pas convertie en lumière visible est perdue sous forme de chaleur.
"Les ampoules à incandescence consomment plus d'énergie et produisent plus de chaleur en raison de leur conception technique", explique Paul Foote, spécialiste de l'efficacité énergétique et de la conservation à l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign. Il est important de passer à des alternatives plus économes en énergie pour réduire les impacts environnementaux des ampoules à incandescence résultant de l'utilisation de combustibles fossiles pour l'électricité, a-t-il ajouté.
D'autres technologies d'éclairage sont une option plus efficace. Par exemple, les ampoules fluocompactes et les DEL utilisent respectivement environ 75 % et 90 % moins d'énergie que les ampoules à incandescence. Par rapport aux ampoules à incandescence, ces alternatives plus efficaces utilisent plus d'électricité pour la production de lumière, pas de chaleur.
Si chaque ménage du pays remplaçait une ampoule à incandescence par une ampoule fluocompacte, cela permettrait d'économiser suffisamment d'énergie chaque année pour éviter des émissions de GES équivalentes à ce que produiraient 800 000 voitures. Étant donné que les LED sont plus économes en énergie que les CFL, leur utilisation peut réduire encore plus les émissions de GES.
"Cela est important car 60% de l'électricité aux États-Unis est toujours générée à partir de combustibles fossiles, avec leurs émissions de gaz à effet de serre et de polluants atmosphériques nocifs, tels que les particules", déclare Eckelman. "La pollution de l'air provenant du système énergétique cause un décès sur cinq dans le monde, mais la réduction de la demande d'électricité grâce à l'efficacité énergétique contribue à réduire ce fardeau pour la santé."
Selon une étude de 2017 publiée dans Environmental Research Letters , si un ménage utilise des ampoules à incandescence plus de trois heures par jour en moyenne, il peut être optimal de les remplacer immédiatement par des ampoules fluocompactes ou des LED. Si elle n'est utilisée qu'environ 1/7e d'heure, mieux vaut conserver l'ampoule à incandescence et la remplacer par une ampoule à LED l'année suivante. À l'aide d'un modèle, les auteurs ont déterminé le meilleur point pour retirer une lampe en état de marche afin d'obtenir une politique de remplacement optimale parmi tous les scénarios de mise à niveau possibles.
Le passage à des ampoules écoénergétiques dans la maison non seulement minimise l'impact environnemental d'un éclairage inefficace, mais éclaire également la maison avec la même quantité de lumière pour moins de coûts environnementaux et économiques.
La semaine dernière, le Département américain de l'énergie (DOE) a adopté une nouvelle règle mettant en place une norme minimale de 45 lumens par watt pour les ampoules électriques. Cela élimine essentiellement les anciennes ampoules à incandescence à haute énergie, qui ne répondent pas aux critères de 15 lumens par watt.
En imposant un rendement lumineux minimum ou des lumens par watt, les fabricants s'assurent que toutes les ampoules peuvent éclairer efficacement une pièce, ce qui garantit que les consommateurs éviteront de surutiliser l'énergie avec des ampoules de qualité inférieure pour obtenir le même niveau de luminosité, explique Foote. "Lorsque nous sommes passés des ampoules à incandescence aux LED, nous avons constaté une diminution de 60 % de la consommation d'énergie en moyenne, et par conséquent, l'évitement des coûts énergétiques a réduit notre facture d'électricité d'un montant similaire pour l'éclairage", ajoute-t-il.
Une fois que les nouvelles règles du DOE seront pleinement mises en œuvre l'année prochaine, les consommateurs devraient économiser près de 3 milliards de dollars par an sur leurs factures de services publics. De plus, ils n'ont plus besoin d'acheter des ampoules aussi souvent qu'auparavant, car les ampoules écoénergétiques durent beaucoup plus longtemps que les ampoules à incandescence.
"Les ampoules à incandescence ont une durée de vie plus courte que d'autres technologies d'éclairage comme les fluorescents ou les LED qui peuvent durer 10 à 50 fois plus longtemps", explique Eckelman. « Cela signifie que les consommateurs n'auront pas à remplacer les ampoules aussi souvent. Les ampoules à incandescence typiques fonctionnent à environ 15 lumens par watt, de sorte que la norme représente un triplement de l'efficacité énergétique au minimum et l'électricité pour l'éclairage diminuera d'au moins deux tiers."
Environ 222 millions de tonnes métriques d'émissions de carbone devraient être réduites au cours des 30 prochaines années grâce à la nouvelle règle. Néanmoins, s'assurer que tout le monde a accès à des ampoules écoénergétiques abordables est une étape cruciale.
Selon une étude de 2018 publiée dans Applied Energy , les ampoules écoénergétiques sont moins disponibles et plus chères dans les zones très pauvres et les petits magasins. Le coût de la mise à niveau de l'éclairage incandescent à l'éclairage LED s'est également avéré être deux fois plus élevé dans les zones les plus pauvres. L'accès équitable à un éclairage abordable et économe en énergie pour toutes les populations est primordial alors que le pays passe à une utilisation plus efficace de l'énergie.
Avec les nouvelles règles du DOE, les ampoules éconergétiques deviendront la norme, ce qui devrait améliorer l'accès, dit Eckelman. Depuis 2008, le prix des ampoules LED a chuté de près de 90 %. Bien que le coût initial des LED reste plus élevé que celui des incandescents, les ménages peuvent encore économiser entre 50 et 150 dollars par ampoule, selon les prix locaux de l'électricité, ajoute-t-il.
"Afin d'alléger le fardeau de cette transition, de nombreux États gèrent des programmes d'efficacité énergétique, souvent financés par les services publics eux-mêmes, qui fournissent des LED et d'autres technologies écoénergétiques à prix réduit", explique Eckelman. "L'intensification de ces types de programmes et l'intensification des efforts de sensibilisation dans les zones à faible revenu seront certainement utiles."
