Guide des achats professionnels responsables

Produits et prestations

Sources lumineuses

Problématique

Les problématiques environnementales sont assez différentes selon le type de sources lumineuses. L’impact environnemental est principalement lié à l’efficacité durant la phase d’utilisation. Les sources lumineuses LED et fluorescentes sont bien plus performantes que les incandescentes halogènes ou classiques. L’impact est aussi lié à la durée de vie, également bien plus longue pour les sources lumineuses LED et fluorescentes que pour les incandescentes halogènes ou classiques. L’impact environnement total des LED est jusqu’à 75 % inférieur à celui des ampoules à incandescence. Il est également nettement inférieur pour les sources lumineuses fluorescentes par rapport aux ampoules incandescentes classiques. Les sources lumineuses LED et fluorescentes présentent toutefois des impacts plus importants que les ampoules à incandescence durant leur fin de vie et nécessitent une filière de recyclage spécifique.

Au-delà des enjeux de durabilité, les différentes sources lumineuses présentent d’autres spécificités pouvant également influencer l’achat, comme la vitesse d’allumage, la couleur de la lumière, la possibilité de réguler l’intensité de la lumière ou les capteurs de présence.

Pour les critères non liés à la durabilité dans le choix des luminaires, voir notamment > www.energie-environnement.ch, sous éclairage et piles

Fonctionnement des sources lumineuses

Sources lumineuses fluorescentes

Les ampoules ou tubes fluorescents produisent de la lumière grâce au mercure gazeux emprisonné dans du verre (une ou deux enveloppes) dont la paroi est recouverte de poudre fluorescente. Le mercure est soumis à un courant électrique oscillant. Il émet une succession rapide de décharges de lumière ultra-violette, absorbée par la poudre, qui ré-émet l’énergie sous forme de lumière blanche. Pour son fonctionnement, ce système nécessite un dispositif électrique ou électronique, appelé ballast. Les ballasts se trouvent soit dans le support pour les tubes néons, soit dans le culot pour les ampoules fluocompactes. Les ampoules fluocompactes n’atteignent pas leur puissance maximale immédiatement après l’allumage.

Sources lumineuses LED

Les diodes électroluminescentes (LED) produisent la lumière par le passage de l’électricité dans un matériau semi-conducteur. La plupart des LED d’éclairage émettent de la lumière bleue, produite grâce à une fine couche de phosphore. Le phosphore absorbe une partie du bleu et ré-émet l’énergie sous forme d’autres couleurs lumineuses, perçues par les yeux comme blanches. D’autres LED fonctionnent avec trois LED de couleurs différentes, en général rouge, verte et bleue, qui émettent simultanément leur lumière. Ce mélange de trois couleurs est perçu par les yeux comme du blanc. En variant l’intensité des trois couleurs, on peut obtenir différentes teintes. Pour l’éclairage, les lampes sont constituées de plusieurs diodes accolées. Elles fonctionnent avec une faible tension électrique. Elles sont donc accompagnées d’un transformateur, situé dans le culot de l’ampoule ou dans un boîtier séparé. Lorsqu’elles sont allumées, elles atteignent instantanément le flux lumineux désiré, contrairement aux ampoules fluocompactes.

Ces sources lumineuses sont principalement utilisées, dans l’ordre de part de marché, pour l’électronique mobile, les écrans (rétro-éclairage des écrans de tablettes numériques, smartphones et téléviseurs), le secteur de l’automobile, l’éclairage et la signalisation. L’éclairage représentée donc encore une utilisation marginale. Toutefois, de par la baisse des coûts de production, les LED pourraient atteindre 75% de parts de marché de l’éclairage d’ici 2020.

Dans ce marché en forte croissance, on trouve des LED de qualité, mais également certaines sources lumineuses défectueuses et potentiellement dangereuses pour l’utilisateur. L’inspection fédérale des installations à courant fort (ESTI), qui vérifie la conformité des appareils, notamment celle des lampes, relève que parmi les produits défectueux détectés sur le marché, on trouve souvent des LED. Les LED vendues en remplacement de vieux tubes fluorescents, mais non adaptées aux anciens luminaires sont particulièrement incriminées.

Dans la famille des LED, on trouve également les OLED (de l’anglais «Organic Light-Emitting Diode»). Il s’agit de diodes électroluminescentes composées de matériaux organiques. Leurs surfaces lumineuses sont souples. Elles sont principalement utilisées pour l’éclairage des écrans, mais elles pourraient se développer pour des éclairages spécifiques (tuiles lumineuses, cloisons de lumière, sources lumineuses transparentes, etc.). 

Sources lumineuses incandescentes halogènes

Ces ampoules éclairent grâce à un filament de tungstène, chauffé à blanc en résistant au passage de l’électricité. Un gaz sous pression, contenant du brome et de l’iode, est enfermé dans l’ampoule. Il permet au tungstène perdu de se redéposer sur le filament. Certaines ampoules halogènes fonctionnent à très basse tension (12 ou 24 V), ce qui réduit leur consommation énergétique. Notons toutefois que ces ampoules nécessitent un transformateur, qui consomme de l’énergie même quand la lumière n’est pas allumée s’il n’est pas débranché et que le transformateur se situe avant l’interrupteur (par exemple s’il forme un bloc avec la prise).

Sources lumineuses incandescentes classiques

Comme les ampoules incandescentes halogènes, ces ampoules éclairent grâce à un filament de tungstène, chauffé à blanc en résistant au passage de l’électricité. Toutefois, contrairement aux ampoules halogènes, aucun système ne permet au tungstène perdu de se redéposer sur le filament. Ces ampoules offrent l’avantage d’être peu coûteuses à fabriquer et de produire une lumière chaude. De plus, leur élimination ne pose aucun problème. Leur durée de vie moyenne n’est cependant que de 1000 heures. Par ailleurs, comme elles consomment beaucoup d’énergie, elles ont progressivement été retirées de la vente depuis 2009 et ne sont plus autorisées à la vente depuis 2012 (excepté pour quelques ampoules spéciales, comme pour la décoration et l’éclairage du four). Elles sont encore très présentes dans les entreprises, soit utilisées, soit sous forme de réserve.

Principaux impacts liés à la production

Sources lumineuses fluorescentes

L’impact de la production des sources lumineuses fluorescentes est principalement lié aux composants électroniques. Il est cependant faible si l’on regarde l’ensemble du cycle de vie : selon un écobilan de l’EMPA, la production d’une ampoule économique ne génère que 15 % des impacts de l’ampoule sur toute sa phase de vie si les calculs sont effectués avec le mix énergétique suisse, et 4 % si les calculs sont effectués avec le mix énergétique européen. L’impact de la phase de production par rapport à l’impact sur l’ensemble du cycle de vie est toutefois plus important pour les sources lumineuses fluorescentes que pour ampoules à incandescence classiques, dont les impacts de la phase de production ne représentent que 1 % de tous les impacts.

Sources lumineuses LED

Le processus de fabrication des LED est énergivore, principalement pour la production de composants électroniques. De plus, il entraîne l’utilisation de certains matériaux critiques, comme l’indium et le gallium. Le gallium est un sous-produit de la bauxite et du zinc. Sa production est polluante. Elle est principalement située en Chine. Le gallium est jugé « particulièrement critique » par l’Union Européenne. Pour définir la « criticité », cette dernière prend en compte le risque de baisse d’approvisionnement lié à la disponibilité (basée sur la stabilité politico-économique des pays producteurs, le niveau de concentration de la production, les possibilités de substitution et le taux de recyclage) et à la protection de l’environnement. Les principaux fabricants de LED pour l’éclairage font partie de l’industrie du semi-conducteur et sont situés au Japon, aux États-Unis et en Corée.

Pour connaître les impacts sociaux et environnementaux liés aux composants électroniques, au verre, aux métaux courant et au mercure, voir les pages Matériel électrique et électronique, Verre, Métaux courants et Métaux lours et métalloïdes.

Principaux impacts liés à l'utilisation

Consommation énergétique de l’éclairage

En Suisse, l’éclairage représente 7,4 % de la consommation électrique des ménages et des petites entreprises. Entre 2000 et 2013, la consommation électrique des ménages et petites entreprises liée à l’éclairage a diminué de 13,5 %. Par contre, la consommation électrique suisse totale pour l’éclairage, qui comprend également celle liée aux industries et à l’éclairage routier, est en augmentation de 5,2 % par rapport à 2000. Elle représente environ 12 % de la consommation d’électricité totale. On constate donc que même si les nouvelles sources lumineuses sur le marché sont nettement moins gourmandes en énergie, la consommation totale liée à l’éclairage augmente, d’une part à cause des stocks d’ampoules à incandescence, d’autres part parce que les besoins croissent.

Consommation énergétique des sources lumineuses

Afin de réduire l’impact durant la phase d’utilisation, une Etiquette-énergie a été introduite pour les sources lumineuses – allant de A++ pour les plus efficaces à E pour les moins efficaces. Sa présence est obligatoire sur les emballages. L’Etiquette-énergie des ampoules indique la classe d’efficacité énergétique et la consommation d’énergie pour 1000 heures d’utilisation. La quantité de lumière émise par une source lumineuse se calcule en lumens. Pour diffuser la même quantité de lumière, par exemple 1000 lumens, une ampoule de classe A+ consomme 5 à 6 fois moins d’électricité qu’une ampoule de classe C, et 7 à 8 fois moins qu’une ampoule de classe E. Contrairement à d’autres produits, les catégories F et G ne figurent plus sur l’Etiquette-énergie des produits destinés aux ménages ou entreprises, les lampes de ces deux classes n’étant plus en vente pour l’éclairage domestique. Par ailleurs, à partir de 2016, les lampes halogènes n’atteignant pas la catégorie B seront interdites en Suisse.

L’Etiquette-énergie renseignant sur l’efficacité énergétique pour une quantité de lumière émise, il est important de savoir quelle est la quantité de lumière nécessaire pour chaque utilisation, soit le nombre de lumens, par exemple 400 à 600 lumens pour une lampe de bureau ou 700 à 810 lumens pour un WC ou un couloir. La quantité de lumière se mesure également en lux, soit en lumens par mètre carré, par exemple 30 lux pour des escaliers.

Les sources lumineuses présentant les meilleurs rendements sont les LED (entre 40 et 80 lumens par watt pour des diodes accolées) et les fluorescentes (environ 60 lumens par watt). Grâce aux évolutions technologiques, le rendement des LED est en train de dépasser celui des sources lumineuses fluorescentes. Les ampoules halogènes présentent un rendement nettement plus faible (entre 12 et 22 lumens par watt). Les ampoules à incandescence sont les plus gourmandes en énergies (entre 9 et 16 lumens par watt) : 95 % de l’électricité est transformée en chaleur plutôt qu’en électricité. Elles sont ainsi désormais interdites à la vente. Les ampoules halogènes sont quant à elles progressivement retirées du marché.

Durée de vie

La durée de vie d’une source lumineuse joue un rôle dans son écobilan total (plus elle est longue, plus l’impact envi- ronnemental de la production sera réduit). La durée de vie moyenne des différents types de sources lumineuses est la suivante, dans l’ordre de longévité :

Les LED possèdent donc la durée de vie théorique la plus longue. De plus, elles sont résistantes aux chocs. Le risque qu’elles se brisent est donc plus faible que pour d’autres sources lumineuses.

Risques pour la santé

En France, l’Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail (ANSES) a souligné que l’éclairage LED représentait un risque pour les yeux, lié à la forte proportion de lumière bleue émise. Les LED pourraient accélérer l’apparition de la dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA), qui est la première cause de malvoyance des plus de 50 ans. Les LED sont notamment problématiques pour les enfants. La déclaration du risque lié aux LED n’est toutefois pas obligatoire en Suisse.

Par ailleurs, l’ANSES rend attentif au fait que les LED peuvent être éblouissantes. Elles peuvent présenter des luminances 1000 fois plus élevées que le seuil admis pour un éclairage jugé non gênant, et donc générer un inconfort visuel, ce qui n’est pas le cas avec les autres types d’éclairage.

Les sources lumineuses fluorescentes peuvent également créer des problèmes d’émissions d’UV par manque d’étanchéité si le verre n’est plus entièrement recouvert de poudre fluorescente, avec risques de lésions oculaires ou cutanées. En cas d’exposition durant plusieurs heures à moins de 20 cm de sources lumineuses fluorescentes, des rougeurs dues à une surexposition au rayonnement UV sont possibles. Ce risque est fortement réduit avec les sources lumineuses fluorescentes comportant une seconde enveloppe. Les ampoules halogènes peuvent aussi porter atteinte aux yeux ou à la peau si le verre des lampes n’est pas correctement traité pour filtrer les rayons UV. Elles émettent en effet des UV en raison de la très haute température atteinte par leur filament.

Les sources lumineuses fluorescentes, et dans une moindre mesure les halogènes, génèrent par ailleurs des champs magnétiques (électrosmog). Dans le cas des fluorescentes, l’électrosmog provient du fait que les ballasts électroniques travaillent à haute fréquence, afin d’éviter des clignotements perceptibles dans la succession de décharges lumineuses.

Principaux impacts liés à l'élimination

Obligation légale de recycler

Selon l’Ordonnance sur la restitution, la reprise et l’élimination des appareils électriques et électroniques (OREA), les LED et les sources lumineuses fluorescentes doivent être rapportées à un point de collecte afin d’être recyclées. D’autres ampoules spéciales, comme les lampes à décharge à haute pression, qui contiennent notamment du mercure ou du sodium, doivent également être recyclées. Un repreneur agréé se charge de la reprise pour les quantités importantes. Pour les petites quantités, le consommateur rapporte ses sources lumineuses dans les points de collecte comme les commerces, les déchetteries et les écopoints de quartier. Les commerçants sont tenus de reprendre gratuitement les sources lumineuses des mêmes types qu’ils proposent dans leur assortiment.

La collecte et le recyclage sont gérés par la Fondation suisse pour le recyclage des sources lumineuses et luminaires SLRS. Une taxe anticipée de recyclage est prélevée à la vente de sources lumineuses. En 2014, cette taxe s’élevait à 16 ct pour la majorité des sources lumineuses. Le nombre de sources lumineuses collectées en 2013 par SLRS s’élève 10,3 millions.

Les ampoules à incandescence classique et halogènes ne contiennent pas suffisamment de substances de valeur ou polluantes pour justifier une filière de recyclage. Elles peuvent donc être mises aux ordures ménagères, sauf si elles possèdent un transformateur dans leur culot. Dans ce cas, elles doivent être rapportées à un point de collecte.

Filières de recyclage

Les LED sont recyclées dans la filière des appareils électroménagers. Une partie des métaux des composants électroniques est valorisée. Toutefois, l’indium et le gallium utilisés pour la fabrication des LED, et considérés comme ressources critiques, ne se recyclent pas.

Les sources lumineuses fluorescentes ne doivent pas être cassées, car elles contiennent du mercure et des poudres fluorescentes qui peuvent être toxiques. En cas d’accident, il faut aérer la pièce et éviter d’utiliser un aspirateur, afin de ne pas rediffuser des poussières. On peut utiliser un ruban autocollant pour ramasser les petits éclats, qui doivent être amenés au point de collecte.

Une fois chez le recycleur, les différents composants des sources lumineuses sont séparés mécaniquement. Chez Lumirec SA, le principal recycleur de Suisse romande, les sources lumineuses sont broyées, avec un système en dépression et un filtrage de l’air. Le broyat est ensuite séparé en différents sous-produits :

La poudre luminescente est notamment composée d’antimoine, de baryum, de plomb, d’indium, de sodium et de terres rares. Selon le rapport annuel 2013 de SLRS, elle présente une certaine valeur, mais la technique n’est pas encore en mesure de la valoriser, notamment parce que les quantités sont encore trop faibles pour permettre une solution d’élimination spécifique économiquement supportable. Lumirec SA a toutefois récemment lancé une collaboration avec une société belge qui extrait certaines terres rares (yttrium, lanthane, cérium, terbium et europium) contenues dans les poudres fluorescentes. Ces dernières sont ensuite réutilisées dans la fabrication de nouvelles poudres luminophores (sources lumineuses pour l’éclairage, les écrans plats ou l’optique de haute précision). Le mercure est distillé, condensé et purifié, puis vendu aux consommateurs industriels.

Mercure dans les sources lumineuses fluorescentes

L’une des problématiques souvent mises en avant concernant les sources lumineuses fluorescentes est l’utilisation de mercure. Mais selon un écobilan de l’EMPA, le recyclage des ampoules économiques en fin de vie ne représente pas une part importante des impacts du cycle de vie de ces ampoules. Par ailleurs, même si les ampoules ne sont pas recyclées, mais jetées à la poubelle puis incinérées, les quantités de mercure libérées restent faibles. À titre de comparaison, la majeure partie du mercure émis dans l’environnement provient de centrales thermiques utilisant des combustibles fossiles. Une centrale thermique à charbon d’une puissance de 1000 mégawatts émet chaque heure autant de mercure que le contenu d’environ 9000 ampoules fluorescentes. De plus, la quantité de mercure dans les ampoules est en diminution : elle était de 15 à 20 mg par ampoule en 1995, contre 1,5 à 2,5 en 2012. Le fait que ces ampoules contiennent du mercure et présentent ainsi des risques en cas de traitement dans la mauvaise filière en fin de vie ne semble donc pas un argument suffisant pour exclure leur utilisation. Il est toutefois obligatoire de recycler ces ampoules afin de réduire les pertes de mercure.