Des scientifiques étudient une technologie permettant de rendre les LED plus lumineuses.

La nouvelle technologie TIR développée par le Dr Nguyen Doan Quoc Anh et ses collègues est appliquée à la fabrication de réflecteurs LED afin d'accroître l'efficacité de l'éclairage et de réduire les coûts d'exploitation, ce qui lui a valu le premier prix du concours Science Initiative Competition 2023.

Le projet a été réalisé par une équipe de recherche de la Faculté de génie électrique et électronique de l'Université Ton Duc Thang, comprenant le Dr Nguyen Doan Quoc Anh, le Dr Tran Dinh Cuong, le Dr Ho Dang Sang et Phan Thi Minh Man.

La nouvelle technologie de lentille TIR (réflexion interne totale) est une lentille fixée à la lampe LED afin de diriger la lumière émise vers l'avant et de la répartir plus uniformément. Cette technologie permet de réduire les coûts, d'accroître l'efficacité et l'uniformité de l'émission lumineuse, améliorant ainsi la qualité et les applications des lampes LED. L'équipe de recherche a également optimisé cette technologie pour qu'elle puisse s'appliquer à de nombreux produits LED utilisés dans les secteurs de l'éclairage civil, industriel, agricole et aquacole.

Le Dr Quoc Anh, représentant de l'équipe de recherche, a expliqué que la solution de lentille TIR est largement utilisée dans de nombreux éclairages LED commerciaux car elle permet d'orienter le faisceau lumineux incident selon un angle plus large que les réflecteurs traditionnels ou d'autres types de lentilles. Cependant, les lentilles TIR n'atteignent généralement pas une réflexion interne totale ; un anneau de retenue blanc est donc nécessaire pour concentrer le faisceau émis et garantir son efficacité. « Cet anneau de retenue blanc permet d'atteindre un rendement de 95,85 %, mais son coût est élevé », a-t-il précisé.

Exemple de lampe LED utilisant la nouvelle lentille TIR. Photo : Équipe de recherche.

Dans le but d'améliorer la qualité et les applications des éclairages LED, une équipe de scientifiques a mis au point une nouvelle technologie de lentille TIR qui s'affranchit de la bague de retenue blanche (permettant ainsi de réduire le coût du produit de 30 %). Cette technologie atteint notamment un rendement lumineux supérieur à 95 %, avec une augmentation de l'éclairage uniforme plus importante que celle des éclairages LED commerciaux actuels.

Le Dr Quoc Anh a expliqué que l'équipe de recherche a eu cette idée en 2014, a modifié la distribution de la lumière et a étudié les variations de couleur afin d'améliorer l'efficacité lumineuse et de réduire les coûts. En 2016, les scientifiques ont effectué des simulations à l'aide d'un logiciel d'optique spécialisé, puis ont conçu et fabriqué le prototype. Après plus de trois ans de développement, la nouvelle lentille TIR a vu le jour. Elle intègre un collimateur multi-segments (MSOC) et une surface optique multi-structurée (MSOS) permettant d'ajuster l'angle d'émission des rayons incidents et de réfléchir la totalité de la lumière incidente afin d'accroître l'uniformité de l'émission lumineuse. Ainsi, cette nouvelle lentille peut redistribuer le rayonnement bleu et le rayonnement jaune, améliorant ainsi la qualité de la lumière blanche.

Pour mettre en œuvre l'application, l'équipe a utilisé des équipements de mesure, effectué des mesures, comparé les résultats avec ceux d'un échantillon et procédé à un étalonnage. Les résultats expérimentaux comparant l'uniformité de la distribution lumineuse ont montré que l'indice d'uniformité lumineuse, avec la nouvelle lentille TIR, était supérieur de 122,4 % à celui de la lentille 1 et de 495,3 % à celui de la lentille 2 sur une surface éclairée de 500 mm². Ce succès a permis à la recherche sur la nouvelle lentille TIR d'obtenir un brevet de l'USPTO (États-Unis) en 2022.

Après un long processus de conception, de fabrication de prototypes et de dépôt de brevet, le Dr Quoc Anh et ses collègues prévoient la commercialisation du produit. « Cette nouvelle technologie de lentilles TIR est simple d'utilisation, facile à déployer et peut être largement appliquée, apportant une valeur économique à la société et à la collectivité », a-t-il déclaré.

Dans un entretien accordé à VnExpress , le Dr Trinh Xuan Thang, directeur adjoint du Centre de recherche et de développement des parcs de haute technologie du parc de haute technologie de Hô Chi Minh-Ville, a qualifié le produit du Dr Quoc Anh et de ses collègues de nouvelle technologie aux idées uniques.

Selon M. Thang, l'un des principaux problèmes liés à l'utilisation des LED blanches est l'obtention d'une uniformité lumineuse élevée. De plus, l'efficacité énergétique des LED constitue une préoccupation majeure pour les fabricants et les utilisateurs. La technologie des lentilles TIR a permis d'utiliser des LED dans l'éclairage avec des sources lumineuses de meilleure qualité (meilleure uniformité de la couleur de la lumière LED) et une efficacité énergétique élevée, au même niveau que les technologies les plus performantes au monde .

« Le groupe d'auteurs a mis au point des idées et une technologie qui résolvent des problèmes majeurs liés à l'utilisation des LED, rendant ainsi la commercialisation très envisageable », a déclaré le Dr Thang.

Le Dr Nguyen Doan Quoc Anh (au centre) a remporté le premier prix du concours d'innovation scientifique 2023 pour une nouvelle solution de lentille TIR destinée aux LED haute puissance. Photo : Giang Huy

Le projet du Dr Nguyen Doan Quoc Anh a été très apprécié par le jury, qui a salué son idée novatrice et sa démarche de recherche méthodique et rigoureuse. Selon les scientifiques, sa commercialisation est tout à fait envisageable dès lors qu'il répond aux normes industrielles. Le produit a remporté le premier prix, d'une valeur de 70 millions de VND, lors du Concours des initiatives scientifiques 2023.

Nouvelle lentille TIR pour éclairage LED

Nhu Quynh

Lien source: https://vnexpress.net/nha-khoa-hoc-nghien-cuu-cong-nghe-giup-den-led-sang-hon-4604890.html