Le défi de la gestion thermique dans les LED haute puissance
L’évolution des systèmes d’éclairage LED a conduit à la création de dispositifs toujours plus puissants et compacts, capables de remplacer les sources traditionnelles dans des environnements industriels, publics et architecturaux.
Parmi les technologies les plus répandues, les LED COB (Chip On Board) se distinguent en combinant plusieurs diodes sur un même substrat afin d’obtenir une émission lumineuse intense et uniforme.
Les avantages sont évidents — forte densité lumineuse, moins de composants et meilleure efficacité optique — mais la gestion thermique devient un enjeu crucial.
La température de jonction des LED peut atteindre 150°C, et la surchauffe réduit considérablement la durée de vie du dispositif.
Traditionnellement, les dissipateurs thermiques sont en aluminium ou en alliages métalliques, mais aujourd’hui les compounds thermoconducteurs pour LED offrent une alternative innovante et durable, alliant hautes performances thermiques et légèreté et liberté de conception.
LED COB et dissipateurs en technopolymère : le cas Electromagnetica
L’entreprise roumaine Electromagnetica, spécialisée dans les équipements électriques et d’éclairage, a expérimenté une solution de pointe pour le projecteur industriel CASTOR 2M, équipé de deux modules LED COB pour une puissance totale d’environ 70 W.
L’objectif était de garantir :
- Une fiabilité de fonctionnement jusqu’à 45°C de température ambiante,
- Un refroidissement passif en convection naturelle,
- La stabilité thermique et mécanique du corps d’éclairage,
sans recourir à des dissipateurs métalliques.
La solution a été trouvée avec LATICONTHER 62 GR/70, un compound thermoconducteur à base de PA6 chargé à 70 % de graphite, développé par LATI Industria Termoplastici.
LATICONTHER 62 GR/70 : performances thermiques supérieures
Le compound thermoconducteur pour LED choisi par Electromagnetica assure un équilibre optimal entre conductivité, résistance et aptitude à la transformation.
Principales caractéristiques techniques :
- Conductivité thermique : jusqu’à 10 W/m·K, stable même à haute température.
- Charge conductrice : 70 % de graphite sélectionné de haute pureté.
- Stabilité thermique : fonctionnement continu de -30°C à +100°C.
- Densité : environ la moitié de celle de l’aluminium, avec une réduction de poids significative.
- Faible retrait et grande stabilité dimensionnelle, idéal pour l’assemblage mécanique.
- Compatibilité avec les procédés de peinture et de finition de surface.
Les mesures en laboratoire ont confirmé une efficacité thermique réelle jusqu’à 10 W/m·K, indépendante de l’orientation des paillettes de graphite, avec des performances nettement supérieures à celles des compounds concurrents.
Conception thermique et optimisation géométrique
Le succès du projet CASTOR 2M a nécessité une conception thermique rigoureuse.
Les ingénieurs ont optimisé :
- l’épaisseur de base du dissipateur thermique,
- la forme et le pas des ailettes,
- l’interface thermique entre le PCB et le corps en technopolymère.
Ainsi, il a été possible de maintenir la température de jonction des LED en dessous de 80°C, en garantissant un flux lumineux minimal de 8 000 lumens et une durée de vie de fonctionnement prolongée.
Comparaison des matériaux de dissipateur thermique
| Propriété | Aluminium | Alliages métalliques | LATICONTHER 62 GR/70 |
| Conductivité thermique (W/m·K) | 237 | 150 | 10 |
| Densité (g/cm³) | 2.7 | 3.0 | 1.3 |
| Usinabilité | Usinage | Moulage ou moulage sous pression | Moulage par injection |
| Capacité thermique | Moyenne | Moyenne | Élevée |
| Poids relatif | 100% | 110% | 50% |
| Coût unitaire | Moyen | Élevé | Compétitif |
En plus de dissiper efficacement la chaleur, le compound plastique permet l’intégration fonctionnelle de composants, réduisant le nombre de pièces à assembler et simplifiant la production.
Efficacité et durabilité
Outre les avantages techniques, l’utilisation d’un compound thermoconducteur pour LED permet :
- La réduction du poids global du produit, utile pour le transport et l’installation.
- L’élimination de la corrosion, grâce à la nature non métallique du matériau.
- La possibilité de recyclage ou de valorisation énergétique du produit en fin de vie.
- Une plus grande liberté de conception, avec des formes complexes difficiles à réaliser en métal.
Le résultat est un projecteur IP65 léger et performant, avec une finition esthétique haut de gamme, peint par cataphorèse directement sur le technopolymère.
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FAQ – Compound thermoconducteur pour LED
- Pourquoi utiliser un compound thermoconducteur plutôt que l’aluminium ?
Pour réduire le poids, les coûts et la complexité de production, tout en conservant une capacité élevée de dissipation thermique. - Quelle est la conductivité thermique du LATICONTHER 62 GR/70 ?
Environ 10 W/m·K, une valeur élevée pour un technopolymère et stable même à haute température. - Les dissipateurs en technopolymère conviennent-ils aux LED COB ?
Oui, s’ils sont correctement conçus : ils assurent un refroidissement efficace, une longue durée de vie et une grande liberté de conception.