Livre blanc sur les écrans LED pour les architectes et les designers

Il est bien connu que la technologie LED crée des images à partir d'un ensemble de composants individuels de sources lumineuses (LED = diode électroluminescente). Ce que l'on sait moins, c'est la mesure dans laquelle le prix de ces composants peut varier énormément, même s'ils semblent avoir des spécifications similaires à première vue. Deux diodes électroluminescentes différentes, par exemple, peuvent offrir les mêmes niveaux de luminosité mais présenter des coûts très différents. En effet, l'un est conçu pour durer longtemps avant de devoir être remplacé et l'autre non.
Certaines applications d'affichage LED ne nécessitent pas réellement de composants durables car la configuration n'est que temporaire et il y a toujours quelqu'un sur place pour remplacer les sections si nécessaire. Un exemple serait un écran LED pour un décor de théâtre ou un salon professionnel. Mais un panneau d'affichage à 10 mètres de haut, c'est tout autre chose. Il est difficile de s'y rendre et avec plusieurs panneaux d'affichage répartis sur un vaste territoire, le remplacement fréquent des panneaux devient coûteux. Une telle installation LED, comme les installations LED dans les centres commerciaux ou les places municipales, doit être considérée comme critique. Plus un tel écran est fiable et durable, moins il est coûteux à gérer.
Laisser un écran LED dans un état moins que parfait n'est pas une option pour la plupart des installations permanentes, vous devez donc choisir le bon niveau de qualité du composant en premier lieu. Les composants LED de meilleure qualité sont plus esthétiques, durent plus longtemps et, dans le contexte d'une application critique, offrent un coût total de possession généralement bien inférieur à celui de leurs concurrents moins chers mais moins fiables.
Cependant, le prix des composants adaptés aux applications critiques varie également. Le meilleur rapport qualité/prix est obtenu en associant spécifiquement chaque projet au bon produit. Tout comme il est possible de dépenser trop peu pour les LED, il est également possible d'en dépenser beaucoup trop selon le projet. Une expertise utile en matière de sélection de produits fait toute la différence

La qualité d'image et la fiabilité ne se limitent pas aux diodes électroluminescentes. Un écran LED comprend des milliers de ces minuscules sources lumineuses, de sorte que la qualité de la connexion et la conductivité de l'ensemble du système deviennent également un enjeu. En l'absence de normes industrielles univoques, c'est à l'acheteur d'être vigilant : vous devez donc pouvoir faire confiance à votre fabricant. Ce sont des aspects qui influent à la fois sur la fiabilité et les performances. Le contrôle de la qualité dans ce domaine est donc une considération essentielle et une nécessité au moment de la fabrication.

SMD et DIP — Comprendre les différences. Il existe essentiellement deux types de LED : SMD et DIP. Le DIP (Dual In-line Package) est la plus ancienne des deux technologies. Les composants DIP ont une dégradation optique plus importante, un CRI et une efficacité inférieurs à ceux de la variété SMD, plus récente (Surface Mount Diode). Cependant, la LED DIP est toujours utilisée pour certaines applications pour lesquelles elle reste mieux adaptée. Physiquement, les écrans DIP comprennent des sources lumineuses RGB distinctes, comme indiqué ci-dessous à droite, tandis que les écrans SMD comprennent des sources lumineuses à point unique, comme indiqué sur la gauche.

Là où le DIP conserve son avantage, c'est en offrant un niveau de luminosité plus élevé, une considération importante pour les emplacements extérieurs exposés à la lumière directe du soleil. Il est également plus économique à rendre étanche. À pratiquement tous les autres égards, cependant, le SMD présente des avantages : en termes d'angle de vision, de précision de l'image et de réduction du poids et de l'encombrement. La luminosité du SMD s'améliorera sans aucun doute avec le temps, mais c'est pour l'instant son facteur limitant. Parfois, le DIP reste le choix optimal. Un bon fournisseur propose les deux types d'écrans. Les deux technologies ont leur utilité, et un bon fournisseur veillera à ce que vous choisissiez la bonne pour votre application particulière.

L'un des coûts cachés des projets LED, en particulier des projets LED importants, est le coût d'installation. Ce coût dépend non seulement de l'emplacement prévu de l'écran, mais également de la vitesse à laquelle le produit peut être assemblé. Le temps, c'est de l'argent, en particulier sur un chantier ou pour des installations où l'interruption des activités commerciales doit être limitée au minimum.
Les meilleurs produits LED pour une installation permanente sont donc conçus pour être faciles à assembler de manière précise. Cela implique des modules de construction conçus industriellement qui s'emboîtent facilement et s'alignent parfaitement, ce qui permet de réaliser le projet avec succès en moins de temps. Outre la rapidité, cette modularité précise laisse également moins de place à l'erreur.
Le lien vidéo suivant montre une telle ingénierie modulaire en action. Voir la vidéo

Tout comme un écran LED doit être facile à installer, il doit également être facilement entretenu. Contrairement aux technologies d'affichage précédentes, les écrans LED sont régénératifs. Plutôt que de nécessiter un remplacement complet de l'écran, les sections peuvent être remplacées selon les besoins. La facilité d'entretien et la facilité de maintenance sont donc des considérations clés du produit. Un écran LED doit être maintenu en bon état de fonctionnement pendant toute sa durée de vie.
Les écrans qui s'accrochent aux murs doivent généralement permettre une maintenance par l'avant, faute de quoi vous devrez faire face à des coûts d'entretien importants lors du démontage et du remplacement. L'alternative est l'entretien par l'arrière, ce qui nécessite de l'espace derrière et un accès à cet espace. Dans de nombreux cas, une telle disposition est peu pratique ou impossible. Le choix entre l'entretien avant ou arrière n'est pas votre seule considération. La facilité avec laquelle l'entretien peut être effectué est également un facteur de coût. Des systèmes d'affichage bien conçus pour faciliter l'accès simplifient cette maintenance. La conception a donc un impact sur le coût total de possession.
La régénération des écrans comporte également un défi supplémentaire. Il faut que la section que vous remplacez corresponde au reste de l'écran en termes de caractéristiques d'affichage, sinon vous vous retrouverez avec un effet de patchwork à l'écran. Les écrans LED destinés aux applications critiques permettent de calibrer facilement l'écran afin que les sections anciennes et nouvelles fonctionnent de manière cohérente comme un seul écran homogène.
La vidéo suivante montre ce que l'on entend par facilité d'entretien.
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Nous avons déjà parlé de la prise en compte de la régénération avec les écrans LED. La régénération nécessite non seulement des composants LED faciles à remplacer avec succès, mais vous avez également besoin d'une continuité d'approvisionnement pour ces composants et d'un personnel qualifié disponible pour les remplacer. En d'autres termes, le facteur de soutien continu est crucial. Vous devez donc choisir un fournisseur qui sera vraisemblablement encore à vos côtés dans les années à venir et qui peut vous offrir un accès rapide à des panneaux de remplacement selon vos besoins. Il doit également être en mesure de vous fournir du personnel qualifié pour la maintenance continue et l'entretien à l'emplacement de l'écran. Les clients implantés dans tout le pays auront besoin d'un support à l'échelle nationale.
Avec la LED, le choix de votre fournisseur devient de fait aussi essentiel que le choix de votre produit. Faire un choix éclairé en matière de LED ne dépend donc pas seulement de ce que vous achetez, mais également de la personne auprès de qui vous achetez. Les deux aspects deviennent indissociables.

Comment la distance de visualisation influe à la fois sur le prix et la valeur
Une spécification de base des écrans LED à vision directe est le pas de pixel (pixel pitch), la distance exprimée en millimètres entre les LED individuelles disposées sur la grille d'affichage. Plus le pas est petit, plus vous avez de pixels par mètre carré et le coût par mètre carré de l'écran augmente en conséquence. Le nombre de pixels dont vous aurez besoin par mètre carré dépendra toutefois de la taille de l'écran et de la distance de visualisation. En règle générale, un mètre pour chaque millimètre de pas vous donnera une distance de vision minimale acceptable, et 2 mètres pour chaque millimètre vous donneront une distance de visualisation optimale au-delà de laquelle la qualité de l'image ne s'améliorera pas vraiment sensiblement.
La première leçon à tirer du pas de pixel est donc que l'adaptation du pas à la distance de visualisation permet de déterminer le coût nécessaire pour réussir l'affichage et le rapport qualité-prix obtenu. L'emplacement compte. Dans certains cas, dépenser beaucoup plus par mètre carré ne produira en fait que très peu de résultats, car personne ne s'approchera jamais assez pour s'en apercevoir. Opter pour un écran de meilleure qualité avec un pas plus large serait une bien meilleure proposition de valeur dans de telles circonstances. Non seulement il serait plus esthétique à la distance de visualisation, mais le coût d'entretien prévu au cours de sa durée de vie serait nettement inférieur.
L'emplacement de l'écran doit donc être considéré à la fois comme un facteur de coût et un facteur de conception. Un écran situé plus en hauteur peut faire baisser le prix au mètre carré de manière significative, car la distance de visionnage minimale peut passer d'un mètre ou deux à 8 mètres ou plus, et le coût par mètre carré peut baisser en conséquence. La hauteur n'est pas le seul élément de conception capable de déterminer les distances de vision. Parfois, une barrière peut être placée entre l'écran et le spectateur, comme un vide, un jardin ou une scène. Le contrôle des distances d'observation peut être un excellent moyen de réduire les coûts. L'achat de deux fois plus de pixels par m² que nécessaire, par exemple, sur un écran de 5 mm ne fournira pas une image nettement meilleure à une distance de visualisation de 20 m ou plus. Un écran de 10 mm de pas fera le travail pour beaucoup moins cher.
Parfois, cependant, des distances d'observation plus courtes sont inévitables et, dans ces cas, d'autres mesures budgétaires sont nécessaires. Si la distance de visualisation est courte et le budget limité, l'élément de conception à contrôler est la taille de l'écran, car le coût sera proportionnel. Un écran plus petit avec une meilleure image donnera un meilleur résultat. Ce qui n'est pas négociable, c'est l'expérience du spectateur. Elle ne doit souffrir aucun compromis.
Le lien vidéo suivant montre un exemple d'écran LED à pas de 2,5 mm utilisé dans un contexte de vente au détail pour un visionnage rapproché.
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Angle de vision de 110 degrés dans une galerie marchande

Angle de vision de 110 degrés dans l'aire de restauration (près de 25 % des sièges ne peuvent pas voir un tel écran)

Les angles de vision probables sont des facteurs importants à prendre en compte pour de nombreux emplacements d'écran. Un écran situé au bout d'une galerie marchande ou sur un panneau d'affichage autoroutier, par exemple, est moins susceptible d'avoir des spectateurs placés hors de l'axe. Un écran LED dans le hall d'un bâtiment, en revanche, peut être vu sous des angles beaucoup plus prononcés en raison de l'agencement de l'espace. Dans la plupart des cas, un maximum de spectateurs signifie une valeur maximale, surtout si des annonceurs sont impliqués. Il vaut donc la peine de bien traiter cet aspect.

Si jamais une spécification LED avait besoin d'être mieux comprise, c'est bien la luminosité. Les niveaux de luminosité des LED sont similaires aux niveaux de volume d'un système audio. Vous devez le régler au niveau approprié pour la tâche à accomplir. Un écran LED extérieur exposé à la lumière directe du soleil doit être très lumineux, mais le même niveau de luminosité par temps couvert, et plus encore la nuit, paraîtra excessif et criard. En fait, dans certains pays, un panneau trop lumineux sera considéré comme une pollution visuelle et entraînera une sanction financière.
Le niveau de luminosité en tant que spécification est important car il indique la marge de manœuvre dont vous disposez pour atteindre le bon niveau de luminosité selon les besoins. Cependant, la luminosité doit également être considérée comme un aspect qui doit être correctement maîtrisé. L'utilisation de capteurs de lumière en conjonction avec un système de commande permet de contrôler les niveaux de luminosité en réponse aux conditions d'éclairage dominantes. Un affichage LED de qualité nécessite donc une expertise en matière de contrôle. Dans le cas du MCG, par exemple, les spectateurs du stade ne sont pas éblouis par des LED réglées pour la lumière du jour lorsque des sections de l'affichage périmétrique passent à l'ombre. Cela a nécessité une ingénierie intelligente.

Les niveaux de gris sont l'un des principaux facteurs de la précision des couleurs, et la précision des couleurs est une considération importante pour la plupart des applications LED critiques. Il ne s'agit pas simplement d'avoir des images plus belles. Les annonceurs, en particulier, peuvent être très exigeants en matière de précision des couleurs. Le violet Cadbury est très précis, par exemple, tout comme le bleu ANZ ou le rouge Coles.
Un écran aux couleurs imprécises est moins susceptible d'attirer les annonceurs, de sorte que le prix final payé doit inclure la perte de revenus.

Une autre spécification à ne pas négliger pour un écran LED est le taux de rafraîchissement. Un écran dont le taux de rafraîchissement est insuffisant ne rendra pas bien à l'image, même s'il paraît correct à l'œil nu. Cet aspect n'a pas d'importance dans un environnement où il est interdit de prendre des photos, mais il est très important dans les lieux où les photographies sont encouragées ou susceptibles d'être prises. Les photographies jouent un rôle si important dans le succès des réseaux sociaux et les gens sont moins susceptibles de publier des photos qui ne sont pas belles. Générer de l'intérêt via les réseaux sociaux est souhaitable pour la plupart des entreprises et institutions. Cet aspect devient donc un véritable critère de choix de l'écran. Un écran dont le taux de rafraîchissement est faible tue cet enthousiasme.

Le contenu de l'écran est en fait ce qui rend un écran intéressant. Le matériel d'affichage LED peut donner à ce contenu une apparence aussi belle qu'il le devrait, mais c'est le contenu lui-même qui suscite l'intérêt. Tout le contenu de l'écran n'est pas de la publicité. En fait, un écran peut être composé de différents éléments au sein d'une même composition. Un écran unique, par exemple, peut présenter une vidéo d'entreprise comme image principale accompagnée d'un bandeau d'actualités défilant, un affichage de la température actuelle et des prévisions météorologiques, ainsi que de l'heure. Il peut également comporter le tableau de bord du bien-être ou le tableau de bord environnemental d'un bâtiment en temps réel. Le contenu de l'écran peut également être généré de manière artistiquement intéressante. Dans les exemples présentés ici par ESI Designs aux États-Unis, l'imagerie est pilotée par des algorithmes ou basée sur des données en temps réel, qu'elles soient sensorielles ou numériques. Il en résulte un contenu d'écran qui change en permanence au lieu de tourner en boucle à l'infini, ce qui le rend beaucoup plus intéressant à regarder. Cela est particulièrement pertinent pour les écrans situés là où ils seront principalement vus par les mêmes personnes tous les jours, tels que les écrans situés dans les halls des bureaux

Nous avons mentionné à la page précédente comment un écran pouvait être composé de plusieurs éléments simultanément. Il est donc utile de disposer d'un système de gestion de contenu capable d'offrir une telle flexibilité. Cependant, un système de gestion de contenu peut également faire bien plus encore. Il peut programmer le contenu en fonction de l'heure de la journée, suivre les publicités payantes et leur date d'affichage, et s'assurer que l'image affichée est toujours belle (et avec un minimum de traînée s'il s'agit d'une image animée). Un très bon système de gestion de contenu ne vous laisse jamais avec un écran vide. Lorsque vous concevez avec une technologie d'affichage, vous devez également tenir compte du nombre de pixels que vous utilisez et de leur facilité de gestion. Une erreur facile à commettre avec l'affichage numérique est d'utiliser la mauvaise technologie pour l'application. Utiliser des centaines d'écrans LCD, par exemple, pour créer quelque chose d'intéressant dans un immense atrium peut sembler séduisant sur le papier, mais chaque écran contient des millions de pixels. Ainsi, lorsque vous commencez à en utiliser des centaines, vous vous retrouvez avec des milliards de pixels nécessitant beaucoup de puissance informatique pour être gérés. Pire encore, la plupart de ces pixels finissent par être un gaspillage d'argent car ils ne sont pas nécessaires aux distances de visualisation concernées. Utiliser un écran LED pour la même tâche signifierait moins de pixels, une image nettement plus lumineuse et plus éclatante, ainsi qu'une consommation d'énergie et une production de chaleur nettement inférieures.

La pratique courante en matière de conception de bâtiments consiste à élaborer une série de spécifications et de dessins, à documenter ce qui est requis et à lancer un appel d'offres pour le tout. Bien que cette méthode fonctionne probablement bien pour les matériaux de construction, les finitions du mobilier et les détails de construction, elle est moins susceptible de fonctionner pour les écrans LED. En effet, l'affichage LED est encore une technologie émergente qui évolue rapidement. Il est donc préférable de traiter l'affichage LED comme un ensemble distinct et d'arrêter les spécifications beaucoup plus près de la date de réalisation. Rien n'est plus triste qu'un écran LED en cours d'installation qui est de fait déjà obsolète le jour de l'installation. Parfois, cela se produit à très grande échelle

De nos jours, tous les architectes comprennent l'importance de réduire la consommation d'énergie, non seulement pour l'économie, mais également pour la réputation écologique d'un bâtiment. Un écran LED consomme forcément de l'énergie. C'est inévitable. Cependant, vous devez trouver le juste équilibre entre les exigences d'affichage et la puissance nécessaire pour y parvenir. Les écrans plus lumineux consomment plus d'énergie. Les meilleurs d'entre eux le font toutefois plus efficacement. Ce qu'il faut éviter, en revanche, c'est de spécifier un écran sobre en énergie mais inadapté à l'affichage à l'emplacement choisi.

Tout écran d'affichage fait appel à des sources lumineuses et les sources lumineuses génèrent de la chaleur. Cela vaut non seulement pour les matrices LED, mais aussi pour les écrans LCD et la projection. La manière dont cet aspect thermique est géré doit être prise en compte lors de la documentation de la conception. Le simple fait de noter un écran LED sur un plan d'étage ne précise pas que vous avez besoin d'une conception « sans ventilateur » à cet endroit, car sinon le bruit des ventilateurs rendra les gens fous. Certains écrans LED ont besoin de ventilateurs pour fonctionner, mais ceux-ci sont généralement situés là où le bruit du ventilateur ne pose pas de problème, par exemple en hauteur à l'extérieur d'un bâtiment ou sur un portique d'affichage loin des personnes.

La LED d'escalier est l'une des applications les plus populaires des LED pour les détails architecturaux. Ce n'est toutefois pas la seule. Grâce à la LED, il est possible de personnaliser les écrans en fonction des spécificités du site. Ainsi, plutôt que d'imposer une forme d'écran standard à un espace, il est possible, grâce à des LED personnalisées, de lui donner une forme qui corresponde mieux aux lignes architecturales. Nous avons entendu parler de propriétaires découragés d'installer un écran LED sur le côté de leur bâtiment car on leur a dit qu'un tel écran bloquerait la lumière naturelle pour les occupants des trois étages situés derrière celui-ci. De tels conseillers n'ont clairement jamais entendu parler de façades média. À l'Emporium de Melbourne, les occupants du bâtiment qui se trouvent derrière l'écran d'angle géant peuvent regarder à l'extérieur. Environ 70 % de la lumière naturelle traverse le panneau jusqu'à l'intérieur du bâtiment, et de même, la vue depuis l'intérieur est en grande partie intacte. Tout le monde sait que les architectes adorent la lumière. Un conseiller compétent peut vous aider à la préserver à l'aide de produits LED adaptés à la tâche.