Les lampadaires LED sont économes en énergie, mais sont-ils respectueux de l'environnement ? C'est compliqué

Le jardin de Rick Newman à l'est de Boca Raton a cette ambiance de la vieille Floride : une piscine est entourée de chênes et de palmiers vivants.

Pendant des années, la canopée luxuriante des arbres a gardé la zone ombragée contre le soleil, ainsi que la douce lumière jaune orangé d'un réverbère à proximité.

"J'ai travaillé pour créer une oasis naturelle au milieu de la ville, et j'ai eu beaucoup de succès", a déclaré Newman, biologiste et président du conseil consultatif environnemental de Boca Raton. "Ensuite, ils viennent braquer un projecteur au milieu. Cela a un impact."

Le "projecteur" auquel il fait référence est un nouveau lampadaire à LED, qui semble beaucoup plus lumineux que la lampe au sodium à haute pression traditionnelle qui existait auparavant. Les lampadaires au sodium à haute pression émettent une lumière chaude de couleur ambrée.

"Ces LED sont inappropriées", a déclaré Newman. "Ils sont beaucoup trop brillants."

Depuis l'été dernier, presque toutes les anciennes lampes des rues de Boca Raton ont été remplacées par des LED ou des diodes électroluminescentes. Les LED sont plus blanches et plus brillantes que les lampes au sodium à haute pression traditionnelles et semblent plus brillantes à l'œil humain.

C'est une transition qui se produit dans les municipalités du sud de la Floride et dans tout l'État, le pays et le monde.

Les LED consomment beaucoup moins d'énergie, elles sont donc considérées comme un outil dans la lutte contre le changement climatique. Et il en coûte moins d'argent aux gouvernements locaux pour les alimenter et les entretenir. Mais les experts médicaux et les scientifiques avertissent que, si elles ne sont pas utilisées correctement, les LED peuvent avoir des effets nocifs sur les personnes, la faune et l'environnement.

Les images satellites montrent que l'éclairage LED augmente la pollution lumineuse. Skyglow augmente de 10 % par an, bien pire que les 2 % par an avant les LED. La lumière artificielle nocturne constitue une menace sérieuse pour notre écosystème.

Des rues plus lumineuses signifient un ciel plus lumineux. Et plus de lumière la nuit fait des ravages sur tous les êtres vivants. Des chercheurs en Angleterre ont découvert que les lampadaires à LED tuaient de cinquante pour cent les populations de chenilles nocturnes. Des milliards d'oiseaux migrateurs ne parviennent pas à trouver leur chemin dans notre ciel qui s'éclaire. L'accouplement des insectes est réduit. Elle affecte les pollinisateurs. Et les scientifiques craignent que la pollution lumineuse altère notre planète.

Les LED émettent de la lumière bleue, qui perturbe les rythmes circadiens et supprime la mélatonine, et la perte de sommeil peut entraîner des problèmes de santé comme le cancer, le diabète, les maladies cardiaques et l'obésité, selon un rapport de 2016 de l'American Medical Association.

"Les amibes dans l'océan sont affectées. Les algues sont affectées. Et tous les animaux supérieurs sont affectés", a déclaré le Dr Mario Motta, un cardiologue de la région de Boston qui siégeait au conseil d'administration de l'AMA au moment de la publication du rapport. "La mélatonine est une hormone très primitive qui se trouve essentiellement chez tous les animaux étudiés."

Newman a soutenu que la transition vers les LED à Boca Raton était la bonne décision, mais elle n'a pas été gérée de la bonne manière. Il souhaite que le conseil consultatif environnemental qu'il préside soit consulté. Sans mesures d'atténuation, il a déclaré que le passage aux LED pourrait saper les objectifs du conseil de réduction de la pollution lumineuse artificielle, ou "skyglow", qui peut nuire aux tortues marines.

"Nous travaillons sur des choses comme skyglow, qui est la prochaine étape pour protéger non seulement les tortues de mer, mais aussi d'autres animaux sauvages. Je veux dire, les oiseaux et les insectes, vous l'appelez", a-t-il dit, "et cela ne mentionne même pas ce que ce type d'éclairage fait aux gens. "

La décision de passer aux lampadaires à LED n'était pas entièrement du ressort des autorités municipales. Les lampes au sodium à haute pression ne sont plus facilement disponibles auprès de

fabricants ou entreprises de services publics.

Cependant, les responsables de la ville de Boca Raton pourraient prendre des mesures pour atténuer les dommages causés par les LED : les gradateurs peuvent réduire la luminosité. Les boucliers peuvent orienter la lumière vers le bas, empêchant la lueur du ciel. Et les LED ambrées limitent l'exposition à la lumière bleue nocive.

Mais par rapport aux LED blanches standard, ces alternatives peuvent être plus chères.

Comment les LED sont devenues le nouveau standard des lampadaires

Les agences fédérales et étatiques qui surveillent les routes poussent le passage aux lampadaires à LED depuis des années, tout comme les entreprises de services publics qui installent et entretiennent les lumières.

En 2016, le ministère des Transports de Floride a adopté de nouvelles règles pour la construction de routes et de ponts qui interdisent l'utilisation de lampes au sodium à haute pression dans les nouveaux projets d'État.

Une explication des responsables de l'État est que les intersections plus lumineuses sont plus sûres pour les piétons la nuit.

"En général, l'éclairage public à LED est considéré comme augmentant considérablement la sécurité nocturne sur les routes", a écrit Grace Ducanis, responsable des communications du FDOT, dans un e-mail.

La Federal Highway Administration a mis en évidence l'utilisation par la Floride de lampadaires à LED pour prévenir les décès de piétons la nuit dans des intersections qui n'avaient auparavant aucun lampadaire ou n'en avaient qu'un.

"La Floride a une approche unique, en particulier en se concentrant sur les passages pour piétons", a déclaré Richard Stepp, un ingénieur FDOT, dans une vidéo de décembre 2021 de l'agence fédérale. "Bien que les résultats de cela soient encore préliminaires - les LED sont très nouvelles - les premiers résultats semblent très prometteurs."

Le FDOT affirme également que les anciens lampadaires au sodium à haute pression ne sont plus faciles à remplacer ou à réparer. Ils ne sont "pas considérés comme une norme de l'industrie" et "pas facilement disponibles auprès des fabricants de luminaires", selon Ducanis.

En outre, l'agence d'État met en évidence l'efficacité énergétique des LED.

"Par rapport aux technologies précédentes, les luminaires LED ont moins de besoins de maintenance, une durée de vie améliorée et consomment moins d'énergie, ce qui rend les LED plus rentables et plus respectueuses de l'environnement", a écrit Ducanis.

Florida Power & Light, dont la société mère est l'un des plus grands services publics d'électricité aux États-Unis, a également joué un rôle déterminant dans la conversion des lampadaires en LED dans tout le sud de la Floride. Les archives publiques montrent que dans les présentations de FPL aux gouvernements locaux promouvant la transition vers les LED, la société met en évidence des "avantages" tels que "des économies d'énergie jusqu'à 50 % +".

La présentation - qui se trouve à la page 30 du procès-verbal d'une réunion du conseil municipal de Lantana - n'offre aucun avertissement sur les inconvénients des LED. L'une des sources citées par FPL pour illustrer les "avantages" des LED est une entreprise qui les vend.

Des représentants de FPL, dont le siège est dans le comté de Palm Beach, ont refusé d'être interviewés pour cette histoire. Un porte-parole a indiqué un numéro de téléphone répertorié sur le site Web du FPL pour un "expert en éclairage", mais lorsqu'un journaliste du WLRN a appelé le numéro, la personne qui a répondu a déclaré qu'il s'agissait du mauvais service et a fourni une adresse e-mail à contacter. WLRN a envoyé un message à l'adresse e-mail et n'a reçu aucune réponse.

Il y a près de 5 500 lampadaires à travers Boca Raton, et plus de 90 % d'entre eux ont été remplacés par des LED depuis le début de la transition. Les nouveaux lampadaires à LED de Boca Raton utiliseront jusqu'à 40 % moins d'énergie que les lampes au sodium à haute pression, selon un porte-parole de la ville.

FPL estime que cela équivaut à retirer 234 voitures de la route, selon les archives.

Pourquoi les experts médicaux, les scientifiques sont concernés

Le rapport de 2016 de l'American Medical Association a mis en garde contre les risques pour la santé posés par la transition généralisée vers les lampadaires à LED.

"Nous avons publié un article qui disait essentiellement que c'était une mauvaise idée", a déclaré Motta, l'ancien membre du conseil d'administration de l'AMA. "Parce que cela affecte la santé humaine et affecte l'environnement d'une mauvaise manière."

Parmi les principales préoccupations du groupe figure la perturbation des habitudes de sommeil des humains ainsi que des tortues, des oiseaux, des poissons et des insectes. Selon le rapport, les LED blanches ont cinq fois plus d'impact sur les rythmes circadiens du sommeil que les lampadaires conventionnels.

"C'est un problème entièrement évitable", a-t-il poursuivi. "Si les lumières sont masquées, elles ne vont pas directement dans vos yeux, et si vous éliminez le bleu, la quantité d'éblouissement diminue considérablement."

Eric Vandernoot, un astronome qui exploite l'observatoire de l'Université de l'Atlantique de Floride à Boca Raton depuis près d'une douzaine d'années, travaille à sensibiliser aux dangers associés à un ciel nocturne plus lumineux.

"S'il ne fait pas correctement nuit la nuit, nos cellules ne subissent pas les travaux de nettoyage et de réparation nécessaires", a-t-il déclaré. "Imaginez votre maison : si vous ne la réparez jamais, ou si vous ne sortez jamais les poubelles, que va-t-il se passer après un certain temps ? Elle va cesser de fonctionner."

Kirt Rusenko, un défenseur de l'environnement marin qui a récemment pris sa retraite après 25 ans au Gumbo Limbo Nature Center à Boca Raton, siège à un comité de spécialistes de l'éclairage pour l'International Dark-Sky Association, ou IDA. L'organisation à but non lucratif basée à Tucson, en Arizona, est un leader mondial dans la lutte contre la pollution lumineuse.

"La plupart des rénovations LED sont surpuissantes et émettent beaucoup plus de lumière que nécessaire", a déclaré Rusenko.

Le sud de la Floride se trouve également sur une importante voie de migration des oiseaux migrateurs, parcourue par des milliards d'oiseaux chaque année vers le sud jusqu'aux aires d'hivernage. Des lumières plus vives sont plus susceptibles de dévier les oiseaux de leur trajectoire, les attirant vers des environnements urbains dangereux et gaspillant une énergie précieuse en essayant de revenir sur leur trajectoire.

Dans ce rapport de 2016, l'AMA recommandait de plafonner les lampadaires à LED à 3 000 kelvins. Kelvin est une unité de mesure de la couleur et de la température de la lumière, et l'échelle va de 1 000 à 10 000, 1 000 étant la quantité de lumière la plus chaude et la moins élevée et 10 000 la plus légère et la plus froide.

Aujourd'hui, Motta a déclaré qu'il recommanderait un plafond encore plus bas de 2 700 kelvins, en particulier pour les zones résidentielles.

L'IDA recommande 2 200 kelvin ou moins.

Ducanis, le porte-parole du FDOT, a écrit dans un e-mail que l'éclairage LED dans les nouveaux projets d'État est plafonné à 3 000 kelvin, conformément aux recommandations de l'AMA.

Cette règle ne s'applique cependant pas aux municipalités. Les nouveaux lampadaires intérieurs de Boca Raton vont de 3 000 à 4 000 kelvins, selon les enregistrements fournis par la ville.

Au moins 19 États, le district de Columbia et Porto Rico ont des lois visant à réduire la pollution lumineuse, selon la Conférence nationale des législatures des États. Cela inclut la Floride.

Mais alors que les lois de nombreux autres États incluent des dispositions qui exigent un blindage ou limitent la luminosité, la loi de la Floride est beaucoup plus étroite et se concentre uniquement sur l'éclairage des zones côtières où nichent les tortues marines. La loi laisse aux gouvernements locaux le soin de décider de mettre en œuvre ou non des ordonnances protégeant les nouveau-nés. De nombreuses municipalités de l'État ont adopté ces règles locales.

Il existe des options LED plus sûres, mais elles coûtent plus cher

Les lampadaires à LED ne doivent pas être une nuisance.

L'atténuation des lumières peut réduire la pollution lumineuse qui affecte les tortues marines nicheuses, les oiseaux migrateurs, les récifs coralliens, les insectes et les plantes. Les écrans atténuent l'éblouissement dans les yeux des conducteurs ou des piétons, et parce qu'ils dirigent la lumière vers le bas, ils empêchent l'éclairage inutile du ciel la nuit. Les ampoules de couleur ambre sont plus conviviales non seulement pour les tortues de mer mais pour toute la faune par rapport aux LED blanches, qui émettent une grande quantité de lumière bleue.

Alors que l'efficacité énergétique est un avantage environnemental clair des LED, la recherche montre qu'elles aggravent la pollution lumineuse, un inconvénient évident.

En fait, Boca Raton a pris des mesures pour protéger les bébés tortues de mer, qui sont déconcertés par l'éclairage artificiel. Parce que les nouveau-nés utilisent la lune et les étoiles pour naviguer, l'éclairage des lampadaires et des bâtiments peut perturber leur capacité à trouver leur chemin vers l'océan. Parfois, ils voyagent vers la ville, confondant ce qu'on appelle la lueur du ciel avec le clair de lune.

Boca Raton a été l'une des premières municipalités de Floride à adopter une ordonnance pour protéger les tortues de mer, en 1986. Il semble que la ville ait installé des LED de couleur ambre le long d'un tronçon d'environ un mile de A1A à proximité où les tortues de mer nichent, bien que ces lumières ne soient pas répertoriées dans les registres fournis par la ville. Pour ce tronçon de plage, tous les lampadaires du 2401 North Ocean Boulevard au nord jusqu'à la frontière de Highland Beach sont éteints de mars à octobre, selon le Gumbo Limbo Nature Center.

Les appareils d'éclairage à DEL « respectueux des tortues » peuvent être jusqu'à trois fois plus chers. Par exemple, alors que les luminaires à LED blanches coûtent environ 5 à 9 dollars par mois, les luminaires spéciaux adaptés aux tortues varient entre 12 et 15 dollars par mois.

Diana Umpierre est une défenseure de l'environnement et présidente du chapitre de Floride de l'International Dark-Sky Association, et elle a aidé à planifier la Miami and Everglades Dark Sky Week, un événement annuel de sensibilisation à l'astronomie et à la pollution lumineuse.

Elle a déclaré que FPL et FDOT devraient faire plus pour éduquer leurs clients sur l'éclairage LED.

"Parmi les différents types de pollution auxquels nous devons faire face, c'est probablement le plus facile à réparer, le plus facile à traiter", a-t-elle déclaré. "Mais c'est aussi je pense celui qui est le plus mal compris."

Par exemple, un malentendu courant est que des ampoules de même puissance apparaîtront tout aussi lumineuses.

Mais ce n'est pas aussi simple que d'éteindre les anciennes lumières pour les nouvelles avec la même puissance. Des ampoules LED de faible puissance doivent être utilisées pour atteindre le niveau de luminosité souhaité.

Par exemple, un ancien lampadaire au sodium haute pression de 60 watts pourrait devoir être remplacé par une LED de 20 watts seulement, selon Motta, qui a travaillé sur le rapport de l'AMA.

"Malheureusement, de nombreuses entreprises d'éclairage ont simplement mis en place la même puissance, … et si elles ne sont pas blindées, [c'est] très horrible à regarder", a-t-il déclaré.

Rusenko, le scientifique à la retraite de Gumbo Limbo, recommande des écrans pour les lampadaires à LED ainsi que des gradateurs et des détecteurs de mouvement qui abaissent ou éteignent les lumières lorsqu'il n'y a personne à proximité, comme dans les allées des congélateurs des épiceries.

Une stratégie similaire est testée sur certains campus universitaires, a déclaré Nancy Clanton, propriétaire d'une entreprise de conception d'éclairage durable basée au Colorado qui travaille avec les villes sur un éclairage LED approprié.

Pendant les heures où les cours sont programmés, les lumières sur les campus peuvent être réglées sur 3 000 kelvins, a-t-elle dit, "puis lorsque les étudiants dorment, descendez jusqu'à peut-être 1 200 kelvins, pour réduire l'impact de la lumière bleue la nuit".

En testant différents types d'éclairage dans plusieurs communautés, Clanton a découvert que les gradateurs à LED offraient une meilleure visibilité par rapport aux lampadaires traditionnels. Lorsque les LED ont été atténuées à 25% de leur intensité maximale, la visibilité a augmenté et les résidents étaient plus heureux, a-t-elle déclaré.

"Une meilleure lumière, une meilleure vue - ce n'est pas vrai", a-t-elle déclaré. "C'est un meilleur contraste, moins d'éblouissement."

La luminosité de l'ampoule varie selon le fabricant.

"C'est comme avec n'importe quel produit, il y a des lumières de bonne qualité et des lumières de mauvaise qualité", a ajouté Clanton. "Avec un éclairage LED de qualité, nous avons la possibilité de réduire la lueur du ciel et les dommages environnementaux."

Les habitants du comté de Palm Beach se battent pour réduire la luminosité

Boca Raton n'est pas la première municipalité du comté de Palm Beach à passer aux lampadaires à LED.

En 2017, Richard Stowe, résident de Lake Worth Beach et membre de l'International Dark-Sky Association, a aidé à convaincre la commission municipale de limiter ses nouvelles LED à une luminosité de 2 700 kelvins.

Bien que les lumières répondent aux normes établies par l'AMA, Stowe a déclaré qu'elles semblaient toujours trop lumineuses.

"Nous étions heureux d'avoir obtenu les 2 700 kelvins, mais nous étions juste assez faibles en ce qui concerne l'intensité de la lumière", a déclaré Stowe.

Deux ans plus tard, le conseil municipal de Lantana a voté pour autoriser FPL à remplacer les lampes au sodium à haute pression standard par des lampadaires à LED de 4 000 kelvins.

Lorsque Media Beverly, résidente de longue date, en a entendu parler, elle et ses voisins ont convaincu les dirigeants de la ville de descendre à 3 000 kelvin, "après les avoir inondés de tonnes et de tonnes et de tonnes de recherches".