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Les ampoules et leurs évolutions

 

 

I. L'évolution de l'ampoule

 

 

1. La première source d'éclairage fût le soleil.

2. Le feu est apparue pendant la préhistoire (450 000 avant J-C). Pour faire du feu, les hommes préhistoiriques tapaient deux silex l'un sur l'autre au dessus d'un tas de bois ou de combustible, cela produisait des étincelles et enflammait le bois.

3. La torche est découverte peu aprés le feu, elle était composée d'un simple bâton. On y mettait de la résine ou un combustible que l'on enflammait .

4. Ensuite, la lampe à huile est apparue pendant l'antiquité (1500-1400). Pour l'uitiliser, il fallait la remplir de suif (graisse animale) dans laquelle on y introduisait une méche. Cela brûle doucement et éclaire peu.

5. La bougie a été inventée au mileieu du moyen-âge. Elle est constituée d’un bloc de stéarine (cire) enrobé de paraffine (cire) dont le centre est traversé par une mèche, en fil de coton tressé imbibée d'acide borique (combustible) .

6. La lampe à pétrole est apparue vers 1853. C'est un luminaire constitué d'un réservoir contenant du pétrole. Ce pétrole monte vers le bec grâce à une mèche. La lampe à pétrole est une évolution de la lampe à huile.

7. La lampe incandescente est la première ampoule électrique. Elle a été inventé en 1879 par Joseph Swan.

 

II. Les quatres différentes types d'ampoules possibles

 

• L’ampoule fluocompacte

 

La fluocompacte est créée et introduite par Philips éclairage au début des années 80. Les ampoules fluocompacte sont conçues pour remplacer les ampoules à incandescence. Au fil des années jusqu'à nos jours la fluocompacte s’est améliorée en termes de fonctionnement, de rendement lumineux, de forme, de taille, de durée de vie et au niveau de l’impact sur l’environnent notamment grâce à l’évolution de son électronique interne.

 

Fonctionnement :
La fluocompacte contient un mélange d'argon, de vapeur de mercure et une poudre fluorescente à base de sel de phosphore sur la surface interne de ses tubes.
Des électrodes disposées à la base des tubes permettent sous l’effet du passage du courant l’ionisation du mélange. Cette ionisation génère ainsi des ultraviolets (ou UV) invisible à l’œil nu.
Ses rayonnements UV sont ensuite convertis en lumière visible grâce à la poudre fluorescente déposée sur les contours interne des tubes.
L’électronique gère l’éclairage de manière continu sans quoi la lampe s’éteindrait et s’allumerait 100 fois par seconde.
La température des couleurs émisses par la lampe dépend donc de la poudre fluorescente.

 

Les avantages :
L’économie d’énergie et de meilleures performances. Par exemple une fluocompacte de 11W 2700K (température de couleur) produira une lumière équivalente à une puissance entre 40 et 60W incandescente. 
-La durée de vie de la fluocompacte est en général de 6000 heures soit 6 fois plus longue qu’une ampoule à incandescence (1000 heures). 
-La lampe émet moins de chaleur. 
-Il en existe désormais de toutes formes (globe, flamme, torsadé, spot,…) les rendant plus esthétiques et il en existe pour toutes sortes les culots (E27, E14, B22, GU10,...). 

Les inconvénients:

-Le prix les fluocompactes de qualité sont proposés à des prix assez élevés. 
-La grande majorité des fluocompactes sont incompatibles avec les gradateurs (variateurs) ce qui peut-être problématique. 
-La durée de vie de la lampe est variable dans certaines conditions particulières, par exemple une utilisation en milieux extérieur (malgré la protection du luminaire) et donc soumise aux fortes chaleurs et grands froids provoquera une réduction de la durée de vie parfois très significative, des défaillances de l’électronique intégrée pouvant être la source des problèmes. 
-Aussi la plupart des lampes ne sont pas adaptées aux lieux de passage tels que couloirs ou toilettes. En installer dans ces lieux à pour conséquence une baisse très importante de sa durée de vie du fait des allumages répétés et courts. 
C’est aussi le cas lorsqu’elles sont commandées par un détecteur de présence. 
-Il faut un certain temps avant d’atteindre une luminosité optimal (variable selon la qualité du produit).
-Le rendu des couleurs IRC (Indice de Rendu des Couleurs) est souvent altéré. 

 

• L'ampoule à incandescence

 

L'ampoule a incandescence classique à été crée par joseph Swam en 1879 qui à amélioré les travaux de thomas Edinson.

 

Fonctionnement :

Cette ampoule fonctionne grace à l'électricité qui fait chauffer une mini résistance s'appelant fillament tungstène qui chauffe jusqu'à 150 degrès celsius. L'ampoule de verre contient du dioxygène ce qui permet au filament tungstène de bruler sans s'enflamer ce qui produit de la chaleur et donc la lumière.

 

Les avantages :

-Elle a le meilleur indice de rendu de couleurs son indice des rendu de couleurs est de 100 ce qui équivaut à celle de la lumière naturelle celle du soleil.

 

Les inconvenients :

-Elle est peu lumineuse, son éfficacité varie entre 9 et 17 lumens par Watt.

-Elle consomme beaucoup d'énergie et seulement 5% est reconvertit en lumière, les 95 autres pourcant sont dans l'énergie de chaleur qu'elle produit.

 

• L'ampoule halogène

 

Une ampoule halogène est une ampoule à incandescence dont l’enveloppe est en verre est en quartz, plus résistant aux hautes températures et dont l'intérieur est constituée de gaz halogènes sous pression.

 

Avantages de l'ampoule halogène:

Ces gaz limitent fortement la détérioration du filament de tungstène et facilitent le refroidi et non sur les parois de verre de quartz. Le filament des lampes halogènes peut donc être soumis à des températures plus élevées que dans les ampoules à incandescence classiques. Elle produit une lumière plus intense pour une consommation d’électricité équivalente à l'ampoule à filament conventionnelle.

 

Inconvénients de l'ampoule halogène:

Si le rendement lumineux d’une ampoule halogène est supérieur à celui d’une ampoule à filament conventionnelle, l’intensité de ce type de lampe induit un éclairage indirect, ce qui en réduit l’efficacité « de facto. ».

En outre, le dépôt de saleté sur le verre de quartz, en le touchant avec les doigts par exemple. La transformation du verre fragilise alors l’ampoule et réduit donc sa durée de vie.

 

 

• Ampoule LED ou électroluminescente

 

La lampe LED est un type de lampe électrique qui utilise des diodes électroluminescentes.

Elle à étaient créée en 1907 mais c'est seulement 20 ans plus tard en 1927 que son brevet à été déposé et en 1962 les première LED utilisables a spectre invisible.

Cette diode émet de la lumière quand elle polarisée en direct. Elle est maintenant très utilisée pour l'éclairage des habitations et depuis 1975 comme voyants lumineux dans les appareils électroniques.

 

Fonctionnement :

Un électron de la bande de valence peut passer dans la bande de conduction à condition d'acquérir une énergie supplémentaire au moins égale à Delta E.
C'est l'effet photoelectrique.

Un électron de la bande de conduction peut passer dans une bande de valence. Dans ce cas il libère une énergie au moins égale à Delta E.
Cette énergie peut être :

• Dissipée sous forme de chaleur (phonons),

• Emise sous forme de lumière (photons).

• C'est l'effet électroluminescence (visible ou non).

 

 

Inconvénient :

Il y a un rendement lumineux très faibles ( 5%) donc le reste se convertie en chaleur.

Forte de possibilités que l'ampoule grille

 

 

Avantage :
 

La forme peu être variée

100 000 Heures  (c'est l'un des plus gros avantage de la LED)

Très bon rendement énergie/lumière