• Lampes fluorescentes et leds.

                   Les lampes à filament consomment trop d’énergie et on a donc cherché à les remplacer par des lampes utilisant d’autres procédés.  
                   Une première solution a été de miniaturiser les tubes fluorescents « néons » allongés, en leur donnant une forme de spirale, ou en les repliant plusieurs fois sur eux mêmes, pour réduire leur volume et se rapprocher du format des lampes à filament. C’est un tube de verre allongé qui contient du mercure à l’état gazeux sous basse pression, mélangé à un gaz rare inerte tel l’argon.

                  Des électrodes se trouvent aux deux extrémités du tube et une décharge électrique excite les atomes de mercure. Les électrons qui sont ainsi excités reviennent à l’état normal en émettant de la lumière ultraviolette. Celle ci va exciter à son tour, les électrons d’une poudre fluorescente déposée sur les parois du tube, et ces électrons vont revenir à l’état initial en émettant cette fois, de la lumière dans le spectre visible 
                   L’appellation « tube néon » est en fait erronée, car des tubes avec du gaz néon sont utilisés, mais la lumière émise lors de la décharge est rouge et n’est pas assez énergique pour entrainer la fluorescence d’autre substances. Le mercure est un métal toxique et ces tubes ne peuvent être mis aux ordures et doivent être traités comme des déchets

    Lampes fluorescentes et leds.

    Lampes fluorescentes et leds.               

     

     

     

     

                  Dans le support du tube classique, un transformateur génère une tension continue qui est ensuite hachée pour produire une tension haute fréquence (environ 10 000 hz). De plus un condensateur se charge et permet d’amorcer les décharges en élevant brutalement la tension et une système électronique limite cette décharge. Cet ensemble électronique est appelé « ballast ». Les électrodes des deux bouts du tube, ainsi alimentées créent un champ électrique qui va attirer les électrons de la cathode vers l'anode. Pour produire ces électrons, deux filaments de tungstène sont chauffés près de la cathode. Le démarrage du tube n’est pas immédiat car il faut chauffer les électrodes pour qu’elles émettent les électrons.
                 Ceci nécessite l’intervention d’un « starter »(à droite sur la figure ci-dessus). C’ est un petit tube rempli de gaz, muni d'un contact (bilame). Lors de la mise sous tension, un arc électrique se produit entre les lames du bilame, et l’échauffe : les lames déformées se touchent, le contact se ferme et l'arc électrique disparaît. Le courant qui passe alors permet le préchauffage des électrodes du tube. Au bout d'une seconde environ, le bilame a refroidi et le contact s'ouvre, coupant ainsi le courant du circuit. Le ballast crée alors une surtension qui amorce le tube.
                La tension aux bornes du tube diminue et rend impossible l'amorçage du starter jusqu'à la prochaine mise sous tension. Les amorçages se font alors spontanément à la fréquence imposée par le ballast. La consommation est moindre qu’en début de chauffe et d’amorçage.  
                Les lampes fluorescentes actuzllzsont un fonctionnement analogue au tube allongé, mais leur tube est replié sur lui même ou en spirale.

    Lampes fluorescentes et leds.

      Lampes fluorescentes et leds.         

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Lampes fluorescentes et leds.             Elles ont un meilleur rendement en lumière (60 à 70 lumens par watt), que les lampes à filament de tungstène (15 à 25 lumens par watt).
                 Par contre elles sont beaucoup plus onéreusesElles contiennent du mercure et ne peuvent donc être mises aux ordures, et produisent des ultraviolets, ce qui n'est pas bon pour les yeux.
                 Elles devraient avoir une vie beaucoup plus longue que les lampes à filament, mais ce n’est pas toujours le cas et je connais plusieurs personnes qui ont eu des durées de vie relativement faible de ces lampes, ce qui est alors prohibitif au plan financier. Il semble en particulier qu’elles résistent mal lorsqu’elles sont allumées et éteintes très souvent, de façon répétitive.
                Par ailleurs, le temps d’attente avant d’avoir la lumière est assez désagréable, voire gênant dans certains cas

                 Quelques mots des leds, qui vont peu à peu remplacer les lampes à fluorescence. Là encore on devrait avoir de grandes longévités, mais on n’a pas assez de recul pour le contrôler. Elles sont encore chères, mais les prix baissent régulièrement du fait de la demande importante.
Elles consomment environ 10 fois moins que les lampes à filament et deux fois moins que les lampes fluorescentes.(de 20 à 200 lumen/watt).

    Lampes fluorescentes et leds.

               

     

     

     

     

                 La lumière émise est relativement ponctuelle.
                Ce sont des diodes, des semi-conducteurs fabriqués à partir de l’empilement de couches de différents matériaux et d’épaisseurs différentes qui ne conduisent l’électricité que dans un sens, et la transition d’un électron s’accompagne de l’émission d’un photon lumineux. 
                Ce semi conducteur est soudé sur un support qui est à la fois conducteur de courant et de chaleur, puis protégé par une couche de matériau transparent permettant de laisser passer la lumière émise (souvent un dôme de silicone).
                Cette lumière est relativement monochromatique et pour pouvoir émettre de la lumière blanche, une couche de luminophore permet de convertir cette lumière monochromatique en lumière visible de plus large spectre.
    

             La fabrication de diodes avec des matériaux et des épaisseurs différentes permet de créer des diodes émettant des lumières d’une couleur donnée.

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