éclairage électrique.

éclairage électrique. 1 PRÉSENTATION éclairage électrique, éclairage au moyen de dispositifs qui convertissent l'énergie électrique en lumière. La lampe à incandescence, la lampe fluorescente et les différentes lampes à arc électrique et luminescentes à gaz ( voir arc électrique) sont les dispositifs les plus couramment utilisés. 2 TECHNOLOGIE DE L'ÉCLAIRAGE ÉLECTRIQUE Si un courant électrique traverse un conducteur d'une résistance non nulle, une certaine quantité d'énergie électrique est consommée par le conducteur et est dissipée sous forme de chaleur ( voir conducteur électrique). Tout corps chauffé au-dessus de 525 °C produit une quantité de lumière. Un conducteur porté à des températures supérieures par le passage d'un courant électrique agit donc comme une source lumineuse. 3 LAMPES À INCANDESCENCE La lampe à incandescence est constituée d'un filament composé d'un matériau ayant un point de fusion élevé, dans une ampoule en verre sous vide ou remplie d'un gaz inerte (gaz rare). Les filaments doivent avoir un point de fusion élevé, car le rapport de l'énergie lumineuse dégagée sur l'énergie calorifique augmente avec la température, et l'efficacité de la source lumineuse est optimale à la température du filament la plus élevée. Dans les premières lampes à incandescence, on utilisait des filaments de charbon. Les lampes actuelles sont constituées d'un filament très fin en tungstène, qui a un point de fusion de 3 410 °C. Le filament doit être maintenu dans une atmosphère inerte ou dans le vide, car chauffé il pourrait réagir avec l'atmosphère ambiante. Dans les lampes à incandescence, le gaz inerte présente un autre avantage : il permet de ralentir l'évaporation du filament, et de prolonger ainsi la vie de la lampe. La plupart des lampes à incandescence actuelles contiennent un mélange d'argon et de gaz haloïdes (voir halogènes), ou une petite quantité d'azote ou de krypton. Des modifications radicales dans la conception des lampes à incandescence ont entraîné le remplacement des ampoules en verre par des tubes compacts en silice fondue. 4 AUTRES TYPES DE LAMPES Lorsqu'une lampe luminescente à gaz est traversée par un courant électrique, il se produit une ionisation des particules de gaz à basse pression, provoquant une décharge électrique ( voir ion). La lampe à arc à vapeur de mercure et le tube au néon sont deux exemples représentatifs de ces dispositifs d'éclairage. Produisant une lumière bleu-vert intense, la première lampe est utilisée en photographie et pour l'éclairage des routes ; le tube au néon est employé pour éclairer les affiches et les enseignes décoratives. Dans les lampes luminescentes à gaz plus récentes, d'autres métaux sont ajoutés au mercure et au phosphore dans les ampoules, afin d'améliorer la teinte et l'efficacité de l'éclairage. Des tubes en céramique translucide, semblable au verre ont permis d'obtenir des lampes à vapeur de sodium à haute pression, dont la puissance lumineuse est inégalable. La lampe fluorescente est un autre type de lampe luminescente à gaz utilisée pour l'éclairage général. Il s'agit d'une lampe à vapeur de mercure à basse pression contenue dans un tube en verre, dont la face interne est revêtue d'un matériau fluorescent, le phosphore. Sous l'effet du rayonnement de l'arc dans la lampe à vapeur, le phosphore devient fluorescent. La plus grande partie du rayonnement de l'arc est une lumière ultraviolette invisible, mais ce rayonnement devient visible lorsque le phosphore est excité. Les lampes fluorescentes présentent plusieurs avantages. En choisissant le type de phosphore adéquat, on peut obtenir de ces lampes une lumière proche de la lumière du jour. En outre, la lampe fluorescente présente une grande efficacité : un tube fluorescent de 40 W produit autant de lumière qu'une ampoule à incandescence de 150 W. Ainsi, les lampes fluorescentes libèrent moins de chaleur que les ampoules à incandescence pour une puissance lumineuse comparable. L'utilisation de l'électroluminescence, communément appelée éclairage en dalle, constitue un progrès important dans le domaine de l'éclairage électrique. Dans ce type d'éclairage, des particules de phosphore sont suspendues dans une fine couche de matériau non conducteur, comme le plastique. Cette couche est intercalée entre deux plaques conductrices, dont l'une est constituée d'un matériau translucide, tel que le verre, et dont la face interne est revêtue d'un film très fin d'oxyde de stannate. Les deux conducteurs se comportent comme des électrodes ; le phosphore est traversé par un courant alternatif et devient luminescent. Les dalles lumineuses ont de nombreuses applications, qui vont de l'éclairage des cadrans d'horloge et de radios à la mise en valeur des contremarches d'escaliers, en passant par la réalisation de murs lumineux. Cependant, leur utilisation est restreinte, car la quantité de courant qu'elles consomment demeure excessive. Voir Luminescence. De nombreuses lampes électriques différentes ont été développées pour des applications particulières, tels que la photographie et l'éclairage d'ambiance. Ces lampes sont en général conçues pour agir comme des réflecteurs, et sont alors revêtues d'un miroir en aluminium (voir Optique). Parmi ces lampes, on peut citer l'ampoule photo, lampe à incandescence chauffée afin d'obtenir une émission de lumière plus importante. La longévité de ces ampoules n'excède pas 2 ou 3 h, contrairement à celle d'une ampoule à incandescence ordinaire, qui est de l'ordre de 750 à 1 000 h. Les ampoules flash, utilisées en photographie à grande vitesse, produisent un seul éclair lumineux de haute intensité, qui dure quelques centièmes de seconde, par ignition d'une feuille d'aluminium froissée ou d'un fil d'aluminium très fin dans une ampoule de verre remplie d'oxygène. La feuille est portée à incandescence par la chaleur que dégage un mince filament dans l'ampoule. La lampe stroboscopique luminescente à décharge rapide de gaz, plus connue sous le nom de flash électronique, est aussi de plus en plus utilisée par les photographes. Voir Stroboscope. 5 HISTOIRE Les plus anciennes expériences dans le domaine de l'éclairage électrique furent effectuées par le chimiste britannique sir Humphry Davy, qui le premier, réalisa des arcs électriques et porta à incandescence un fil de platine très fin traversé par un courant. À partir de 1840, de nombreuses lampes à incandescence furent brevetées, mais aucune n'eut de succès commercial, jusqu'à ce que l'inventeur américain Thomas Alva Edison réalisât sa lampe à filament de charbon en 1879. Pendant la même période, de nombreuses lampes à arc furent commercialisées. La première lampe fonctionnelle à arc fut installée en 1862 dans un phare, à Dungeness, en Angleterre. Le pionnier américain de l'ingénierie électrique Charles Francis Brush réalisa en 1878 la première lampe à arc qui connut un succès commercial. À partir de 1907, les filaments en tungstène remplacèrent les filaments en charbon dans les lampes à incandescence et ces dernières furent remplies de gaz à partir de 1913. La lampe fluorescente fut introduite en 1938. Voir aussi Lampe. Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation. Tous droits réservés.