Sciences et Techniques L' ECLAIRAGE

l’enceinte de verre, la pression est basse, de sorte que le rayonnement émis contient plus d’ultraviolets que de lumière visible. La face interne du tube est revêtue de phosphores.

Ceux-ci sont stimulés par les ultraviolets émis et entrent alors en fluorescence, c’est-à-dire qu’ils absorbent les ultraviolets et restituent une lumière visible. En variant la proportion des phosphores, on peut reproduire à peu près toutes les couleurs.

Plus de rouge

Vers le milieu des années 1960, on ajouta une terre rare -le vanadate d’yttrium- dans des tubes au mercure à haute pression. Cela produisit une fluorescence rouge qui compensait encore la lumière du mercure. Ces nouveaux tubes étaient beaucoup plus compacts et, avec l’équipement électrique adéquat, pouvaient s’adapter sur les installations pour ampoules conventionnelles. Ils utilisaient quatre fois moins d’énergie que ces dernières et produisaient moins de chaleur.

L’addition de certains métaux (thallium, dysprosium, indium, sodium) aux vapeurs de mer-

cure sous haute pression améliore également le rendu des couleurs. Les lampes aux halogénures de métaux peuvent restituer une lumière blanche presque naturelle, avec des rendements de 80 à 85 lumens/watt. Ce sont des dispositifs de ce type, scellés dans des ampoules à réflecteur en verre, qui servent à éclairer les stades de football, et qui ont supplanté les vieilles lampes à arc de carbone pour les éclairages extérieurs employés par les équipes de télévision.

L’augmentation de la pression de la vapeur dans les lampes au sodium donne un meilleur rendu des couleurs. Le problème, c’est que, près-

sion élevée, le verre du tube ne peut supporter l’attaque chimique du sodium ionisé à des températures de l’ordre de 700° C. Un certain nombre de solutions ont donc été mises au point. On peut traiter la paroi interne avec une poudre diffusante ou employer des tubes en quartz ou en céramique à l’oxyde d’aluminium. Il existe ainsi plusieurs types de lampes au sodium à haute pression.

Les fabricants développent également des tubes à décharge au xénon, qui produisent une lumière presque identique à celle du jour. Mais c’est l’électroluminescence -technique grâce à laquelle les murs et les plafonds produiraient de la lumière- qui risque fort d’être la technique d’éclairage du futur.

Les nouvelles technologies

D’autres développements sont en cours. Des lampes spéciales, dont le spectre déclenche certaines réactions chimiques, ont été employées à des fins industrielles. Des lampes à infrarouges sont utilisées pour accélérer le séchage des peintures et possèdent, avec les ultraviolets, des applications médicales. Des endoscopes à source lumineuse sont introduits dans l’organisme des patients afin que les chirurgiens, lors d’interventions minimes, puissent voir ce qu’ils font sans avoir à pratiquer de grandes incisions. Incorporée dans un endoscope, la fibre optique conduisant un rayon laser -un rayon de lumière très fin et très puissant- permet des interventions microchirurgicales. On a ainsi recours aux lasers dans de nombreux traitements, par exemple pour arrêter les saignements des ulcères de l’estomac, procéder à l’ablation d’une partie endommagée du cerveau, anesthésier des centres douloureux ou éliminer des cellules précancéreuses dans le col de l’utérus.

Le laser est un type d’éclairage très particulier. Il fonctionne sur le principe de l’émission stimulée, c’est-à-dire la création d’une cascade de grains de lumière - les photons- qui ondulent tous en phase pour former un rayon très directif (sans dispersion) et très énergétique.

Les lasers sont actuellement des outils pour les systèmes de guidage et de transmission de données. Mais les chercheurs travaillent également à en faire des armes de destruction. Les missiles guidés au laser, par exemple, ont une précision bien supérieure à celle des dispositifs visuels de visée.

elles délivraient une puissante lumière, les lampes à arc de carbone étaient imposantes, salissantes, et requéraient une attention constante. Les scientifiques cherchèrent alors d’autres solutions. Ils effectuèrent des expériences en faisant passer un courant électrique dans un fin filament conducteur: en s’échauffant, celui-ci brillait et produisait de la lumière. Ainsi, en 1878, sir Joseph Swan fixa dans une ampoule de verre un fin morceau de cellulose carbonisé. Il chauffa le filament pour chasser les gaz du carbone, puis fit le vide à l’intérieur de l’ampoule. Mais c’est Thomas Edison, en Amérique, qui fut le grand gagnant de la course à l’ampoule électrique. Un an après Swan, il produisit une ampoule équipée d’un filament de bambou carbonisé et, en 1882, construisit la première centrale électrique de la ville de New York. Elle fournissait assez de courant pour éclairer 10000 ampoules: l’ère de l’électricité était née.

Les ampoules aujourd’hui

Les ampoules modernes sont équipées d’un filament de tungstène spiralé. Pour qu’il s’échauffe, on y fait passer un courant électrique. Quand il atteint 2700° C, il diffuse une puissante lumière.

La lumière émise par une ampoule est mesurée en lumens (lm). Le rapport entre la quantité de lumière produite et la quantité d’électricité utilisée est appelé «rendement». Le rendement d’une lampe à filament de tungstène est proche de 12 lumens/watt, ce qui en fait une source lumineuse relativement peu efficace. La plupart des radiations émises par le filament se situent dans le spectre infrarouge, invisible à l’œil humain, et sont surtout perçues sous forme de chaleur. Par ailleurs, les atomes de tungstène s’arrachent de la surface du filament et se déposent à l’intérieur de l’ampoule de verre. Cela en obscurcit la surface et réduit la quantité de lumière émise. Avec le temps, cette perte de matière affaiblit le filament qui finit par se rompre, faisant «griller» l’ampoule. Pour ralentir cette évaporation du filament, les ampoules sont remplies de gaz,