De plus en plus chère! Avril 2012 1 F. Antonioli

De plus en plus chère!

Avril 2012 1F. Antonioli

Le soleil inonde de lumière son cortège de planètes. Il détermine les saisons et la durée du jour. Il inspire les rites et les religions. Il est et demeure la première source de lumière

Les premières sources de lumière: le feu, la torche ou le brasero, la lampe à huile.

Les sources de lumière …de la préhistoire à nos jours


http://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier:Diya.jpg

La chandelle : réalisée durant des siècles avec du jonc trempé dans de la graisse végétale ou animale. En Occident, à partir du Moyen Âge la chandelle rivalise avec la lampe à huile.

La bougie : inventée au milieu du xixème siècle vient ensuite envahir les habitations en raison de son faible prix.

La lampe à huile fut perfectionnée jusqu'au XVIIIeme siècle se rapprochant progressivement de la lampe à pétrole qui sera utilisée au xixe siècle, lorsqu'apparut l'huile de paraffine, tirée de la houille et, plus tard du pétrole

Les sources de lumière …de la préhistoire à nos jours


http://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier:Lampepetrole.jpg

Le gaz : c'est aussi au XVIIIème siècle que l'éclairage au gaz connu en Chine depuis longue date, parvint en occident. Ceci grâce au principe de la distillation de la houille dans une enceinte close, dû à l'Ecossais William Murdoch et au français J.-P.Minckelers en 1792, qui rend la lampe au gaz véritablement utilisable.

C'est après l'année 1800 que ces différentes techniques se font face. En 1820, on assiste réellement à la production industrielle de gaz par distillation de la houille, proposée par William Murdock. C'est à cette date que le gaz apparaît à Londres.


Ces lampes, très courantes, consomment beaucoup d’électricité. Leur principe de fonctionnement repose sur l’invention de Thomas Edison datant de plus d’un siècle. Un filament de tungstène s’échauffe lorsqu’un courant électrique le traverse. Placé dans une ampoule vide ou remplie d’un gaz inerte, le filament chaud émet des photons lumineux : la lumière ! Il perd aussi des particules de métal qui se déposent sur la paroi de l’ampoule diminuant ainsi le rendement lumineux. Au cours du temps, le filament s’amincit et finit par se rompre.

LES LAMPES À INCANDESCENCE CLASSIQUES


Les lampes halogènes sont des lampes à incandescence. Cependant, elles possèdent en plus des propriétés remarquables. Dans les lampes à incandescence classiques, le filament de tungstène s'évapore peu à peu, déposant un voile noir sur la surface interne de l'ampoule ; l'efficacité lumineuse diminue. Dans les lampes halogènes, on a ajouté pour la première fois en 1959, en plus des gaz de remplissage habituels, des halogènes, iode ou brome, qui captent les atomes de tungstène avant qu'ils n'atteignent la paroi de verre, puis se déposent sur le filament : c'est le cycle régénérateur halogène.

LES LAMPES HALOGÈNES


Il existe une grande variété d’ampoules halogènes, les puissances allant de 20 à 500 Watts. Pour économiser l’énergie, il est préférable d’utiliser des ampoules de puissance plus faible.

Avantages : Leur rendement lumineux est environ deux fois

supérieur à celui des lampes à incandescence classiques.

Leur vie est deux fois plus longue que celle des lampes à incandescence classiques (environ 2000 heures).

Leur petite taille permet d’utiliser des luminaires beaucoup plus compacts.

Les lampes halogènes


Pour éclairer une pièce, on oriente souvent une lampe consommant des centaines de watts vers le plafond (éclairage indirect). Choisissons plutôt des éclairages directs, ponctuels rentabilisant mieux la lumière émise.

Le quartz de l’ampoule est fragile. Il ne supporte pas les traces de gras qui le font éclater. Nettoyons les traces de doigts à l’aide d’un coton imbibé d’alcool.

Leur prix est plus élevé que celui des lampes à incandescence classiques.

Les variateurs d’intensité, souvent utilisés pour les lampes halogènes, ne diminuent pas la consommation électrique dans les mêmes proportions.

Pour certaines lampes, le variateur d’intensité est situé au niveau de la prise : il est donc constamment sous tension et consomme de l’énergie, même lorsque la lampe est éteinte !

L’utilisation d’un variateur use l’ampoule prématurément (!!!).

Inconvénients :


LES LAMPES FLUORESCENTES CLASSIQUES (NÉONS)

C’est le gaz contenu dans le tube (vapeur de mercure) et non un filament qui émet des rayonnements ultra-violets.

Ceux-ci sont transformés en photons lumineux au contact des pigments fluorescents tapissant la paroi intérieure du tube. Pour fonctionner, ce type de lampe nécessite un dispositif comprenant un starter (fournit l’impulsion électrique pour exciter le gaz) et un ballast (supprime le scintillement) ou un ballast électronique remplissant les deux fonctions.

Les LAMPESFLUORESCENTES et Les LAMPES FLUOCOMPACTES


Inconvénients:

• Leurs dimensions sont peu pratiques

• La lumière est relativement "froide" ; cela est toutefois de moins en moins vrai. Il existe différentes lampes fluorescentes de différentes « couleur » qui peuvent être adaptée à leur usage.

Avantages :

• Elles sont bon marché à l’achat.

• Elles ont un bon rendement énergétique : 30% de l’énergie électrique sont convertis en lumière. Elles sont jusqu’à six fois plus économiques que les ampoules traditionnelles.

• Leur durée de vie est 6 à 8 fois plus longue que celle des lampes à incandescence classiques (6000 à 8000 heures).


Appelées aussi LFC, ces lampes "basse énergie" ou "économiques", sont une variante des tubes fluorescents, moins encombrantes que ces derniers. Le tube est disposé en cercle ou simplement en "U". Il est parfois enveloppé dans un bulbe de protection en verre. Le tube utilisé est plus mince et plus court. Certains modèles possèdent en plus un régulateur électronique de courant qui évite le clignotement à l’allumage. Il existe deux types de LFC, celles à starter intégré (à soquet vissable) et celles à starter séparé.

LES LAMPES FLUO-COMPACTES

Les ampoules fluo-compactes constituent une très bonne alternative aux ampoules à incandescence classiques : elles consomment 5 fois moins d’énergie pour un même confort visuel et utilisent le même type soquet.


Examinez l’étiquette énergie (obligatoire) : les ampoules économiques sont toujours de classe A ou B et celles à incandescence de classe E ou F.

Inconvénients:•Leur coût est plus élevé à l’achat (mais il s’amortit après 1000 heures d’utilisation, soit un an en moyenne).•La montée en puissance n’est pas instantanée, avec certains modèles il faut attendre plusieurs dizaines de secondes avant que la lampe fournisse son éclairement maximal.Avantages:•Leur durée de vie est élevée : 5000 à 15000 heures.•Malgré un prix d’achat un peu plus élevé, elles permettent de faire des économies conséquentes sur leur durée de vie.

Comment reconnaître une ampoule économique ?


Nous connaissons bien les LEDs : ce sont elles qui indiquent que la TV est sous tension, qui éclairent les touches du GSM ou qui équipent de plus en plus de feux de signalisation.Aujourd’hui les LEDs s’invitent dans nos habitations comme moyen d’éclairage à part entière.

Inconvénients : Encore chères à l’achat : 70 € pour un groupe de

LED donnant la même lumière qu’une lampe économique de 8 €, mais elles se rattrapent sur la durée de vie.

Avantages : Faible consommation électrique. Durée de vie d’environ 50000 h ! De très petite taille, elles permettent beaucoup de

fantaisie

LES LEDS (LIGHT EMITTING DIODE)


Installons une minuterie ou un contacteur à détection de mouvement dans les endroits de passage (couloir et cage d’escalier).

Il est préférable de multiplier les sources ponctuelles d’éclairage plutôt que d’installer un éclairage unique de forte intensité pour toute la pièce. Installons par exemple une lampe à proximité du fauteuil de lecture, un éclairage au-dessus du plan de travail dans la cuisine.

Dépoussiérons régulièrement les ampoules. Aménageons les bureaux et pièces de séjour dans des endroits naturellement éclairés par le soleil.

Pensons à installer les plans de travail à proximité des fenêtres.

CONSEILS Choisissons les ampoules les mieux adaptées à la

pièce et à la fonction : lampes fluorescentes à la cuisine, au garage... ; lampes fluo-compactes au séjour ou dans les endroits que nous occupons de longues heures ; ampoules à incandescence pour les emplois de plus courte durée (minuterie, lampe de chevet,...). Eteignons la lumière quand nous quittons une pièce (même les lampes économiques !).


Exemples de valeurs pour différents types de lampes, classés par rendement croissant

À incandescence 10 à 15 lm/WHalogène 15 à 25 lm/WDiode électroluminescente 15 à plus de 200 lm/WMercure haute pression 35 à 60 lm/WLampe fluocompacte 50 à 90 lm/WTube fluorescent 60 à 95 lm/WHalogénures métalliques 65 à 120 lm/WSodium haute pression 80 à 150 lm/WSodium basse pression 100 à 200 lm/W

Rendement


Changeons les ampoules avant qu’elles ne rendent l’âme : en fin de vie, elles éclairent moins bien mais consomment autant d’énergie. Elles peuvent alors servir dans des endroits où la qualité de l’éclairage a moins d’importance (cave, grenier, garage).

Ne jetons pas les néons et les lampes fluo-compactes à la poubelle, ils contiennent souvent des terres rares et des métaux lourds particulièrement toxiques et écotoxiques (mercure en particulier, volatile et pouvant être sublimé si les lampes sont cassées lors de la collecte ou du recyclage).

Déposons-les au parc à conteneurs ou aux collectes de petits déchets chimiques. La législation européenne oblige depuis 2007 les vendeurs et fabricants à assurer le recyclage des lampes usagées et des composants électroniques associés, en fin de vie ou d'utilisation.

CONSEILS

Peignons les murs en couleurs claires ; installons des miroirs pour refléter la lumière.


Comparatif des solutions de remplacement15

Type: Lampe Fluo Compacte Lampe halogène « haute

efficacité » Lampe LED

Principe

Lampe fluo-compacte

Excités par une décharge électrique, des atomes de

mercure émettent des rayons

ultraviolets. Ils sont convertis

en lumière visible lorsqu'ils

traversent une poudre fluorescente tapissant les

parois du tube.

Lampe à incandescence halogène

montée dans un culot à visE27.

C'est une lampe à

incandescence améliorée : la

lumière est produite par

l'échauffement d'un filament dans un gaz de la famille des

halogènes (iode ou brome

par exemple).

Lampes à

LED CEIGUI10 blanches

Un matériau semi-conducteur traversé par un

courant électrique émet une

couleur bleue. Un composé chimique luminophore

convertit ensuite une partie

de cette lumière en jaune :

l'œil perçoit donc une lumière

blanche.


Qualité de

lumière

À flux lumineux égal, sa lumière

diffuse, paraît plus douce que celle d'une lampe à

incandescence. Le spectre

émis présente des trous pour

certaines longueurs d'ondes

(entre le bleu et le vert

notamment). Les couleurs sont

moins vives : l'indice de rendu

des couleurs (IRC) est

d'environ 80 contre 100 pour

la lumière du jour.

Brillante, parce

qu'elle émane

d'une source

ponctuelle :

le filament. Elle

balaie tout

le spectre

lumineux, du violet

au rouge

(IRC=100).

Très variable, car la qualité du

spectre émis dépend

du luminophore utilisé. L'indice

de rendu des couleurs de cette

ampoule à diode électro

luminescente varie selon les

modèles, de 80 pour les bonnes

à 100 pour les meilleures.

Température

de couleur

De 2 700 (la couleur de la

lumière du soleil le soir) à 6 500

kelvins (celle du soleil à midi)

selon les modèles. Pour recréer

l'ambiance des lampes à

incandescences classique,

choisir 3 000 kelvins.

2 700 kelvins

exactement, soit

la température de

la lumière solaire

le soir. Réservée

aux lieux où une

bonne vision des

couleurs est

importante.

De 2 700 à 6 500 kelvins selon

les modèles. Idéal pour éclairer

les pages d'un livre sans éblouir

pour autant.

Flux

lumineux De 150 à 2 500 lumens

De 150 à 2 500

lumens De 40 à 1000 lumens

Prix 2-5 € 2-5 € 15-50 €

Avril 2012 18

F. Antonioli

Durée de vie

De cinq à dix ans (5 000 à

10 000 h) selon les

évaluations. La durée de vie

est réduite par les

interruptions fréquentes. Le

flux lumineux baisse de

20 % avec l'usure.

Deux ans environ, (soit

2 000 h)

De dix à 25 ans (de 10 000

à 25 000 h et même

50 000 h pour certains

modèles). Le flux lumineux

à tendance à se dégrader

avec le temps.

Rendement

énergétique

De 45 à 70 lm/W (trois à six

fois plus que la lampe à

incandescence).

Elle produit 14 lm/W.

De 50 à 100 lm/W (très

variable suivant les

modèles).

Empreinte

écologique Doivent être recyclées.

Verre, métal plastique :

elle ne contient aucun

produit dangereux. Une

filière de retraitement a été

jugée plus polluante que le

produit lui-même, elle se

jette donc avec les ordures

ménagères.

Le germanium devrait

notamment être récupéré,

mais il y en a encore trop

peu pour mettre en place

une filière de recyclage

spécifique. Seuls le verre

et les matériaux qu'elle

contient sont recyclés.


Risque

sanitaire

Elles contiennent du mercure, un métal

toxique qui impose le retour chez le vendeur

en fin de vie pour recyclage. Si la lampe se

casse, aérer la pièce 15 minutes et revenir

essuyer avec du papier absorbant. Plusieurs

études ont montré que les ampoules sont

sans risque, dans un usage normal

(distance30 cm), pour les caractéristiques

pour lesquelles elles étaient pointées du

doigt, mercure, champ électromagnétique,

rayons UV.

Néant.

Le rayonnement bleuté de

certaines LED bas de

gamme pourrait abîmer la

rétine, on doit donc éviter

de les regarder directement

ainsi que les produits du

types "grandes

distributions" actuellement.

Vitesse

d'allumage Environ 0,5 s pour les plus rapides, jusqu'à 2

minutes pour les autres. Instantanée Instantanée


Une directive impose que l'emballage des lampes fasse mention des informations suivantes:

Durée de vie. Flux lumineux. Température de

couleur. Vitesse d'allumage :

temps d'attente pour atteindre 60 % du flux d'allumage.

Quantité de mercure.

Etiquetage


Etiquetage




L'éclairage est source d'une grande consommation d'énergie (environ 25 % de la consommation totale d'énergie électrique, avec une augmentation régulière de la consommation totale).

L'éclairage public contribue aussi indirectement à l'effet de serre, générant environ 110 g de CO2 par kWh consommé.

Et demain ?


1878: Joseph Swan invente la lampe à incandescence classique pour laquelle il reçoit un brevet en 1878. Sa maison (à Gateshead, Angleterre) est la première dans le monde à être éclairée par une ampoule électrique.

1879: Thomas Edison après l'invention de Joseph Swan, dépose le brevet de l'ampoule électrique à base de filament en bambou du Japon sous faible tension dans une ampoule de verre sous vide.

1882: Edwin A. Scribner brevète une lampe à filament carbone utilisant du chlore pour prévenir l'assombrissement de l'enveloppe.

1959: L'usage de l'iode est proposé dans un brevet de 1933, qui décrit également le cycle de redéposition du tungstène sur le filament. En 1959 Edward G. Zubler et Frederick Mosby, employés de General Electric inventent la lampe à incandescence halogène7.

Chronologie des techniques d'éclairage


2008: Les États de l'Union européenne (UE) ont approuvé le 8 décembre 2008 l'interdiction progressive des lampes à incandescence classiques à partir du 1er septembre 2009 avec un abandon total en 2012. Le passage à des méthodes d'éclairages moins dépensière en énergie permettra selon l'UE de réduire les émission de dioxyde de carbone de 15 millions de tonnes par an8. Les lampes à incandescence halogène sont une alternative économique possible aux lampes à incandescence classiques

Chronologie des techniques d'éclairage


Documents

De plus en plus chère! Avril 2012 1 F. Antonioli