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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
Avril 2012 2F. Antonioli
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
Avril 2012 3F. Antonioli
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.
Avril 2012 4F. Antonioli
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
Avril 2012 5F. Antonioli
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
Avril 2012 6F. Antonioli
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
Avril 2012 7F. Antonioli
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 :
Avril 2012 8F. Antonioli
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
Avril 2012 9F. Antonioli
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).
Avril 2012 10F. Antonioli
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.
Avril 2012 11F. Antonioli
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 ?
Avril 2012 12F. Antonioli
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)
Avril 2012 13F. Antonioli
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 !).
Avril 2012 14F. Antonioli
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
Avril 2012 15F. Antonioli
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.
Avril 2012 16F. Antonioli
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.
Avril 2012 17F. Antonioli
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.
Avril 2012 19F. Antonioli
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
Avril 2012 20F. Antonioli
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
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Etiquetage
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Avril 2012 23F. Antonioli
Avril 2012 24F. Antonioli
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 ?
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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
Avril 2012 26F. Antonioli
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
Avril 2012 27F. Antonioli