L'ampoule pour toujours : c'est la manche !
1993/05/01 Mujika, Alfontso - Elhuyar Fundazioa Iturria: Elhuyar aldizkaria
La nouvelle a été publiée l'été dernier. Une entreprise américaine, « Intersource Technologies », a revendiqué quatre vents : Nous avons inventé une lampe électrique révolutionnaire pour la maison, sans filaments ni électrodes. Dans des conditions normales de travail, cela fonctionnera pendant 14 ans et vous n'aurez besoin que d'un quart de l'énergie électrique absorbée par les ampoules conventionnelles (lampes à incandescence) pour fournir le même flux lumineux.
La nouvelle a provoqué de nombreuses encres dans les médias. Il semblait que le nouveau produit allait révolutionner l'industrie des lampes électriques du soir au matin et les mettre sur les jambes. Cette nouvelle lampe est une lampe à induction. Comme toutes les lampes électriques, l'énergie électrique se transforme en énergie lumineuse, mais pour cela elle utilise des ondes radio. Les ondes provoquent une décharge électrique dans un mélange de gaz dans le tube de verre. La plupart des réactions physiques et chimiques qui détériorent les lampes à incandescence (ampoules normales) et les lampes à décharge (tubes fluorescents, etc.) et enfin les détériorer, évitent les lampes à induction, en séparant les composants électriques de la partie de la lampe dans laquelle la lumière est produite. Il modifie donc la base technologique de l'industrie des lampes.
En principe, l'idée d'éclairage à induction n'est pas nouvelle, mais jusqu'à présent, une lampe à induction économiquement compétitive n'a pas été obtenue sur le marché. Le problème est qu'un émetteur radio suffisamment puissant pour produire de la lumière dans un mélange de gaz dans un tube de verre émet de longues ondes qui interfèrent les signaux de télévision et d'autres comme ceux des stimulateurs cardiaques. Pour limiter ou éliminer ces émissions, des appareils électroniques coûteux ou des couvertures physiques sont nécessaires. Par exemple, Philips a lancé il ya deux ans une lampe à induction, mais il est très cher: 70 000 m. (3 500 volumes) sont valables pour chaque lampe et de grande puissance, de sorte qu'ils ne sont pas valides pour un usage domestique. Ce type de lampes ont commencé à être utilisées dans des tunnels routiers en raison du coût élevé de leur remplacement.
La société californienne semble avoir conçu un système économique pour résoudre le problème des interférences, avec un prix de 1.100-2.000 pts. (55-100 vol.) a annoncé que ce sera le moyen.
Est-ce vrai ce que la révolution vient ?
L'industrie de l'éclairage étudie la technologie de l'induction et, en général, ce qu'elle fait est vrai. Cependant, personne ne croit que les lampes conventionnelles sont obsolètes dès que Jésus dit amen. D'autre part, si quelqu'un croit que l'industrie de l'éclairage ne veut pas pousser des lampes de longue durée et que les poches sont remplies de visage en lançant des lampes de courte durée, il est complètement faux. La technologie d'éclairage est en constante rénovation dans quatre domaines : efficacité lumineuse (c'est-à-dire augmentation du flux lumineux de la lampe sans augmenter la puissance électrique absorbée), durée des lampes, esthétique et enfin prix. En d'autres termes, le rendement des lampes augmente, ils durent plus longtemps, ils sont de plus en plus petits et plus beaux, et de plus en plus bon marché.
Mais à quoi le consommateur moyen regarde-t-il en achetant la lampe ? Esthétique et prix, qui laisse en arrière-plan l'efficacité lumineuse et la durée. C'est pourquoi les ampoules conventionnelles (lampes à incandescence avec filaments de tungstène) sont les plus utilisées encore dans les foyers. Au contraire, l'efficacité prévaut dans l'éclairage public. C'est pourquoi des lampes de sodium basse pression sont utilisées dans les rues et les routes, même si elles fournissent une lumière jaune et basse.
Et les ampoules de toujours ce qui ?
La conception de l'ampoule traditionnelle n'a pas trop varié depuis que Thomas Alva Edison a breveté il y a plus de 100 ans. A travers un filament, entouré d'un gaz inerte, on fait passer le courant électrique en chauffant le filament jusqu'à son élévation (jusqu'à 2500 ºC en ampoules normales de la maison). Ces lampes sont très bon marché et faciles à fabriquer, mais ont deux grands défauts: 1) Seulement 10% de l'énergie électrique qu'ils absorbent se transforme en énergie lumineuse.
Le reste est dépensé en chauffant la lampe. 2) La durée moyenne est d'environ 1000 heures. La durée peut augmenter si le filament est chauffé lentement, en raison des erreurs microscopiques dans la structure cristalline du métal filamenteux se réchauffant rapidement. En appuyant sur le commutateur il ya des dispositifs qui augmentent progressivement la tension électrique dans le filament, mais ils sont coûteux et ne sont pas rentables.
Lampes halogènes
Cependant, des innovations ont eu lieu dans le domaine de la lampe à incandescence. Dans les années 1960, une avancée significative de la durée et de l'efficacité lumineuse a été observée avec l'apparition de lampes à tungstène/halogène. Plus la température du filament est élevée, plus elle donne de lumière. Cependant, la surchauffe du filament dans les lampes conventionnelles fait évaporer les fractions de wolframium puis s'accumuler en formant une couche sombre dans l'ampoule. La lampe émet alors moins de lumière et de plus le filament s'amincit, c'est-à-dire qu'il se casse avant.
À la fin des années 1950, les chercheurs ont découvert quelque chose d'étonnant: si nous ajoutons un peu d'halogène au gaz inerte dans l'ampoule, le gaz réagit avec le wolframium évaporé qui s'échappe du filament formant un halogénure métallique, qui se situe dans les parties les plus froides du filament. Ce «cycle halogène» a permis la fabrication d'un filament de plus longue durée, permettant une température plus élevée, c'est-à-dire une lampe à plus grande efficacité lumineuse.
L'efficacité actuelle des lampes halogènes est double que celle des lampes conventionnelles et 3 (?) durent plus de fois. Mais ils sont plus chers.
Lampes à décharge
La zone de lampes à décharge est celle qui a le plus développé l'industrie de l'éclairage. Dans ces lampes, la lumière est générée par l'excitation d'un gaz ou d'une vapeur par une décharge électrique. L'efficacité de ces lampes est beaucoup plus grande que celle des incandescents: Les normales de watt et incandescence émettent plus de 200 plumes, seulement 12. En outre, ils durent beaucoup plus longtemps. Mais tous ne sont pas des avantages. Ces lampes sont très efficaces, mais ont un large spectre de couleurs.
Par exemple, les lampes de sodium donnent beaucoup de lumière, mais la lumière est jaune, pas blanche. De plus, contrairement aux incandescents, l'intensité lumineuse totale n'est pas atteinte brusquement : ils ont besoin d'un « temps de chauffage ». D'autre part, pour l'entretien de l'arc électrique, un circuit de contrôle est nécessaire, c'est-à-dire que la lampe a besoin d'un dispositif à côté duquel elle a besoin d'espace et qui chérit la lampe. Enfin, il convient de noter que ce type de lampes peuvent difficilement être fabriquées à une puissance nominale inférieure à 150 watts. Par conséquent, ils ne peuvent pas être utilisés dans les maisons, bureaux, commerces, etc. petit volume, car ils fournissent un excès de lumière.
Cependant, l'industrie de l'éclairage a constamment essayé de surmonter les inconvénients de ces lampes. Ce sont les lampes fluorescentes que nous connaissons tous, avec une efficacité de 80-90 lumens par watt. Ce sont des lampes à décharge de vapeur de mercure. Dans le tube de décharge se trouve la vapeur de mercure mélangé avec crypton et argone. Le tube est en verre et sa surface intérieure est recouverte d'une couche de poudre de phosphore. Dans l'environnement de ce mélange de gaz et de vapeur, la décharge électrique produit un rayonnement vert et bleu, mais surtout un rayonnement ultraviolet invisible pour l'œil humain.
La couche de phosphore en poudre absorbe le rayonnement ultraviolet et l'éjecte comme rayonnement de longueur d'onde visible. Ceci, mélangé avec le rayonnement bleu et vert, semble donner la lumière blanche. Selon la poudre de phosphore utilisée, vous obtiendrez cette couleur. Cependant, la couleur de la lumière obtenue est un peu plus éloignée de la couleur de la lumière du jour que celle des lampes incandescentes. Sur l'échelle d'obtention de la « qualité » de la lumière, les lampes incandescentes ont une valeur de 100, c'est-à-dire la lumière du jour, et les tubes fluorescents conventionnels entre 55 et 90.
La dernière nouveauté dans les lampes à décharge sont les lampes à décharge haute intensité commercialisées il y a quelques années, qui apportent une grande efficacité et une couleur de lumière “naturelle”. L'efficacité de ces lampes est 6 fois supérieure à celle de l'ampoule conventionnelle. Mais la puissance minimale fabriquée est de 150 watts. Ceci fournit une intensité lumineuse de 12.000 lumens, trop grande pour des applications domestiques et semblables. En outre, il est cher: près de 9.000 ptas. (450 vol.) Valable. Par conséquent, ce type de lampes ne peuvent être utilisées que dans les vitrines de magasins et similaires.
Et pourquoi changer l'ampoule de toujours?
Pourquoi ces nouvelles lampes sont-elles si chères ? Parce qu'ils ont un processus de fabrication difficile. Les composés chimiques doivent être mélangés en quantités très petites et précises, contrôlées par ordinateur et dans des conditions très spéciales. Ainsi, dans l'industrie de l'éclairage, personne ne croit pour le moment qu'aucune lampe ne remplacera l'ampoule traditionnelle dans nos maisons.
Cependant, dans ce but, un autre type de lampes a été activé : la lampe fluorescente compacte, commercialisée il y a environ 8 ans. L'industrie de l'éclairage a investi des milliards dans le développement et le marketing de cette lampe. Qu'est-ce qu'ils ont bien? D'une part, pour la même intensité lumineuse, il absorbe entre 4 et 5 fois moins d'énergie électrique que l'ampoule conventionnelle. D'autre part, il dure entre 6 et 8 fois plus longtemps que la pompe conventionnelle. Ils sont petits et compatibles, c'est à dire, ils peuvent remplacer l'ampoule conventionnelle (pas toujours, à vrai dire) parce qu'ils sont connectés dans la même maison de lampes. En ce qui concerne la couleur de la lumière, les nouvelles poudres de phosphore trouvées permettent d'obtenir une bonne lumière: 85 sur une échelle de 100.
Les avantages de ce type de lampes sont donc évidents. Mais les consommateurs ordinaires n'utilisent pas ce genre d'argumentations. 3000 ptas (150 vol.) Plus de payer une fois et oublier la lampe de longue durée, 125 m. (6 vol.) Nous préférons acheter des ampoules conventionnelles de valeur non-stop et payer plus à la compagnie électrique. Nous gaspillons de l'énergie et de l'argent comme on le voit dans le tableau de la page précédente. Les excuses sont faciles à trouver: ils ont une forme laide, au début il faut payer beaucoup, ils ne servent pas toujours à changer ...
La lampe compacte retire encore la petite partie du marché de l'ampoule traditionnelle. En outre, près de 70% des lampes compactes vendues sont utilisées dans l'industrie et non dans les foyers.
Si vous avez déjà eu un succès limité, il semble maintenant que vous verrez un concurrent dur, la lampe à induction que nous avons mentionné au début de l'article. Ainsi, la guerre commerciale pourrait bientôt commencer entre les lampes compactes et les lampes à induction. Dans cette bataille hypothétique, en plus des prix, de la durée et de l'efficacité, il est facile de détecter qu'on utilisera le «marketing du vert», qui est maintenant en pleine actualité dans les produits industriels. L'écologie est vendue.
Par conséquent, nous voulons vendre “verdor”, en disant que cette lampe est plus verte que l'autre. Mais attention ! La verdure ne se mesure pas seulement par la consommation d'énergie. Chaque lampe fluorescente compacte contient 12 milligrammes de mercure, très toxique. De même, le processus de fabrication de ces circuits complexes avec des lampes à induction est préjudiciable à l'environnement. En ce sens, la lampe à incandescence avec filament de tungstène conventionnel, l'ampoule de toujours, bien qu'étant un gaspillage d'énergie, il faudrait dire qu'elle est «plus verte» que ses concurrents.
(Note: Pour bien voir la photo aller au pdf).
Incandescents
Lampes halogènes Tubes
fluorescents compacts
fluorescents Lampes à
induction
22
80
50
1.000
6.000
6.000
euros
de
exceptionnel
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