Les ampoules à incandescence

Depuis 2009, elle disparait des magasins car on l’accuse d’être trop gourmande en électricité. Pourtant, en son temps, elle fut un vrai petit miracle de technologie apportant la lumière dans tous les foyers. Cette reine déchue, c’est l’ampoule à incandescence. Voici une petite séquence nostalgie…

L’ampoule à incandescence, une vieille dame du XIXe siècle

C’est dès le milieu du XIXe siècle qu’Heinrich Goebel un horloger allemand émigré à New York, met en évidence le phénomène de l’incandescence avec un filament de bambou carbonisé. En 1854, il éclaire la vitrine de son magasin grâce à des ampoules fabriquées avec des filaments de bambou carbonisés enfermés dans des flacons d’eau de Cologne vides et alimentés avec des piles ! Ses voisins lui intenteront un procès et il fut condamné à démonter ses installations…

Quelques années plus tard, Joseph Swann en Angleterre et Thomas Edison aux Etat Unis mettent au point les premières ampoules à incandescence fonctionnant avec un filament de carbone et alimentées en électricité. Le tout premier brevet est déposé, en Angleterre par Swann. Il date de 1879. L’année suivante Thomas Edison pose à son tour un brevet. Ces ampoules furent les stars de l’Exposition universelle de 1881.

Mais un filament porté à incandescence dans l’air brûle entièrement. C’est pourquoi, dès l’origine, il est placé dans une ampoule de verre sous vide. D’où le nom d’ampoule qui par extension est donné à l’ensemble du système permettant l’éclairage.

Une ampoule à incandescence, qu’est-ce que c’est ?

Le principe de base consiste à faire passer un courant électrique dans un filament. En chauffant, celui-ci produit de la lumière. Ce phénomène s’appelle, l’incandescence.

Les premiers essais sont faits avec un filament de bambou ou de coton carbonisé.

Mais en chauffant, le carbone tend à se sublimer, c’est-à-dire à s’évaporer. De très fines particules se déposent alors sur le verre à l’intérieur de l’ampoule et rapidement celle-ci devient opaque. De plus, la sublimation fragile le filament puisqu’il perd régulièrement de la matière.

Afin de pallier ces problèmes, le carbone est remplacé par du tungstène. Ce métal supporte en effet des températures de plus de 3400° Celsius. Il est donc moins fragile.

Plusieurs ingénieurs eurent l’idée de remplir l’ampoule de gaz afin de limiter la sublimation. A partir des années 1930, ce sont des gaz inertes, comme l’argon ou le krypton qui sont utilisés.

En 1959, EG Zubler, chimiste chez General Electric, améliore encore le système en prenant un verre de quartz plus résistant à la chaleur et le remplir de gaz halogéné à haute pression. Ainsi née l’ampoule à incandescence halogène.

L’ampoule à incandescence : Trop gourmande et longévité limitée…

Le filament en chauffant perd de la matière et devient plus fragile. Il finit par se rompre. La durée de vie d’une ampoule à incandescence est d’environ 1 000 heures. Donc bien moindre que ses sœurs les ampoules fluocompactes ou ampoules LED.

Dans les ampoules à incandescences modernes, le filament de tungstène est enroulé en hélice, il produit donc plus de lumière. Mais, la plus grande partie de l’électricité utilisée part en chaleur et non pas en luminosité. L’ampoule à incandescence consomme plus que les autres types d’ampoules.

Aujourd’hui, nous sommes beaucoup plus attentifs à notre consommation énergétique. Avoir des ampoules à incandescence chez soi n’est pas écoresponsable. Et d’ailleurs, elles sont interdites à la vente, sauf les ampoules à incandescence halogène basse consommation.

Néanmoins il faut reconnaitre que ces ampoules nous ont rendus bien des services et que leur lumière par l’ambiance qu’elle crée, reste une référence. Ainsi à leur début les fluocompactes bien que beaucoup plus économiques, faisaient plutôt grise mine par rapport à la luminosité dorée des incandescentes.

Le saviez-vous ?
La caserne des pompiers de Livermore en Californie abrite la plus vieille ampoule à incandescence du monde : L’ampoule Centenaire. C’est une ampoule de 4 Watt qui brillerait depuis 1901sans avoir presque jamais été éteinte. Par contre sa luminosité est plus celle d’une veilleuse que d’une lampe « normale ». Elle figure dans le Livre Guiness des Records.