La lampe à incandescence

La lampe à incandescence

C’est la source de lumière la plus ingénieuse découverte depuis le feu. Aujourd’hui remplacée par les lampes à LED, la lampe à incandescence a éclairé l’Homme tout au long du 20ème siècle. Comment fonctionne-t-elle ?

Des inventeurs et des innovations successives

En 1835, l’écossais James Bowman Lindsay invente une lampe électrique. Aucune exploitation commerciale n’en est faite et aucun dépôt de brevet d’invention est remis.
En 1858, Marcellin Jobard annonce à l’Académie des sciences française que Charles de Changy a inventé une lampe électrique incandescente à l’aide d’un filament de charbon. Ce dernier ne souhaite pas présenter son invention tant que son brevet d’invention n’est pas déposé. L’Académie des sciences ne considère pas Charles de Changy comme un “savant” et il décide d’abandonner ses travaux.

Le britannique Joseph Swan reprend donc l’idée en 1860 et améliore la lampe en prolongeant la durée de vie du filament de charbon. Le principe de Swan, consiste à placer le filament sous vide d’air. Joseph Swan fait la démonstration de la lampe en 1879.
La même année, l’américain Thomas Edison présente une lampe incandescente avec un filament en fibre de coton.

Un procès opposant les deux inventeurs attribue l’invention à Joseph Swan et le procédé de fabrication industrielle à Thomas Edison. Leurs deux entreprises obligées de fusionner deviennent Edison & Swan United Electric Light Company ou Ediswan.
En 1904, l’entreprise hongroise Tungsram met au point une lampe dont la lumière est plus intense et la longévité accrue grâce à un filament de tungstène.
Les fabricants remplacent en 1913 le vide d’air par des gaz nobles comme l’argon ou le krypton afin de prolonger la durée de vie des lampes. En 1959, la société de Thomas Edison, devenue la General Electric, crée la lampe à incandescence sous iode. C’est le début des lampes halogènes.

Comment la lumière est-elle produite ?

Fonctionnement d'une lampe à incandescence
Fonctionnement d’une lampe à incandescence

Le courant électrique (e) circule dans le fil conducteur et traverse le filament en tungstène. Le tungstène est un matériau capable de résister à une température de 3 400°C. Ce filament résiste donc au passage des électrons et chauffe jusqu’à devenir incandescent. Il produit ainsi de la lumière.

Pourquoi il y a du gaz ?

Les premières lampes à incandescence n’avaient pas de gaz mais simplement un vide d’air. S’il y avait du dioxygène dans l’ampoule, le filament brûlerait instantanément. Le gaz contenu dans l’ampoule sert à préserver le filament de l’évaporation. On retrouve souvent le krypton ou l’argon.

Pourquoi a-t-on abandonné la lampe à incandescence ?

Une grande partie de l’énergie électrique se transforme en chaleur. C’est l’effet Joule.
Seulement 5 % de l’énergie électrique sert à produire de la lumière. Il existe maintenant de nouvelles technologies permettant de fabriquer des lampes plus efficaces et donc plus économes en énergie. Une lampe à LED est environ 9 fois plus efficace qu’une lampe à incandescence. Autrement dit : une lampe LED de 10 Watts suffit pour remplacer une lampe à incandescence de 100 Watts.

En résumé :

  • Thomas Edison et Joseph Swan ont inventé la lampe à incandescence fonctionnelle et ont été les premiers à la produire de manière industrielle.
  • La lampe à incandescence produit de la lumière grâce à l’échauffement d’un filament en tungstène traversé par un courant électrique.
  • Le gaz contenu dans l’ampoule sert à préserver le filament de l’évaporation.
  • Les lampes à incandescence sont abandonnées car une trop grande partie de l’énergie consommée est transformée en chaleur. Son efficacité énergétique est trop faible.

Qu’as-tu retenu ?

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Ce site utilise Akismet pour réduire les indésirables. En savoir plus sur comment les données de vos commentaires sont utilisées.