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Fluorescence

Les lampes électriques utilisant la fluorescence, dont les tubes fluorescents font partie, sont techniquement issues de la grande famille des lampes à décharge fonctionnant à basse pression.

Si la conception de ces tubes a énormément évolué  au point de concevoir toutes sortes de formes de tubes repliées ou circulaire de taille plus compacte – qu'on nomme lampes fluo-compactes – il demeure encore aujourd'hui une ambiguïté dans l'usage impropre du terme « tube néon » qui bien qu'appartenant à la lignée des lampes à décharges basse pression n'a rien à voir et concerne un type de tube bien particulier fonctionnant avec un gaz, le néon, donnant un éclairage rouge, souvent utilisé dans les enseignes lumineuses extérieures.

Les principes de la fluorescence

Pourquoi parle t-on de fluorescence en matière de lampes à décharge ? En rapport aux poudres fluorescentes qui sont employées pour recouvrir la paroi interne des tubes afin d'obtenir un rayonnement et une intensité lumineuse. Les pistes déjà explorées à la fin du XIXème siècle seront reprises au siècle suivant par l'industrie (G.E., Osram, etc.) pour aboutir dans les années 30 aux premiers modèles de tubes à vapeurs de mercure associés à un chemisage interne à base de poudre fluorescente permettant d'obtenir une lumière blanche, après d'autres innovations faites par les chercheurs sur les cathodes. Mais il est vrai que ces avancées furent rendues possibles par l'invention du tube au néon qui utilisera le premier un revêtement fluorescent.

Les tubes fluorescents linéaires

Dans les années 70, Philips permettra aux tubes fluorescents linéaires de se perfectionner pour atteindre un rendement lumineux bien supérieur tout en améliorant la qualité et la solidité, avec l'apparition du tube fluo en diamètre T8 et T5 notamment, ouvrant la voie à des lampes fluorescentes plus compactes fournissant une lumière régulière au flux mieux contrôlé.

Les lampes fluocompactes

L'invention de la lampe fluocompacte (ou fluorescente compacte) est rendue possible par le repliement d'un tube de diamètre très réduit (aux alentours de 10 millimètres) et de dernière génération. Ces lampes apparaissent directement dans le but de réaliser des économies d'énergie en remplaçant les lampes à incandescence dans des liminaires utilisant les mêmes culots à vis ou baïonnette. Les premiers modèles ont souffert d'inconvénients comme un délais d'attente avant d'arriver à plein régime ou encore des questions liées à l'écologie ou à la santé comme la présence de mercure, l'émission de fréquences électro-magnétiques ou des grésillements désagréables. Ces lampes ont bien évolué depuis.

Lampe à induction

Moins connues du public, les lampes à induction sont des lampes à décharge particulières fonctionnant sans électrodes, ces dernières étant remplacées par une antenne émettant des radio-fréquences (de deux type et donnant lieu à deux catégories de lampes à induction : basses fréquences ou hautes fréquences) à travers un mélange d'argon et de mercure.

A propos de la lumière des lampes fluocompacte et des tubes fluo

La lumière émise par les lampes à base de tubes fluorescents, qu'il s'agisse des tubes fluo ou des lampes fluocompactes, est de type monochromatique : violet ou jaune pour les tubes à mercure, bleu ou vert en utilisant du Terbium ou encore rouge/orange avec d'autres gaz comme l'Europium.

 

Afin d'obtenir une lumière blanche la plus naturelle possible, c'est-à-dire composée d'un spectre complet de couleurs qui mélangées donneront du blanc, la lumière visible est en réalité produite en deux étapes successives. Tout d'abord par l'ionisation des atomes du mélange gazeux via un rayonnement ultra-violet (invisible à l'oeil nu) fortement énergétique, rayonnement qui sera ensuite transformé en lumière visible (et en chaleur) au contact du mélange de poudres fluorescentes recouvrant la paroi interne du tube.

 

Deux informations majeures permettent au consommateur de déterminer et de choisir un tube fluorescent : la température de chaleur et l'IRC.

La température de couleur des lampes fluorescents

Voici les principales températures de couleurs, normées, que l'on peut trouver à la vente, celles-ci sont exprimées en degrés Kelvin (K).

 

Une température de couleur de 2700 K sera proche du type de rendu d'une lampe à incandescence utilisée en intérieur (maison, restaurant, etc.) et une température de 3000 K sera plus proche de l'halogène, une lumière relaxante à utiliser dans toutes les pièces et principalement la cuisine et la salle de bains. 3500 K est la température couramment employée et qualifiée de « neutre » il s'agit d'une lumière agréable adaptée aux  particuliers ainsi que pour l'éclairage des bureaux.

 

Un blanc proche de la lumière du soleil correspond à une température de 5000 K appelée lumière naturelle et souvent employée en photographie ou pour des expositions. Il est suivi de la valeur à 6500 K qui se rapproche de la « lumière du jour » rafraîchissante et vive. Plus rare, une lampe à 8000 K est du même type que la lumière d'un ciel bleu froid...

L'indice de rendu de couleur (IRC)

Cet indice permet de comparer la qualité du rendu des couleurs des objets éclairés, leur qualité et leur fidélité. C'est une information qui est peut-être moins prise en compte que la température de couleur alors qu'elle joue un rôle majeur dans la qualité d'éclairage. L'IRC se note en pourcentage et l'on peut en distinguer 3 grandes catégories :

  1. De faible qualité, une lampe présentant un IRC compris entre 55 et 70% est vouées à servir dans des lieux de passage, remises, locaux qui ne seront pas mis en valeur, car la qualité de la lumière sera assez médiocre.
  2. Avec un IRC de 85% la qualité intermédiaire est normale et suffisante, sans plus. Le rendu de certaines couleurs sera biaisé (effet de lumière « artificielle ») mais le rendement lumineux sera bon. Ces lampes sont très souvent employées.
  3. Enfin, pour trouver un rendu de couleur de grande qualité, il faut s'orienter vers des lampes d'IRC > 90%, parfaitement légitimes pour la photographie, la peinture ou toutes les applications professionnelles nécessitant des couleurs fidèles. Leur utilisation domestique est évidemment très recommandée.

Autres applications des lampes à décharge à basse pression :

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