TPE : LA REVOLUTION DES LAMPES FLUOCOMPACTES
TPE de 1ère S au LFL
Le tube fluorescent est une lampe, très souvent de forme linéaire, contenant du mercure à basse pression et recouvert d'une poudre phosphorescente, qui produit de la lumière grâce à une décharge électrique dans le tube. Il est majoritairement utilisé pour les éclairages industriels, pour les enseignes de magasins, dans les grandes surfaces ou dans les bureaux et même dans nos maisons, les tubes fluorescents permettent d'envoyer une lumière blanche ou colorée et d'éclairer une salle entière.
Le tube fluorescent
Il y a 3 tailles de tubes les T12 ou T38, qui ont un diamètre de 38 mm les T8 ou T26, qui ont un diamètre de 26 mm et les T5 OU T16 qui ont un diamètre de 16 mm * Les tubes de diamètre de 38 mm (T12) n’existent presque plus. Les tubes T5 offrent, quant à eux, sont les plus présents et offres des possibilités de design plus important. * c’ est pour cette raison que nous avons choisi un T5 pour nos expériences
1. Historique
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Deuxième moitié du XIX siècle : première idée d’utilisation du principe de la fluorescence couplée avec un tube à décharge dans le domaine de l’éclairage par Edmond Becquerel. Mais cette tentative fut ratée à cause de l'intensité lumineuse insuffisante.
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1895 : utilisation d’un tube à rayon X couplée à de la poudre fluorescente par Thomas Edison, pour créer un tube émettant de la lumière blanche bleutée de qualité nettement supérieure que les lampes de l’époque. Mais cette lampe était trop dangereuse pour la sante humaine : L’un des collaborateur de Edison est mort pendant son développement.
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1910: invention d’un tube de couleur rouge, le tube au néon par Georges Claude. Découverte de la production de lumière blanche en associant les tubes de Claude et les lampes à vapeur de mercure.
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1927 : développement d'électrodes en oxydes d'alcalins par Ruttenauer et Pirani/
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1930 : génération de lumière blanche grâce à un tube à vapeur de mercure sous basse pression utilisé avec un revêtement fluorescent.1936 : démocratisation des tubes fluorescents.
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1950 : amélioration de la qualité des composants, meilleur maintien de l’efficacité lumineuse, augmentation de la durée de vie.
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1973 : nouveaux mélange de matières phosphorescentes introduit par PHILIPS, ternaires de silicates et d'aluminate de loin meilleur que les halo-phosphates. On estime que cette technologie est complêtement au point.
2. Fonctionement
Lorsqu'on allume le tube, des électrons sont émis par les deux électrodes de tungstène. Lors de leur trajet au travers du tube, ils entrent en collision avec les atomes de mercure. Le résultat est une libération d'énergie sous forme de rayonnement ultraviolet invisible. Ce rayonnement est absorbé par la couche fluorescente présente sur la face interne du tube et converti en rayonnement visible : la couleur de ce rayonnement dépendra de la composition chimique de la poudre fluorescente à l’intérieur du tube.
Le tube fluorescent, pour fonctionner, a besoin d'une installation particulière composée d'un ballast (permettant de controller l'intensité de l'arc électrique qui traverse le tube) et d'un starter (qui préchauffe les électrodes du tube puis provoque une surtension pour le démarrer)
3. Caractéristiques
Puissance : 18W
Efficacité lumineuse : 85 à 105 lm/W (à 35°C de température ambiante).
Durée de vie : 10 000 à 15 000 heures, soit environ 7 ans avec 5 heures d'utilisation par jour.
Indice de rendu des couleurs (IRC) : De 80 à 90, soit un rendu bon
Température de couleur : Dépend du modèle (souvent entre 4500 K et 6000 K )
Prix au Togo : 500 à 1000 Fcfa, suivant la taille et la qualité de la lampe.
4. Environement et santé
Le tube fluorescent présente un potentiel danger réel bien que le risque soit faible. Le tube fluorescent contient de la vapeur de mercure à basse pression qui est un élément très toxique pour la santé humaine, animale et végétale : chez les humain quand il est inspiré il peut contaminer le corps tout entier et endommager de nombreux organes, tel que les reins, le cerveau ou le système nerveux. De plus les tubes fluorescents produisent des ultraviolets dangereux pour l’homme car il favorise grandement tous les types de cancers. Mais heureusement la vapeur de mercure présente est en infime quantité, pas assez pour inquiéter notre santé néanmoins quand un tube fluorescent se casse il est préférable d’immédiatement bloquer sa respiration, d’aérer la salle et enfin ramasser les restes du tube, bien que ce mercure soit désormais dispersé dans la nature. De plus les ultraviolets émit par le tube sont très faible sont presque intégralement absorbés par la poudre fluorescente.
5. Avantage et inconvégnent
1. Avantage (comparé à la lampe a incandescence)
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Durée de vie qui est de six à quinze fois plus longue
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Idéal pour éclairer les grand lieux ayant besoin d’un éclairage neutre tel que dans les lieux publique ou les magasins (supermarché)
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Produit peu de chaleur
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Le tube est interchangeable et ne représente qu'une partie du système, si le tube grille il n'y a pas besoin de changer toute l'installation requise à son fonctionnement
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C’ est un investissement à long terme intéressant, car les coûts de maintenance sont réduits
2. Inconvéniant
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Il sont plus volumineuse que les incandescentes (plus lourd, plus longue) Elle ont besoin d'un support spécial pour fonctionner (le ballast et le starter)
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Il faut attendre quelques dizaines de secondes avant que ces lampes atteignent leur intensité lumineuse maximale.Ce qui n’est pas efficace si la lampe ne sert que pour de courtes périodes.
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il y a un retard à l' allumage de la lampe.
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L’allumage et l’extinction trop répétitive de la lampe diminue la durée de vie.
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Le spectre de la lumière n’est pas complet ce qui fait que certaines couleurs sont déformées
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Elle sont composée de mercure à basse pression qui est un élément toxique.
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Certains types de tubes émettent un léger grésillement.
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La surface d'émission de la lumière est large, il est donc difficile de focaliser la lumière avec un réflecteur pour obtenir un faisceau concentré
6. Autres informations sur les tubes fluorescent
Il ne faut pas confondre tube fluorescent et tubes au néon. Ce sont tous les deux des tubes à décharges mais par abus de langage on nomme tous les tubes produisant de la lumière des néons. Mais seul les tubes contenant du néon sont appelés tubes néon, qui sont de couleur rouge orangé. Un tube néon n’a pas pour but l’éclairage contrairement au tube fluorescent mais des fins commerciales, pour les enseignes lumineuses .L'autre différence importante est que le tube néon est directement branché à un courant à haute tention alors que le tube fluorescent est branché à la suite d'un ballaste et d' un starter, nécessaires à son fonctionnement. Par couplage du néon avec d’autres gaz on peut obtenir d’ autres couleurs. La forme la plus fréquente des tubes fluorescents est évidemment le tube, mais il se décline aussi aujourd’hui en forme de "U " ou, bien circulaires.
CONCLUSION
 Neon Stick 36W.jpg |  enseigne lumineuse X.jpg |  tube_fluorescent_cathode_froide_rose-flp.jpg |
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 enseigne_lumineuse_-_bar_.jpg |  3 tubes.jpg |  Néon en forme de I.jpg |
 tube_fluorescent_cathode_froide_vert-flg.jpg |  enseigne_lumineuse_-_open_-.jpg |  tube_fluorescent_cathode_froide_jaune-fly.jpg |
 tube-neon-rose-.jpg |  Néon en folie !.jpg |  il_570xN.560428726_5cni.jpg |
 tube-neon-bleu-.jpg |
Le tube fluorescent est une alternative bien efficace à la lampe à incandescence, de par les économies d'énergie qu'elle fournit par rapport à celle-ci, et la grande surface qu'elle peut éclairer. Son nouveau fonctionnement innove mais nécessite une installation encombrante, ce qui poussera les industries à développer une forme plus compacte et plus pratique tout en augmentant les performances : la lampe fluocompacte.