Une lumière différente éclairait la route du passé – 2e partie
Owen Hurst
21 octobre 2018
Nous avons terminé la première partie de cet article en racontant comment, dans les années 1950, l’ampoule à incandescence a été complètement adoptée. À son apogée, il s’agissait de l’ampoule de choix pour les utilisations résidentielles, industrielles, commerciales et extérieures, ayant battu les anciennes lampes à gaz. De plus, l’infrastructure éle ctrique était dorénavant en mesure de soutenir son adoption complète.
Cependant, il est intéressant de noter que l’infrastructure électrique nationale a été un élément clé de l’adoption de l’ampoule à incandescence, mais qu’elle a également joué un rôle essentiel dans sa chute. Une fois que l’infrastructure électrique a été mise au point à l’échelle nationale et utilisée pleinement, l’attention s’est tournée vers la quantité d’énergie que nécessitait le réseau. Cette attention a conduit à des considérations précoces sur la gestion de l’énergie et les méthodes de réduction des taux de consommation.
Les pénuries d’énergie n’étaient pas nouvelles. Cependant, elles sont devenues plus préoccupantes, car le réseau électrique s’est développé géographiquement et devait desservir une population croissante qui dépendait désormais de l’éclairage artificiel. En outre, malgré des années d’amélioration continue de l’ampoule à incandescence, celle-ci ne pouvait toujours convertir qu’environ 10% de l’énergie consommée en lumière. Il fallait donc trouver une nouvelle solution.
Lorsque nous discutons des nouvelles solutions ci-dessous, il est à noter que ce n’est pas comme si un nouveau type de lampe était découvert et mis en œuvre juste au moment où une autre technologie devenait insuffisante. Au contraire, l’expérimentation scientifique de différentes lampes se chevauchait et il se passait souvent de nombreuses années avant la commercialisation. Ainsi, les fluorescents et les DEL n’étaient pas de nouvelles technologies qui ont été découvertes et instantanément lancées sur le marché. Elles existaient sous le règne de l’ampoule à incandescence, mais elles n’étaient tout simplement pas encore assez avancées pour la dépasser.
Revenons aux années 1950. Tel que nous l’avons mentionné, cette époque est à la fois la période de pointe de l’ampoule à incandescence et le début de sa lente descente, qui sonne aussi l’ascension des lampes fluorescentes. L’origine de cette technologie n’était pas nouvelle et remontait au 19e siècle. Ce sont le souffleur de verre Heinrich Geissler et le médecin Julius Plucker qui ont découvert qu’ils pouvaient produire de la lumière en évacuant la majeure partie de l’air d’un tube de verre et en faisant passer un courant électrique. Ce n’était alors pas très fonctionnel, mais la découverte de ce type de lampe à décharge est devenue la base de diverses technologies d’éclairage, telles que les néons, les lampes au sodium basse pression et les lampes fluorescentes.
Le prochain grand pas dans la progression des lampes fluorescentes a eu lieu au début des années 1900. Peter Hewitt Cooper a créé une lumière bleue verte en faisant passer de l’électricité à travers de la vapeur de mercure et en incorporant un ballast. Cette technologie était en réalité déjà plus efficace qu’une ampoule à incandescence, mais elle était peu utilisée en raison de la couleur de la lumière. Dans les années 1920 et 1930, des chercheurs européens ont découvert qu’en ajoutant un revêtement de phosphore aux tubes, la lumière ultraviolette était absorbée tout en convertissant la lumière invisible en lumière blanche. Cela a poussé les chercheurs américains à faire progresser l’éclairage fluorescent, qui a été pleinement dévoilé lors de la Foire mondiale de New York en 1939. Dans les années 1950, les fluorescents avaient pénétré les marchés industriel et commercial, mais étaient encore loin d’atteindre leur potentiel.
Toutefois, l’attention continue portée sur l’efficacité énergétique et la crise pétrolière de 1973 qui a entraîné des pénuries d’énergie ont contraint les chercheurs à développer des applications résidentielles. Malgré les efforts déployés en 1974 par Sylvania pour miniaturiser les fluorescents, c’est Edward Hammer de GE qui a réussi à les tordre en spirale, donnant naissance à la lampe fluorescente compacte. Malheureusement, sa production était initialement assez chère et elle n’a été commercialisée qu’au milieu des années 1980. Vers le milieu des années 1990, il y avait encore quelques problèmes, car les CFL avaient tendance à être plus grandes que les lampes à incandescence et donc, ne s’adaptaient pas à tous les appareils. De plus, leur flux lumineux était plus faible et plus imprévisible. Cependant, elles consommaient environ 75% moins d’énergie que les incandescentes et duraient environ 10 fois plus longtemps. Les ampoules fluorescentes ont eu un grand impact sur le marché et sont encore largement utilisées aujourd’hui.
Nous pouvons maintenant discuter de l’évolution des DEL, des impacts qu’elles ont eus et auront encore probablement dans les années à venir. Les DEL ont une histoire intéressante et lente. Henry Joseph Round fut le premier à tomber sur la technologie en 1907. Il a alors remarqué que, lorsque le cristal de carborundum était soumis à un potentiel de 10 volts, il émettait une lumière jaunâtre. Divers scientifiques ont ensuite continué à expérimenter cette technologie. Mais ce n’est qu’en 1962 que Nick Holonyak Jr, employé par General Electric, a mis au point la première diode électroluminescente dans la partie visible de la plage de fréquences. Les expériences se sont poursuivies avec la première DEL jaune et rouge plus brillante inventée en 1972, la DEL haute luminosité en 1976 et enfin la première DEL bleue en 1979. Mais ce n’est qu’en 1994 que la technologie DEL a atteint un point où elle pouvait être produite en masse de manière efficace et rentable.
Une fois sur le marché, elle est devenue une alternative aux ampoules à incandescence et aux CFL. Pourtant, elle n’a commencé à appliquer une pression extrême sur le marché qu’en 2008, quand il est devenu évident que cette technologie avait dépassé les deux autres, même si elle pouvait encore beaucoup évoluer. Depuis 2008, le coût des DEL a baissé en moyenne de 85%, tout en réduisant la consommation d’énergie de 80% par rapport aux ampoules à incandescence, et ce, pendant 25 fois plus longtemps. Par exemple, en 2012, plus de 49 millions de DEL ont été installées aux États-Unis, ce qui aurait fait économiser 675 millions de dollars cette année-là.
En raison de l’efficacité des DEL et des progrès continus qui ont dépassé les capacités de l’ampoule à incandescence, le Canada a interdit la production et l’importation d’ampoules à incandescence de 40, 60, 75 et 100W entre 2014 et 2015.
Aujourd’hui, les DEL dominent manifestement le domaine de l’éclairage, mais les CFL n’ont pas disparu et sont toujours produites et disponibles. Tout comme les DEL, elles continuent de progresser, même si elles restent dans l’ombre de ces dernières.
En ce qui concerne l’avenir, force est de constater qu’il y a des choses intéressantes qui s’en viennent, telles que les applications potentielles de l’éclairage laser. Mais encore plus intéressantes sont les applications qui frappent déjà le marché et qui devraient connaître des avancées substantielles dans les années à venir. Parmi elles, citons notamment l’éclairage sémantique, l’éclairage centré sur l’homme, le Li-Fi, le VLC et l’éclairage connecté.
En bref, l’avenir qui nous attend sera beaucoup plus lumineux et efficace que la lumière qui nous a menés jusqu’ici.
