Lampes halogènes à incandescence
Lampes halogènes à incandescence
Les lampes halogènes sont – comme les lampes à incandescence classiques – des radiateurs de température. Mais contrairement à la lampe à incandescence, une lampe halogène ne présente pas le noircissement classique de l'ampoule. La raison en est le cycle halogène, qui fait que l'ampoule reste claire durant toute la durée de vie utile de la lampe. C'est pourquoi la lampe à halogène donne toujours un flux lumineux constant et a une plus longue durée que la lampe à incandescence classique. Aussi des traces d'halogènes sont-elles nécessaires dans le gaz de remplissage de la lampe halogène.
Définition: radiateurs de température
Les radiateurs de température produisent de la lumière – comme les lampes à incandescence standard et les lampes halogène – en ce qu'un filament de tungstène est parcouru par un courant électrique. Ce filament de tungstène peut être porté à de températures dépassant 3000° Celsius. Jusqu'à 10 % de l'énergie consommée est convertie en lumière visible.
Noircissement de l'ampoule
des lampes à incandescence standard Des molécules de tungstène s'échappent du filament et se déposent sur la paroi intérieure plus froide de l'ampoule. Il en résulte le noircissement typique de l'ampoule en cours d'utilisation dans les lampes à incandescence standard. Ce noircissement retient une partie de la lumière fournie par la lampe à incandescence, qui diminue de plus en plus. Afin de réduire le plus possible la perte de lumière, les lampes à incandescence classiques ont une grande ampoule. Ainsi, les particules de tungstène peuvent se répartir sur une plus grande surface et le nombre de molécules déposées par unité de surface reste faible.
L'adjonction d'halogène empêche le noircissement de l'ampoule
Dans une lampe halogène, l'ampoule de verre reste toujours claire, contrairement à la lampe à incandescence standard. Cela est dû à d'infimes quantités d'un gaz halogène, comme l'iode ou le brome, dans le gaz de remplissage. Les halogènes ne peuvent pas empêcher les atomes de tungstène de s'échapper du filament chaud mais font que des atomes de tungstène ne puissent se déposer sur la face intérieure de l'ampoule. Le graphique suivant montre comment cela fonctionne.
Halogène et tungstène se combinent en halogénure de tungstène
Avant que les particules de tungstène ne puissent atteindre la face intérieure de l'ampoule, les molécules de tungstène et d'halogène se combinent en halogénure de tungstène. Ces halogénures gazeuses de tungstène ne se déposent pas sur l'ampoule mais se déplacent librement dans l'ampoule sous l'effet de la convection thermique, jusqu'à atteindre le filament à nouveau.
Processus constant du cycle halogène
Sur le filament, les halogénures de tungstène se décomposent à nouveau, sous l'effet de la haute température, en halogène et tungstène. Les particules de tungstène ne se déposent cependant pas sur le corps chaud du filament mais sur les endroits froids de celui-ci, comme les „pattes de filament“. Ensuite, les halogènes sont à nouveau disponibles pour le processus du cycle halogène. Les atomes de tungstène n'ont aucune chance de se déposer sur la face interne de l'ampoule pour la noircir. C'est pourquoi la plus petite ampoule d'une lampe halogène reste toujours claire. Cela empêche l'inévitable baisse de flux lumineux des lampes à incandescence classiques en cours de service.
Technologie à réflecteur ALU et réflecteur à lumière froide
Les lampes à halogène à réflecteur offrent toute une série d’avantages. Elles donnent une lumière dirigée, mettent des accents d’éclairage et créent ainsi une atmosphère variée. Par leur haute luminance, les lampes à réflecteur conviennent particulièrement bien à mettre des objets en valeur. Les domaines d’application existent surtout dans le domaine professionnel comme l’éclairage d’architecture ou de boutique. La technologie Cool-Beam ou des réflecteurs à revêtement en aluminium permettent d’obtenir des lampes à halogène robustes et puissantes pour les applications les plus diverses.
Les lampes à halogène à réflecteur
sont disponibles avec différents angles de diffusion: de très étroit (quatre degrés) à très large (60 degrés). La table suivante donne un aperçu:
Désignation Abréviation Angle de rayonnement
Super Spot SSP 4°
Spot SP 6-10°
Flood FL 24°
Wide Flood WFL 36-40°
Very Wide Flood VWFL 60°
Lampes à réflecteur à lumière froide: technologie Cool-Beam pour objets sensibles à la chaleur
Les lampes à incandescence à halogène avec réflecteur à lumière froide conviennent de manière idéale à l’éclairage d’objets sensibles à la chaleur. Les réflecteurs à lumière froide sont également employés en médecine. L’avantage particulier de la technologie Cool-Beam est que la chaleur, donc le rayonnement infrarouge de la lampe, est essentiellement rayonné vers l’arrière. Cela donne une réduction de la charge thermique dans le faisceau lumineux, pouvant aller jusqu’à 66%. Les objets sensibles à la chaleur sont ainsi ménagés grâce à cette technologie. Le faible rayonnement lumineux supplémentaire vers l’arrière donne en outre des accents particuliers. Il faut cependant veiller à tenir suffisamment compte de ce rayonnement thermique vers l’arrière lors de la planification d’éclairage.
Lampes à halogène avec réflecteur à revêtement aluminium: idéales pour montage au plafond
Les lampes à technologie Cool-Beam classiques ne peuvent être utilisées dans les luminaires dont la diffusion thermique vers l’arrière est insuffisante du fait de leur construction ou du lieu d’utilisation. Cela englobe en particulier les luminaires encastrés, comme ceux encastrés dans les plafonds. La raison est que les lampes à réflecteur à lumière froide dirigent les deux tiers de leur rayonnement thermique vers l’arrière, ce qui peut provoquer un échauffement excessif du luminaire encastré. Les hautes températures peuvent ainsi influencer la sécurité de service des installations d’éclairage. Afin de l’éviter, il est recommandé d’utiliser, pour l’encastrement en plafond, des lampes à halogène avec réflecteur à revêtement alu. Contrairement aux lampes à réflecteur à lumière froide, ces lampes ne rayonnent guère de chaleur vers l’arrière, par exemple dans le revêtement de plafond. La plus grande partie de la chaleur est rayonnée vers l’avant avec la lumière réfléchie.
Technologie des filtres à ultraviolets
La technologie des filtres UV offre d’importants avantages et répond aux limites UV les plus rigoureuses.
Verre de quartz dopé: réduction du rayonnement UV
Le principal élément de la technologie des filtres à UV est le verre de quartz dopé de l’ampoule de lampe. Ce verre de quartz enrichi de substances absorbantes filtre le rayonnement UV sur tout le spectre de la lampe, contrairement au verre de quartz conventionnel. Ainsi, les rayons UV-C et UV-B à ondes courtes sont retenus dans une très large mesure. Le rayonnement UV-A à ondes longues est réduit de moitié.
D’un coup d’œil: avantages de la technologie des filtres à UV d’OSRAM
- Atténuation nettement meilleure que les limites UV les plus rigoureuses
- Réduction de l’effet de blanchissement dû aux UV
- Réduction de la charge des matériaux par UV dans le luminaire, en particulier pour les matières synthétiques
Il faut cependant remarquer que le rayonnement UV n’est pas le seul à entraîner une décoloration ou un blanchissement des matériaux. La lumière visible ou le rayonnement infrarouge peuvent également provoquer des variations indésirables. C’est pourquoi il faut toujours veiller, avec les matériaux sensibles à la lumière, à un éclairement adéquat et contrôler la résistance des couleurs.
Technologie halogène IRC améliorée
Meilleure qualité de lumière et durée prolongée par rapport aux lampes standard à halogène ne sont que quelques-uns des avantages des lampes à halogène améliorées à revêtement infrarouge. Ces lampes présentent une technologie halogène techniquement très poussée qui convainc par ses avantages supérieurs.
Avantages de la technologue halogène améliorée
- Intensité lumineuse et impression de couleur constantes sur toute la durée de vie
- Rendu naturel des couleurs (Ra = 100)
- Variabilité à cent pour cent
- Remplacement simple de lampes à halogène conventionnelles
- Longue durée et donc avantage écologique
- Faible dégagement de chaleur
La technologie halogène à technique perfectionnée est basée sur deux procédés techniques différents. Cela comprend le revêtement IRC et le procédé au xénon. Les deux principes ont leurs propriétés particulières
et se retrouvent dans la fabrication des lampes à halogène.
Procédé IRC: revêtement infrarouge sur lampes à basse tension
IRC est un procédé breveté. Cette abréviation est celle de la notion anglaise Infrared Coating (revêtement infrarouge). Ce revêtement spécial est appliqué à l’extérieur de l’ampoule et fonctionne comme un miroir. Il réfléchit le rayonnement thermique infrarouge vers le filament. Conjointement à une géométrie spéciale de l’ampoule, cela chauffe encore le filament. Il faut ainsi moins d’énergie électrique pour amener le filament à la température de service. Grâce à cette récupération de chaleur, l’efficacité de la lampe augmente. Les lampes à revêtement IR ont une durée de vie plus que double de celle des lampes standard à halogène dans les mêmes conditions. Etant donné les conditions géométriques optimales, le procédé IRC est surtout utilisé dans les lampes à basse tension (12 volts) d’OSRAM.
Lampes à halogène pour applications spéciales
Les lampes à revêtement infrarouge sont convaincantes par leur durée plus longue que celle des lampes conventionnelles à halogène. Les lampes IRC sont donc utilisées également dans des applications spéciales, en particulier dans les systèmes d’éclairage des aéroports et dans l’éclairage en médecine. Dans l’éclairage des pistes d’aéroport, les lampes sont optimisées du point de vue de leur durée et en médecine, les lampes IRC sont avantageuses du fait de leur rendement lumineux élevé.
Procédé au xénon: un gaz rare réduit la perte thermique
Le gaz de remplissage de la lampe évacue une grande partie de la chaleur du filament. Ainsi, celui-ci doit recevoir davantage d’énergie pour maintenir sa température. La perte thermique dépend du type de gaz dans la lampe. L’utilisation du xénon, au lieu par exemple du gaz rare argon, permet de réduire cette perte thermique. Comment cela fonctionne-t-il? Plus les atomes d’un gaz sont grands, plus leur conductivité thermique est
réduite de même que la perte thermique qui en résulte. Le xénon est un gaz à faible conductivité thermique. Grâce à son utilisation et à la réduction de la perte thermique, il faut moins d’énergie électrique pour chauffer le filament. En outre, les atomes lourds du xénon ralentissent encore la vaporisation des atomes de tungstène du filament. Cela réduit la perte de matériau sur le filament et augmente en conséquence la durée de la lampe. Le xénon est cependant un gaz très rare et donc coûteux.