Sources de lumières artificielles

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1 Sources de lumières artificielles 1 Description et caractéristiques Les sources de lumière sont composées 1. D une ampoule de verre contenant un gaz 2. D éléments de permettant de créer de la lumière ( filament, électrode poudre fluorescente) 3. D un culot normalisé permettant son raccordement Les sources de lumière se caractérisent par quatre paramètres essentiels : L efficacité lumineuse K elle s exprime lm.w -1 et caractérise «l économie» de l installation ; La température de couleur L indice de rendu des couleurs (I.R.C.) La vie moyenne C est la durée au bout de laquelle le flux lumineux n est plus que 80 % de son flux à 100 heures de fonctionnement. On distingue trois grandes catégories de sources Les sources à incandescence Les sources à décharge Les sources à fluorescence Les deux dernières sources font partie de la même famille. La fabrication des sources de lumière répond à des exigences normatives de sécurité, d aptitude à la fonction, et de compatibilité électromagnétique spécifique à chaque type de source 2 Raccordement des sources de lumière 1 Les sources à incandescence Les sources à incandescence standard se raccordent directement au réseau basse tension, sous réserve sue la tension d alimentation des sources soit compatible avec la tension du réseau de distribution. Les sources halogènes très basse tension nécessitent l emploi du transformateur ou du convertisseur pour ramener la tension du réseau de 230V à la tension de la source. 2 Les sources à décharges Ces sources de lumière nécessitent l utilisation de dispositifs d alimentation comprenant : Un starter adapté Un ballast traditionnel ou électronique Un condensateur de compensation Dans le cas de ballasts électroniques, toutes les fonctions de ces accessoires sont intégrées 3 Les sources à incandescence Une source à incandescence transforme l énergie électrique en énergie lumineuse. Le courant électrique, traversant le filament de tungstène, porte celui-ci à une température élevé. Le filament devient incandescent et émet de la lumière et de la chaleur. 1 Les sources à incandescence standard Puissance (W) 400 à 1000 (lm/w) 8 à 18 Tc de couleur (K) 2600 à 2900 IRC 100 moyenne 1000 Physique page 1

2 Qualité de lumière IRC=100 Simplicité d installation et d utilisation Insensibilité aux allumages et extinctions Nombreuses formes et finitions d ampoules Allumage instantané Faible influence de la température ambiante Gradation de la lumière et minuterie possibles faible (1000h) Éclairage décoratif Éclairage des locaux peu utilisés Éclairage par minuterie 2 Les sources à incandescence tungstène halogène Des composés halogénés sont ajoutés au gaz inerte enfermé dans une enveloppe à quartz. ILS provoquent dans celle-ci un cycle chimique de régénération du filament. Cette régénération permet au tungstène qui s évapore, de revenir sur le filament, limitant ainsi les risques de noircissement de l ampoule. Il en existe différents types : quartz, dichroïque Ces sources offrent une efficacité lumineuse, une luminance, une température de couleur et une durée de vie plus élevées que les sources à incandescence classiques. Appréciées pour leurs petites dimensions et un bon maintien du flux lumineux pendant toute leur durée de vie, elles sont préconisées pour des éclairages décoratifs ou en éclairage d appoint. Pour des éclairages très localisés, on utilise des sources très basse tension. a Les sources halogènes basse tension Puissance (W) 50 à 2000 (lm/w) 13 à 20 Tc de couleur (K) 3000 IRC 100 moyenne 2000 Pas de noircissement A puissance égale, flux lumineux >20% à celui des sources classiques Température de couleur élevée Insensibilité aux allumages et extinctions Dimensions réduites Allumage instantané Fonctionnement quelle que soit la température ambiante Gradation de la lumière et minuterie possibles Nécessité d une extrême propreté de l enveloppe (source simple enveloppe) Sensibilité aux variations de tension Dégagement de chaleur important Chaque fois que l on souhaite un bon IRC Éclairage des vitrines des commerces, des salles de spectacles Éclairage général indirect Physique page 2

3 b Les sources halogène très basse tension Les sources halogènes TBT peuvent avoir la forme de sources miniatures ou de sources à réflecteurs La miniaturisation des luminaires est idéale pour les éclairages d accentuation. La très basse tension est obtenue à l aide d un transformateur réducteur de tension ou d une alimentation électronique Puissance (W) 15 à 150 (lm/w) 16 à 22 Tc de couleur (K) 3000 IRC 100 moyenne 2000 à 4000 Allumage instantané Pas de noircissement A puissance égale, flux lumineux >20% à celui des sources classiques Température de couleur élevée Dimension réduite Faisceau prédéterminé ( 7 à 38 ) Dégagement de chaleur vers l arrière pur les sources dichroïques Fonctionnement du récepteur dichroïque Nécessité d une extrême propreté de l enveloppe et du parfait état du dichroïsme Fonctionnement à température élevée quelle que soit la température ambiante Sensibilité aux variations de tension d alimentation Contraintes d installation et de maintenance pour les sources dichroïques Éclairage des vitrines des commerces Éclairage général des locaux de réception Éclairage d accentuation Éclairage général indirect Le revêtement dichroïque est constitué des couches de silicium et de zinc protégées d un fixateur au dioxyde de silicium L intérêt de ce type de réflecteur est de permettre le dégagement d une grande partie des infrarouges vers l arrière de la lampe 4 Les sources à décharge 1 Généralités La lumière des sources à décharge est produite par une décharge électrique dans une ampoule renfermant une ou plusieurs vapeurs métalliques, un ou plusieurs gaz rares et parfois des composés chimiques de nature variée. Lorsqu une tension suffisante est appliquée, un arc s établit et le dégagement d énergie thermique permet la vaporisation des substances en présence et l établissement progressif d un régime stables sources à fluorescence. En cas de coupure brève de l alimentation, ces sources nécessitent un temps de refroidissement avant de pouvoir être amorcées. Des systèmes de ré allumage à chaud existent, mais nuisent à la durée de vie. Contrairement aux sources à incandescence, on ne peut raccorder directement raccorder ces sources au réseau. L utilisation de divers accessoires d alimentation est nécessaire (ballast, amorceurs). En raison de leur flux lumineux élevé, ces sources sont choisies pour l éclairage de locaux de grande hauteur ou pour un niveau d éclairement élevé. Physique page 3

4 2 Les halogénures métalliques Ces sources dites à vapeur de mercure haute pression contiennent des halogénures, en général des iodures de métaux, qui émettent des radiations permettant un meilleur IRC. Puissance (W) 50 à 2000 (lm/w) 70 à 100 Tc de couleur (K) 3000 à 6000 IRC 65 à 85 moyenne 6000 à 8000 Allumage non instantané (ré allumage au bout de quelques minutes) Sensibilité importante aux variations de tension d alimentation Éclairage des vitrines des commerces, en fonction de l'ambiance à créer Espaces de vente des commerces Seules les sources dont l'irc est supérieure à 80 sont utilisables en éclairage intérieur. 3 Les sources à vapeur de sodium haute pression Seules les sources à très haute pression, dites sodium blanc ont une température de couleur (2500K) et un IRC (>80) qui permettent leur utilisation dans les commerces La lumière émise brillante et tonique met en valeur les objets. Puissance (W) 35 à 1000 (lm/w) 50 à 150 Tc de couleur (K) 2000 à 2500 IRC 80 moyenne 8000 à Sensibilité importante aux variations de tension d alimentation Allumage et ré allumage après quelques minutes Éclairage d'accentuation pour les commerces Éclairage des vitrines, des grandes surfaces de vente, en fonction de l'ambiance à crée Éclairage d'accueil Physique page 4

5 5 Les sources à fluorescence 1 Généralités Ces sources nécessitent un dispositif d allumage, un starter ou amorceur, et un limitateur de courant le ballast. Les sources fluorescentes se présentent sous forme d ampoules tubulaires, le plus souvent rectilignes Une couche de poudre fluorescente est appliquée sur la face interne de l ampoule. Ces poudres sont excitées par le rayonnement ultraviolet émis dans le tube et transforme cette émission en rayonnement visible. 2 Les tubes fluorescents Puissance (W) 18, 36 ou 58 (lm/w) 60 à 100 Tc de couleur (K) 2700 à 6500 IRC 66 à 98 moyenne 8000 à 4000 Maintenance réduite Grand éventail de teintes de lumière Faible consommation électrique Mauvais image auprès du client par méconnaissance du produit Toute solution éclairage général dans tous les locaux tertiaires L IRC doit être supérieur à 80 pour un éclairage intérieur Très adapté pour éclairage des salles de classe, bureaux et locaux commerciaux. 3 Les sources fluoro-compactes a Les sources fluoro-compactes de substitution Descriptif Les sources fluoro-compactes de substitution sont composées d un tube miniature, d un ballast et d un culot identique à celui des sources incandescences. Le ballast est l'auxiliaire indispensable à l'alimentation des sources fluorescentes. Son rôle est de permettre l'amorçage de l'arc électrique et de stabiliser la décharge à la valeur correspondant aux caractéristiques de la source. Chaque type de ballast est spécialement conçu pour fournir courant, tension et puissance, afin d'obtenir le meilleur rendement de la source correspondante Les ballasts traditionnels peuvent être remplacés avantageusement par des ballasts électroniques. Ceci permet: 1. Un niveau d'éclairement de type modulable 2. Un allumage instantané 3. La suppression complète des effets stroboscopiques 4. Une meilleure efficacité lumineuse 5. Un meilleur moyen de la qualité d'éclairement dans le temps 6. Des économies d'énergie ( environ 20%) 7. Une augmentation de la durée de vie des sources Physique page 5

6 De même les starters traditionnels peuvent être remplacés par des starters électroniques et permettent ainsi un allumage franc et instantané et à basse température. Puissance (W) 5 à 23 (lm/w) 40 à 60 Tc de couleur (K) 2700 à 3000 IRC 85 moyenne 8000 à En retrait par rapport à l incandescence Peu de luminaires spécifiques Éclairage général petit tertiaire en attente de rénovation d une installation équipée de sources incandescentes b Les sources fluoro-compactes de d intégration Descriptif Les sources fluoro-compactes de substitution sont composées d un tube comprenant ou non le starter. Le ballast est intégré au luminaire. Ainsi, en fin de vie, seule la source sera à changer Puissance (W) 5 à 55 (lm/w) 50 à 95 Tc de couleur (K) 2700 à 4000 IRC 85 moyenne 8000 à Miniaturisation des luminaires, donc meilleur intégration Neuf ou rénovation de l éclairage général Possibilité d intégration dans des luminaires spécifiques, pour la décoration Transparent caractéristique des sources Transparent tableau comparatif des sources 6 Choix des sources lumineuses Photocopie directe issue de L'éclairage intérieur des locaux tertiaires Physique page 6