- La technologie l'arc électrique
- La technologie de l'incandescence
I) L'éclairage sans électricité
1) Les lampes préhistoriques
Le feu de bois
(qui, fut le premier éclairage artificiel).
Les torches.
Les lampes à huile.
2 ) Les lampes romaines
Les lampes à huile évoluent du simple bol rempli d'huile où flotte une mèche, au véritable réservoir, profond avec une ouverture supérieure réduite et une anse verticale. Ces lampes sont utilisées depuis l'Antiquité jusqu'au XIX° siècle dans les campagnes.
3) Les premiers combustibles solides
Les torches ont plus de 100 000 ans, et sont constituées d'un bâton de bois sec entouré d'un linge imbibé d'un liquide obtenu en mélangeant du soufre, du salpêtre et un produit tiré de la résine.
La résine ou "poix" est utilisée de l'antiquité jusqu'au XIX° siècle. Elle servait à la fabrication de chandelles.
Les chandelles de suif sont surtout utilisées à partir du moyen âge . Le mot suif signifie d’abord graisse de porc puis toutes sortes de graisses animales servant à faire des chandelles.
Les bougies de cire se développent avec l'apiculture au moyen âge mais ne sont utilisées que par les gens très riches. Le terme de bougie apparaît au XIII° siècle.
4) Les combustibles solides plus récents
Les bougies de stéarine au XIX° siècle. Ces bougies sont commercialisées à partir de 1831 par Adolphe de Milly. La stéarine est une cire faite à base de graisses végétales et animales.
Les bougies de paraffine au XX ° siècle. A partir des années 1945 - 1950, l'essor de l'industrie pétrolière permit de livrer sur le marché une quantité de plus en plus considérable de paraffine. A présent toutes les bougies et tous les cierges utilisés contiennent une forte proportion de paraffine.
5) Les porte-chandelles et leur évolution :
Les chandeliers et bougeoirs ; leur apparition est contemporaine à celle des chandelles. Mais ce n'est qu'à la fin du moyen âge que ces porte-chandelles prennent une importance plus grande, avec l'usage des chandelles de suif et des bougies de cire qui se répand lentement.
Un bougeoir est un chandellier muni d'une coupelle pour récurérer la cire (Fig 3).
Les lanternes qui contenaient les bougies et dont on se servait à l'extérieur, apparaissent dès l'antiquité.
6) Apparition de nouveaux types d'éclairage à l'époque contemporaine
Les quinquets à huile de la première moitié du XIX° siècle.
Leur invention, à la fin du XVIII° siècle, fut capitale dans l'histoire de l'éclairage. Et jusqu'à l'apparition de l'ampoule électrique, ce mode d'éclairage fut de loin le plus important.
Les lampes à pétrole de la deuxième moitié du XIX° siècle, utilisent en fait du pétrole lampant ou kérosène. A partir de 1853 des recherches permirent la distillation du pétrole dont un des dérivés, le kérosène, se révéla tout à fait apte à remplacer l'huile dans les lampes. Ce produit avait en outre l'avantage de monter par capillarité des lampes.
Les becs de gaz au XIX° et au début du XX° siècle. Les propriétés éclairantes du gaz furent popularisées par Philippe Lebon.
Les premiers becs de gaz illuminèrent Paris en 1819.
Des compagnies furent fondées pour l'éclairage de Paris, en 1848 Paris était éclairé par 8600 lanternes.
Les lampes à essence vers 1900, appelée aussi lampe Pigeon du nom de son inventeur.
II) L'apport de l'électricité
a) Un banal phénomène de spectacle
En 1813, Humphry Davy (Anglais) branche aux bornes d'une pile de Volta deux pointes de charbon. Il se rendit compte qu'était généré une étincelle très lumineuse entre ces deux pointes lorsqu'on les rapprochait. Puis l'étincelle persistait si on éloignait lentement les deux pointes.
A noter que l'étincelle dure plus longtemps lorsque l'expérience est réalisée sous vide. Mais ce dispositif reste l'apanage des démonstrations spectaculaires réalisées dans les amphithéâtres ou les laboratoires. En effet, aucune application possible n'y a été trouvé pour l'instant.
b) Le phénomène dompté
Léon Foucault, (le savant Français qui est connu pour son pendule qui servit à démonter que la terre tourne), adapte l'invention de Humphry Davy à l'éclairage. Il substitua au charbon classique le charbon de cornue de gaz. Ce dernier a la particularité d'être peu combustible mais bon conducteur électrique. Léon Foucault mit un terme au problème posé par le fait qu'il faille bouger les charbons au cours de la vie de l'étincelle en réalisant un mécanisme.
c) Amélioration de l'invention de Léon Foucault
La nécessité d'un mécanisme complexe qui régisse le mouvement du charbon a été un frein à l'essor de l'éclairage par arc électrique.
Paul Jablochkoff (Russe) révolutionna la technologie de l'arc électrique en réalisant cet arc entre deux baguettes de charbon parallèles l'une à l'autre. Elles sont séparées par une substance isolante à froid et conductrice électrique à chaud. (Plâtre ou Kaolin)
Ce dispositif est alimenté en alternatif car sinon le pole + se consomme deux fois plus vite que le pole -.
Pour information, une bougie Jablochkoff de 25cm de long et de 4 mm de large dure environ 1h30.
C'est à partir de la mise au point de la bougie Jablochkoff que l'éclairage public électrique connu un essor significatif (1878). Ce type d'éclairage remplaça souvent les lampes à gaz qui furent source de nombreuses catastrophes humaines (incendies...)
La lampe à incandescence d'Edison, introduite en Europe en 1882 permit à l'électricité de pénétrer les foyers et les commerces.
a) L'incandescence: une lumière agréable
L'incandescence est l'émission de lumière due à la chaleur intense d'un corps chauffé à blanc ou au rouge vif. Pour le filament, c'est le passage de l'électricité dans un conducteur suffisamment résistif qui crèe la chaleur.
La différence principale entre l'éclairage par arc électrique et par incandescence est la différence de gène occasionnée.
A l'arc électrique gênant, l'incandescence apporte une lumière douce. Le principal problème technique des ampoules est le choix du filament.
Après des mois de recherche, il découvrit que des tiges de bambou calciné constituaient un bon filament. Cette solution technique connu une vie industrielle en 1881.
Bien sur, de nombreux savants firent des recherches sur le sujet. Et apportèrent des contributions intéressantes.
b) L'avenir de l'éclairage
A l'heure actuelle, les ampoules à filament sont encore présentes dans les foyers. Mais elles ont disparu des lieux publics au profil des néons et des ampoules basse consommation.
Les LED (Diodes Electroluminescentes) pourraient bientôt révolutionner l'éclairage, à condition d'améliorer la luminosité de ces dernières. En effet, elles ont un rendement nettement supérieur aux ampoules classiques.
Mais seul le futur nous le dira !
c) L'électrification du monde
Avec l'exposition internationale d'électricité qui se tint à Paris en 1881, l'électrification du monde était en marche. Toutes les grandes villes, unes à unes, connurent cette révolution. En France, alors que le peuple était enthousiasmé par l'électricité, elle mit du temps avant de devenir une réalité concrète pour tous. Surtout dans les milieux ruraux.
Conclusion
L'électricité apporta beaucoup à l'humanité. L'éclairage en fut une des principales applications. A l'heure actuelle, au début du troisième millénaire, outre la question des sources lumineuses, celle des moyens de les éclairer se pose (comment produire l'électricité) et les impacts sur l'environnement de cette production ou des moyens de stockage.
