Lampes fluorescentes - Fonctionnement et vieillissement

Parmi les applications captives de l’électricité, l’éclairage représente en France, selon les activités, entre 15% et 50% des dépenses affectées à l'énergie électrique. Représentant une part appréciable de la consommation électrique, l'éclairage garde aussi un potentiel d’économies énergétiques encore important malgré des améliorations significatives des réseaux d’éclairage depuis les années 70. Ce potentiel peut être situé dans trois domaines principaux :

• Combinaison de l'éclairage artificiel avec l’éclairage naturel, ce qui suppose une évolution des principes de construction ;
• Amélioration de l’efficacité des sources (le niveau projeté se situe aujourd'hui autour de 200 lm/W pour des sources blanches) ;
• Recherche de systèmes d'éclairage plus performants.

Le premier de ces domaines échappe au champ des techniques électriques et implique des évolutions architecturales et sans doute culturelles.

Le second relève de l'industrie des sources et plus particulièrement des quelques grands fabricants de lampes d'éclairage.

Le troisième domaine concerne toutes les industries qui participent à la conception, à la réalisation et à la mise en oeuvre des systèmes d'éclairage. On doit considérer qu'un tel système comprend généralement un luminaire, une source, une alimentation, un système de régulation, une unité locale ou centralisée de gestion (de la simple télécommande à la gestion d'immeuble ou de réseau), qu'il demande un ou plusieurs installateurs ainsi que l'organisation d'un contrôle d'état et de suivi de l'installation. Les marges possibles d'économie d'énergie, le nombre des acteurs impliqués, l'impact économique, font donc de cette dernière possibilité un moyen d'action potentiellement très intéressant, tant économiquement que dans son incidence sur un programme de diminution de consommation d'énergie électrique.

Malheureusement, si les possibilités des différentes sources de lumière en utilisation nominale sont assez bien connues, il n'en est pas de même de l'évolution de leurs caractéristiques dans le temps, ni surtout de l'incidence sur leurs propriétés d'une gestion mettant en oeuvre des conditions d'alimentation très variables d'un système à l'autre. Or la connaissance de ces incidences conditionne pour une très large part les possibilités de succès ou d'échec d'un système d'éclairage.

Par ailleurs, il est vraisemblable que des systèmes nouveaux d'éclairage ne deviendront réellement attractifs que s'ils offrent à l’utilisateur, en plus des propriétés non immédiatement perceptibles d’efficacité et de durée de vie, une fiabilité et un agrément d’utilisation égal ou supérieur à celui des systèmes existants. Compte tenu des propriétés des décharges, un tel objectif ne peut être atteint que si l'on conçoit un gestionnaire électronique qui tire le meilleur parti de la source utilisée et s'adapte au réseau sans le perturber.

La recherche d’une électronique adaptée et concurrentielle, le couplage thermique et optique avec le luminaire, l'optimisation des phases de pleine lumière et de lumière tempérée, suppose que l'on connaisse le comportement de la charge lampe non seulement dans son régime nominal mais aussi dans ses différentes phases de fonctionnement, amorçage et réamorçage, fonctionnement à puissance réduite, réaction aux différentes formes d'excitation, vieillissement. Actuellement ces comportements sont mal connus et surtout les études nécessaires à leur modélisation n'ont été que très partiellement réalisées. Ceci est vrai pour les lampes classiques et plus encore pour les lampes compactes, pour les nouvelles lampes à enceinte céramique utilisant les halogénures métalliques ou pour ce que pourraient être des lampes sans mercure.

Sommaire du chapitre sur le fonctionnement et le vieillissement des lampes fluorescentes



1. De la première étude des décharges électriques aux lampes fluorescentes
2. Principe de fonctionnement d'une lampe fluorescente
3. Alimentation des décharges
4. Veillissement : généralités
5. Principale composante du vieillissement
6. Modèle de prédiction de durée de vie