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lampes mh???

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Invité Tacim   
Invité Tacim

Salut ben mh veux dire metal halide il me semble.Le spectre blanc de ces lampes est mieux adapté pour la croissance que les hps(haute pression sodium=spectre orangé).

[102.gif][102.gif]:roi:

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Bob    47
Bob

Les lampes

Descriptions:

Le néon est un gaz qui a la propriété d'émettre de la lumière rouge (tendant vers orange) quand il est traversé par un courant électrique (ionisé)

Ce gaz est contenu dans le mini tube des tournevis d'électricien (seuil 80v), dans les longs tubes de décoration des cafés (demandent 100 v par m )

L'hélium émet de la lumière jaune, l'argon de la lumièe bleue,....

Pour les tubes fluorescents ('fluo' appelés couramment 'néon' car ce gaz a été employé avant pour ces tubes) voilà :

Ils contiennent de l'argon & .... Ce gaz ionisé émet des U V qui recus par la poudre recouvrant l'intérieur du tube est réémise à une fréquence plus basses (spectre visible) vers l'extérieur

La quasi-majorité des lampes a décharge sont "remplies" d'un gaz dit "tampon", qui est un gaz rare, et d'un élément principal (émetteur) comme le sodium, mercure, sels métalliques. Le rôle du gaz tampon est double:

-D'un il permet l'amorçage de la lampe, c’est à dire la création d'un plasma entre deux électrodes. Ce plasma permet ensuite de réchauffer le/les éléments principaux (métal, sel métallique) et de permettre son évaporation. Ceci permet a la finalité d'avoir une décharge électrique dans de la vapeur d'un métal qui est solide a température ambiante.

-De deux. L'efficacité lumineuse de la lampe, c’est à dire le rendement de conversion de l'énergie électrique en énergie lumineuse, dépend énormément de la pression de ou des éléments principaux, de l'énergie des électrons et de la dimension du tube a décharge (cf. perte thermiques, recombinaisons electrons-ions etc...).

Il s'avère que la majorité des lampes a vapeur métalliques ont un maximum de rendement pour de très faibles pressions de vapeur de l'élément principal (mercure, sodium etc etc). Or cela va a l'encontre d'un bon transfert d'énergie des électrons libres vers les atomes/molécules métalliques (qui émettent la lumière) car la faible pression induit une très faible probabilité de collision entre ces électrons et les molécules/atomes métalliques. En bref, si il n'y avais QUE la vapeur métallique, une trop grosse partie de l'énergie des électrons se dissiperais thermiquement sur les parois du tube a décharge.

De ce fait, le gaz tampon ne sert pas seulement au démarrage de la lampe, mais sert aussi a accroître les collisions élastiques avec les électrons et permettre de ce fait une plus grande probabilité de collision inélastique (de transfert d'énergie) avec les atomes/molécules principales. De plus, la nature et la pression de ce gaz tampon est défini de telle manière que le transfert d'énergie global des électrons vers les atomes/molécules principales soit maximale .. donc que le rendement global de la lampe soit maximum. Et cela implique aussi la conductivité thermique de ce gaz tampon.

En ce qui concerne l'élément principal (ou le mélange), il est choisit en fonction de ses niveaux d'énergies (c’est à dire quels spectre on peut obtenir), le rendement quantique de production de la lumière visible (les gaz rares ont une rendement quantique beaucoup plus faible que les métaux, car les niveaux résonnant de ces derniers sont biens moins énergétiques que ceux des gaz rares .. je ne vais pas développer car faut faire simple ), la température de fusion, d'ébullition (quel énergie faut il dissiper pour avoir telle ou telle pression de vapeur), et enfin la réactivité de l'élément avec les différents composants de la lampe (électrodes, enveloppe etc...) plus, comme si cela ne suffisait pas, les cycles chimiques qui peuvent exister, avec tout ce que cela peut impliquer (ségrégations, turbulences, transports etc..)

En bref, pour résumer, le couple gaz tampon / élément principal est choisi de telle manière que l'amorçage, le rendement, la durée de vie, la maintenance du flux lumineux, la qualité de la lumière répondent a des critères optimaux pour une utilisation courant et économique sur plusieurs milliers d'heures.

Ces mélange n'ont pas été trouve au hasard et cela a demande énormément de travaux sur des décennies. Il existe une quantité inimaginable de lampes qui ont été développees mais qui n'ont jamais atteint le marche pour cause de durée de vie trop courte, de prix de reviens trop élevé, de couleur inacceptable etc etc....!

La Physique des lampe est en faite un domaine extrêmement polyvalent, car cela concerne la mécanique (scellements verres-metaux, armatures etc..), la chimie (poudres fluos, réaction dans les lampes moléculaires ou non, getters pour le maintien de la purete du remplissage de la lampe etc. plus tout les revêtement polymères, minéraux etc..), La physique (spectro, plasma, matériaux)...

En ce qui concerne le remplissage (Gaz tampon | Eléments principaux):

Sodium basse-pression: (99%Néon + 1% Argon | Sodium). Ce mélange Argon-Neon est ce que l'on appelle un mélange Penning. Il a l'intérêt de permettre une reduction significative de la tension d'amorçage de la lampe. Le néon est employé car il a une très grand probabilité de collision élastique avec les électrons, ce qui se traduit par une très forte dissipation par effet joule. Ce dernier est nécessaire afin de porter le sodium a 260C, température a laquelle la vapeur de sodium donne lieu a un maximum de rendement.

Cette lampe est en développement depuis 1932! (Philips, NL)

Sources actuelles: excellent rendement (100-200lm/W), mauvaise qualité de lumière (orange monochromatique) IRC-20

Sodium haute-pression: (Xénon | amalgame Sodium-Mercure) ou (Xénon | Sodium).

Ici le gaz tampon n'est pas du type mélange de Penning, bien qu'il existe des lampes fabriquées par Sylvania qui emploient un tel mélange, mais on ne va pas les considérer ici. Le remplissage de xénon permet une plus forte dissipation thermique dans le plasma tout en gardant la conductivité thermique relativement faible comparée aux autres gaz rares (et ce grace a sa plus forte masse atomique). Ces lampes opèrent a près de 1000C-1200C, ce qui permet d'obtenir une lumière plus riche en couleur mais au détriment du rendement global (les lampes au sodium basse-pression émettent une lumière quasi-monochromatique a 589.00 et 589.59nm). On peut d'ailleurs remarquer sur la photo ci-dessus que le tube a décharge n'est pas transparent. Ces lampes ont put être commercialise seulement depuis que des tubes en alumine (Al2O3, résistant au sodium) ont pu être fabrique en série et dotées d'électrodes, c’est à dire en 1965 (GE, USA)

Sources actuelles: Très bon rendement (80-135lm/W), qualité moyenne de la lumière (jaune-dorée) IRC22-45

Halogénures (iodures) métalliques: (Argon | mercure + sels métalliques).

Le gaz tampon peut être aussi des fois du Xénon (lampes automobiles) ou un mélange penning de Néon et d'Argon (lampes pour circuits sans amorceurs) ajoute a du Krypton85 (radioactif) pour faciliter l'amorçage.

En ce qui concerne les éléments principaux, ils sont sous formes d’iodures et bromures, ce afin de pouvoir accroître la pression de vapeur de ces éléments pour une température donne. De même, ces halogènes en se combinant avec les métaux évitent la corrosion du quartz et de l'alumine normalement présent dans le cas de vapeurs purement metalliques.

L'idée des lampes aux halogénures métalliques remonte au début du 20eme siècle. L'idée originale était de rajouter des éléments tels que le Cadmium et le Zinc dans les lampes a vapeur de mercure afin d'obtenir un spectre plus riche en couleur. Le problème est qu'a 800C, le Cadmium et le Zinc réagissent avec le quartz, ce qui a pour conséquence l'opacification du tube a arc. Phénomène d'autant plus "vif" que ces lampes primitives fonctionnais a forte température afin de permettre une "bonne" pression de vapeur des éléments rajoutes. Vers cette même période il était connu que les sels métalliques permettrent l'accroissement de la pression de vapeur pour une température donne. Ceci sera véritablement mis en application vers 1957 (GE, USA), pour donner lieu en 1962-1965 a une lampe aux iodures de Sodium-Scandium (originellement 400W) remplacant les lampes a vapeur de mercure de même puissance. Ceci permit d'upgrader les installations courantes avec des sources plus efficaces et émettant une lumière vraiment blanche.

Aujourd'hui, il existe plusieurs dizaines de formulations différentes, l'émission combinée de chacun des éléments donnant une lumière blanche par synthèse additive. Tout dépend du fabricant (cf. les brevets) et des rapports entre durée de vie, qualité de lumière et rendement. En ce qui concerne les formulation les plus courantes, il y a:

- iodures de Sodium, Scandium et Thorium (toujours populaire): blanc neutre (4000K), qualité de lumière moyenne (IRC60-70), efficacité moyenne(60-80 lm/W).

- iodures de Thallium, Sodium, Lithium, Indium: blanc neutre (4500K) qualité de lumière moyenne(IRC65-70), bon rendement (80lm/W)

- iodure de Plomb et de Gallium: pour l'émission UV entre 340 et 460nm

- halogénures de Dysprosium, Holmium, Thulium, Thallium et Césium: Lumière du jour (5600K), excellente qualité de lumière (IRC90+), très bon rendement (85+ lm/W)

- halogénures de Dysprosium, Holmium, Thulium, Thallium et de Sodium: blanc neutre (4000-4500K), très bonne qualité de lumière (IRC 80-90), bon rendement (80+lm/W)

- halogénures d'Etain, Indium, Sodium et de Thallium: blanc chaud (2800-2900K), bonne qualité de lumière (IRC 75-85), bon rendement (80+ lm/W)

Ces caractéristiques montrent l'intérêt des lampes aux halogénures métalliques face aux lampes a vapeur de mercure (IRC 35-60, rendement: 11-50 lm/W)

Mercure haute-pressionArgon | Mercure):

A température ambiante, le mercure est à l'état liquide est le peu de vapeur qui existe dans la lampe forme avec l'Argon un mélange de Penning (encore) qui facilite l'amorçage de ce type de lampes. La photo montre un exemple de lampe sans revêtement fluorescent. Normalement il y a un revêtement de Eu:YVO4 qui convertit le rayonnement UV du mercure a 365nm et autours de 254nm en lumière orange et rouge, ce qui permet de combler le spectre indigo, violet, bleu, vert et jaune de la vapeur de mercure.

Les premières lampes de ce type ont été crées vers 1930 (GEC, UK) et ont évolue aux environs de 1950-60 vers la forme que nous connaissons aujourd'hui. Les premières lampes n'avaient pas de revêtement fluorescent, ce qui donnait a la lumière émise une teinte blafarde qui donne aux gens un aspect cadavérique (du au manque de lumière rouge). Ces lampes ont été extrêmement populaires aux US et en Europe entre 1930 et 1970 (sauf Belgique, Pays bas et Royaume Uni qui ont favorisé la vapeur de sodium basse pression, plus économique). L'apparition des lampes au sodium haute pression de meilleur rendement font que ces sources sont de moins en moins utilisées et tendront à disparaître dans les prochaines 20-25 ans. Ceci est d'autant plus vrais que des nouvelles lampes aux halogénures métalliques (1995, Philips) permettent une excellent qualité de lumière avec de très bon rendements.

Voila en ce qui concerne les petites question de lem pat. Pour finir voila une image que j'aime beaucoup (ci-dessous). Il s'agit d'une lampe a vapeur de sodium basse pression qui vient d'être allumée. La température augmente lentement et on peut y voir l'émission lumineuse du néon (au centre, en rouge) et celle du sodium (sur les bords, en orange). Le fait que le sodium émettre seulement sur les bords de la lampe est dû a un phénomène très particulier: le pompage ionique. Quand cette lampe chauffe et qu'elle n'a pas encore atteint sa température optimale, il y a très peu d'atomes de sodium présent dans la décharge, ce qui fait que ces alcalins seront quasiment tous ionise (du fait des électrons énergétiques, ce qui change quand la pression de sodium augmente). Du fait de la plus grande mobilité des électrons, ils vont diffuser très rapidement vers les parois du tube a décharge, ce qui fait que l'ampoule en verre se polarise négativement par rapport au plasma. Cela a pour conséquence la création d'un champ électrique radial qui attire les ions vers les paroi de l'enceinte. Ces ions se recombinent (se neutralisent) ensuite avec les électrons présents a la surface.

Du fait de la faible mobilité du sodium dans le néon, le flux d'ions de sodium vers les parois du tube est plus intense que la diffusion "normale" du sodium atomique en direction du centre de la décharge. Il en résulte que quasiment tout le sodium se retrouve sur les bords du tube a décharge.

Bon maintenant le reste des questions. Déjà pour fixer les idées,

En ce qui concerne la terminologie, il est vrai que les tubes fluos sont couramment appelés tubes au néon. Ce qui est d'autant plus bizarre que les lampes fluorescentes ne contiennent pas de néon. Je n'en suis pas certain mais je pense que cela trouve son origine dans une analogie avec les tubes publicitaires dont certains ont une apparence similaire aux tubes fluorescent.

La différence entre les deux sources: elle est historique et structurelle.

Un peu d'histoire: Le tube néon trouve son origine dans les travaux de Moore, Cooper-Hewitt et Claude qui développèrent des tubes a décharge sous basse pression pour l'éclairage générale (c’est à dire, tout sauf le labo), vers la fin du 19eme siècle- debut du 20eme. Moore conçu les lampe a azote et CO2, Cooper-Hewitt travailla sur la décharge dans le mélange argon-mercure et Claude lui obtint suffisamment de néon pour créer ... le premier tube au néon. c'était en 1901.

Comme son nom l'indique, le tube au néon contenait originellement du néon pur, qui une fois excité émet une lumière rouge blafarde. Les enseignes actuelles ont un design peu différent du tube de Claude, a savoir une paire d'électrode froide en forme de coupelle (cathodes creuses), et un tube formé selon l'utilisation. Le remplissage est maintenant un mélange Penning de 99%Néon et 1%d'Argon. Sur la photo, le tube néon est destiné aux feux tricolores.

Ces tubes néons différent beaucoup des témoins lumineux comme ceux trouvés dans les tourne-vis d'électriciens, comme le dit lem pat. La différence réside dans la géométrie des électrode et du fonctionnement de la lampe. Je ne vais pas m'étendre dessus, car il y a a dire, mais c'est juste pour remarquer que ces petite lampes émettent une lumière orange contrairement a la lumière rouge des enseignes lumineuses.

Toujours en ce qui concerne les enseignes, il existe aussi des enseignes fluorescent (histoire de rendre les choses encore plus confuses ), qui ont un remplissage d'argon et de mercure et pourvu d'un revêtement fluorescent qui permet l'obtention de toute une palette de couleurs. Ces tubes sont plus proches des lampes de Cooper-Hewit que des tubes fluos que l'on trouve dans les bureaux et chez nous.

Maintenant, le tube fluo. Toujours une note historique : les premiers travaux sur une source de lumière fluorescente remontent a 1896, avec Edison qui enroba l'intérieur de tubes de Crookes-Roentgen (1895, cf. découverte des rayons X par Roentgen avec des tubes de Crookes) avec du tungstate de calcium. Le rayonnement X produit par le tube fait fluorescer le revêtement, ce qui donne une lumière blanche-bleutée produite avec un rendement trois fois meilleur que les lampes a incandescence a filament de carbone (1889, Edison) de l'époque.

Seulement le problème est que le rayonnement X produit par cette lampe enverra au cimetière (après maintes amputations, histoire de rigoler un peu !) un employé d’Edison. Donc exit cette lampe.

En 1901 Cooper-Hewitt développe donc sa lampe a vapeur de mercure basse-pression. Cette source eue un certain succès du fait de son efficacité "relativement" supérieure face aux lampes a filament. Cependant, la couleur blafarde de la décharge dans le mercure a grandement limité son utilisation. De plus, ces lampes utilisaient des bains de mercure comme électrodes, ce qui donne lieu, comme on le sais aujourd'hui, a un très faible rendement de la source du fait de l'énergie considérable qu'il faut pour extraire les électrons des électrodes

Il faudra attendre 1927, et les travaux de Ruttenauer et Pirani (Osram) pour le développement d'électrodes en oxydes d'alcalins. Cette innovation permis de réduire les pertes d'énergie au niveau des électrodes pour l'extraction des électrons. Ceci accroît ainsi énormément le rendement des lampes. Toujours chez Osram, le développement des poudres fluorescentes adéquates permis le lancement du premier tube fluo en 1936 a l'exposition universelle de Paris (Osram), suivi en 1938 par GE a New-York puis par Philips (1938) et GEC (UK).

La structure de la lampe n'a pas vraiment change depuis les premières années.

Il y a toujours des cathodes chaudes pour l'émission efficace d'électrons, toujours la conversion du rayonnement UV en lumière visible (blanche). En revanche, ce qui a change, c'est que depuis plus de 70 ans cette lampe a été améliorée du point de vue de la durée de vie (2000h ->50000hrs), de l'efficacité lumineuse (30lm/W -> 105lm/W), de la qualité de la lumière (IRC50 -> IRC98) et de la luminance (diamètre 38mm -> 26mm-7mm)

La grosse différence qu'il y a entre le tube fluo et le tube néon réside certes dans la structure et l'utilisation, mais aussi dans l'optimisation des sources. Le tube fluo est optimisé pour avoir un excellent rendement et une très bonne qualité de lumière, alors que le tube néon est avant tout conçus pour être coloré et résistant aux cycles d'allumage et extinction.

En effet, le nombre d'allumage et d'extinction limite la durée de vie de ces lampes. La phase d'allumage correspond à des conditions de décharge électrique qui donnent lieu a l’érosion prononcée des électrodes. Un tube fluo qui ne sera jamais éteint aura une durée de vie 2.5 fois plus élevée que s’il subit un cycle de 8 allumage-extinction par jour.

Les enseignes lumineuses ont donc des électrodes qui sont moins sensibles aux effets ravageurs de l'allumage, ce qui permet le clignotement de ces lampes sans avoir a les changer tout les mois! La contrepartie est que ces électrodes ne sont pas efficaces pour l'émission d'électrons. Cela implique donc que ces lampes ont un rendement bien moindre que les tubes fluos.

Les lampes fluos sont celles qui ont la gamme de teintes / rendu des couleurs la plus vaste de toute les sources. Le problème réside d'une part dans la méconnaissance du public sur les différentes teintes de blanc disponible, et le plus important, OU les utiliser. Car une lumière blanche chaude dans une pièce aux teintes froides donnera un résultat désastreux.

D'autre part, il y a un problème de communication. Ceux qui bossent dans l'éclairage connaissent les codes de couleurs qui sont imprimes sur les tubes, mais pas le public. Et de plus, Carrefour, Bricomachin et consort ne se cassent pas vraiment le cul pour présenter une gamme étendue de tube fluos et faire l'éducation du public. Alors forcement on tombe sur des tubes "blanc industrie" dans les salles de bain et cuisine (des tubes a fuir, car rendement nul et qualité de lumière médiocre), ou des lampes pour les plantes dans les garages et penderies.

A titre d'information, De plus en plus de constructeurs commencent a s'aligner sur un code commun de trois chiffre qui se situe en bout de la référence de la lampe. Par exemple, pour Osram on a : L36W/ABC.

Ces trois derniers chiffres sont "ABC" et indiquent la température de couleur et l'indice de rendu des couleur de la manière suivante:

Ax10 = Indice de Rendu des Couleurs

BC*100 = Temperature de Couleur (en K)

Exemple: 840: IRC80 et TC=4000K :blanc neutre avec un bon rendu des couleurs.

Pour donner un ordre d'idée:

IRC: ne pas prendre en dessous de 80

TC: gamme:

-2900K: ambiance chaude, pour pièce ayant des couleurs neutres ou chaudes (ocre, rouge, jaune, orange)

-3000K: ambiance tiède a chaude, pour le même type de pièce que ci-dessus

-4000K: blanc neutre, pour tout type de pièce préférentiellement garage, cellier, pièce d'eau etc...

-5000K: blanc froid, pour pièces ayant une couleur neutre ou froide (bleu, lavande, vert etc...)

-5500-6500K: lumière du jour. Lumière d'excellent qualité mais d'apparence froide. A utiliser la ou on veut avoir une lumière proche de celle du jour (d'ou le non!)

Comme toujours, il faut qu'il y en ai qui ne respectent pas ce code. Philips utilise un code a deux chiffres. Préfère les tubes en 8X et 9X (X=2,3,..), mais fuire absolument les 2X et 3X.

De même, quand vous achetez un tube fluo, prenez TOUJOUR le plus petit diamètre disponible pour le type que vous recherchez. Actuellement les deux versions les plus courantes sont les T12 (38mm de diamètre) et les T8 (26mm de diamètre). Les premiers ont une technologie vielle de plus de 50 ans, alors que les T12 sont plus récent de 20 ans et possèdent les dernières innovations technologies.. d'où la différence de prix...

Bon ba la j'crois que ca répond a pas mal de questions et ca peut étre trés utile pour choisir la lampe idéale pour sa culture !

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Guest   
Guest

mh(metal halide)en francais hallogènures metaliques,lampe halogène avec un ballast+starter quoi en gros! petitte astuce ajouter une mh la dernière semaine de flo,les uvb contennus dans le spectre(qui ne sont pas présent dans les hps!)augmente la puissance du thc,voilou,et j`ai pas fait l`uni [102.gif]

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Guest   
Guest

je suis sur que tu a tout compris toutes ces references techniques xia! [102.gif] les K par ex(kelvin)!?!complexe l`eclerage hein,ca viendras avec le temps.

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