Ampoule fluocompacte : Différence entre versions

Version du 19 novembre 2012 à 14:45

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Une poule qui picore du pain dur sur un mur. L'ampoule fluocompacte, ou lampe fluorescente compacte (LFC), est une alternative aux ampoules traditionnelles. D'une longue durée de vie et économe, à puissance égale elle éclaire davantage qu'une ampoule incandescente.

Description

Avec la hausse des tarifs de l'énergie, bon nombre de personnes portent une attention particulière à leurs dépenses énergétiques. Comme l'éclairage d'une résidence représente de 5 à 10 % de l'énergie consommée, l'ampoule fluocompacte a été proposée comme alternative à l'ampoule classique à incandescence.

Histoire

Les lampes fluorescentes compactes ont été produites en 1974, lorsque des chercheurs ont eu l’idée de replier sur lui-même un tube fluorescent. Après des débuts un peu hésitants, les lampes disponibles actuellement présentent sur les ampoules classiques à incandescence quelques avantages.

Utilisation

Compte tenu du vieillissement accéléré de ce type d'ampoules lors de fréquents allumages, il est préférable de les installer dans des endroits où l'on reste longtemps (pièces à vivre). En effet, de fréquents allumages et extinctions sont susceptibles de provoquer une vieillissement accéléré de ces ampoules. Elles peuvent aussi mettre un certain temps avant d'atteindre leur pleine efficacité lumineuse (de quelques secondes à quelques minutes). Ainsi, les ampoules fluocompactes ne conviendront pas aux pièces éclairées par intermittence et pour de courtes durées (lieux de passage, couloirs, sanitaires...).

On peut aussi installer des ampoules compactes dans les luminaires difficiles à atteindre car il n'est pas nécessaire de les changer souvent.

Par mesure de précaution, on les proscrit des lampes de chevet et des lampes de bureau, compte tenu des champs électromagnétique qu'elles génèrent, quand ces champs n'ont pas été mesurés à une distance de moins de 30 cm (l'idéal est d'installer des lampes halogène de faible puissance ou des lampes à diodes électroluminescentes, qui sont sans danger). En outre, lorsqu'on compte les utiliser à l'extérieur, il faut utiliser des lampes spéciales extérieur. Les toilettes, couloirs ne peuvent pas convenir. Que ce soit à l'intérieur ou à l'extérieur, l'emballage le précisera. On trouve des ampoules compactes qui conviennent à presque tous les appareils d'éclairage, aussi bien les plafonniers que les lampadaires de jardin.

Avantages sur le plan économique

Une centrale électrique classique devrait consommer 210 litres de fioul domestique pour produire les 1000 kW/h économisés par l'utilisation d'une ampoule fluocompacte dans une pièce non chauffée.

Les ampoules fluocompactes, étant issues des tubes fluorescents, ont dans les grandes lignes les mêmes performances que les tubes. Elles leur sont toutefois un peu inférieures. L'un des points forts des lampes fluocompactes est de pouvoir se substituer à des ampoules incandescentes classiques.

Une lampe fluocompacte :

• s’adapte directement sur des culots à vis ou à baïonnette et n’oblige pas à acheter de nouveaux luminaires (sauf si le luminaire est équipé d’un variateur de lumière), mais à la différence des tubes luminescents (appelés improprement tube néon) on change l'ensemble starter/ballast et non le simple tube ;
• a un coût d'achat plus élevé qu'une ampoule traditionnelle, mais dure 6 000 à 12 000 heures (suivant le nombre d'allumages et d'extinctions, environ 5 à 6 ans, contre 6 mois pour une source à incandescence). Il est toutefois essentiel de se demander pourquoi les lampes à incandescence n’ont qu’une durée de vie d’environ 1000 heures alors qu’une ampoule allumée en 1901 n’a jamais cessé de briller à la caserne des pompiers de Livemore)^[1], ce qui représente presque un million d’heures de fonctionnement. Voir les différents articles sur le cartel Phébus ^[2].
• consomme environ 75 % moins d'énergie que les ampoules à incandescence ordinaires.
• L'ampoule à incandescence gaspille plus de 10 % de l'électricité en chaleur, et 80 % avec le rayonnement infrarouge, la fluocompacte seulement 25 %.
• Une fluocompacte de 25 watts a la même intensité lumineuse qu'une ampoule ordinaire de 80 à 100 watts suivant sa qualité.
• Selon Environnement Canada, on trouve habituellement dans une maison une trentaine d'ampoules qui consomment environ 200 $ annuellement. Avec une fluocompacte, il n'en coûte que 50 $, même si tous les usages ne peuvent pas être remplacés par une source fluorescence (problème d'allumage et d'extinction).
• Dans la plupart des pays industrialisés, les compagnies énergétiques encouragent l'achat d'ampoules homologuées en offrant aux consommateurs des remises de 5 $ par tranche de 10 $ d'achat.
• Dans une pièce non chauffée, une seule ampoule fluocompacte de 20 W permet, durant sa vie, une économie de 1 000 kWh, évitant ainsi :
  • les émissions polluantes (l’équivalent de 60 kg de gaz carbonique et 0,4 kg d’oxyde de soufre) ;
  • la génération de déchets liés à la production d’énergie correspondante (l’équivalent de 150 cm³ de déchets nucléaires) ;
  • la consommation inutile de ressources fossiles (une centrale électrique classique devrait consommer 210 litres de fioul domestique pour produire les 1000 kWh économisés).

Beaucoup de propriétés de ces lampes à basse consommation dépendent de la qualité des lampes : le facteur de gain est le plus souvent 4, une lampe à fluorescence de 25 W éclairant comme à une lampe à incandescence de 100 W. Par ailleurs certaines lampes comportent un bulbe (pour donner à la lampe un aspect de fuseau et non de lampe stick) qui absorbe 30 % du flux lumineux. La durée de vie de ces lampes dépend du nombre de cycles d'allumage (au moins 6 000 cycles d'allumage et d'extinction)^[3].

Limite des avantages sur le plan économique

Dans les maisons chauffées à l’électricité, les économies d'énergie électrique sont totalement inexistantes durant toute la période où il faut chauffer la maison : en effet quand on installe une lampe qui chauffe moins, l'apport de chaleur diminue... et le chauffage doit fonctionner plus longtemps pour conserver la même température. Il compensera mathématiquement au watt près le déficit d'énergie thermique des lampes de façon à obtenir un bilan énergétique constant sur l'ensemble de la maison. En effet, que les calories proviennent d’une lampe ou du chauffage, un watt/heure transformé en chaleur est toujours égale à 860 calories. Les économies sont donc nulles.^{[réf. nécessaire]}

Ainsi, dans le cas d'une maison chauffée par une énergie fossile (fioul, gaz), l'économie d'électricité se fera au dépend d'une augmentation de la consommation de chauffage et donc d'une augmentation des émissions de gaz à effet de serre. On notera quand même que dans une maison chauffée au bois, l'usage de lampes fluo-compactes augmentera bien sûr la consommation de bois mais ceci reste neutre au niveau de l’émission de gaz à effet de serre.

Dans tout ces cas, les réelles économies d'énergie ne sont présentes que lorsque le chauffage n'est pas en service.

Ainsi selon la région, la longueur de la période pendant laquelle on fait fonctionner le chauffage influencera le niveau d'économie réalisable. A l’extrême, si le chauffage est nécessaire depuis l'automne jusqu'au début du printemps (période où les jours sont les plus courts et durant lesquels on est contraint d’utiliser le plus longtemps l’éclairage) pendant plus des 2/3 du temps les lampes fluo-compactes à l’intérieur de cette maison ne génèrent aucune économie. D'un autre coté, les régions méridionales, chaudes en été (pendant lequel on utilise la climatisation) et utilisant le chauffage pendant 1 ou 2 mois seulement, permettront de plus substantielles économies.

Inconvénients au niveau de l'environnement

La présence de poudres fluorescentes et de vapeur de mercure dans le tube, non dangereuses en cours d'utilisation, fait que ces lampes constituent un déchet dangereux sur le plan écologique nécessitant une élimination particulière. Des services de récupération existent désormais mais sont parfois méconnus du grand public, qui devrait rapporter les anciens tubes aux revendeurs. En France, des services de récupération sont mis en place par l'organisme Récyclum : les vendeurs reprennent toutes les fluos (compactes ou tubes) et les diodes. Attention, les fluocompactes ont un nombre de cycles marche/arrêt limité (indiqué maintenant sur la boîte), ce qui les rend inintéressantes pour les lieux de passage : couloir, toilettes etc. Beaucoup ne s'allument que progressivement (elles n'atteignent leur pleine luminosité qu'après plus ou moins une minute), mais les gammes à allumage immédiat se développent.

• Parce qu'elle contient une moyenne de 5 mg de mercure, la fluocompacte est considérée comme un déchet dangereux.
• L'agence de protection environnementale des États-Unis (APE), estime que 800 millions de lampes fluorescentes sont jetées chaque année, ce qui provoquerait la contamination au mercure de 81 000 km² d'eau.
• Il est dorénavant interdit de jeter ces ampoules avec les ordures ménagères. La réglementation européenne DEEE impose aux distributeurs de reprendre les anciennes ampoules basse consommation lorsqu'on lui en achète une neuve (attention : seules les ampoules basse consommation et, d'une manière générale, les lampes autres qu'à filament sont concernées. Les ampoules classiques doivent, elles, suivre le chemin des ordures ménagères). On peut également déposer ces lampes dans une déchetterie, si celle-ci les accepte. L'éco-organisme Récylum, seule structure agréée en France, s'occupera alors de la collecte et du recyclage des lampes basse consommation. Il assure, pour les industriels adhérents, l’enlèvement et le recyclage des lampes collectées sélectivement sur tout le territoire national (DOM compris). Certaines agglomérations proposent d’ailleurs depuis longtemps des collectes régulières des produits toxiques ménagers, dont font partie ces ampoules.

Pour que le bilan de ces ampoules soit positif, il faut les recycler, et acheter des produits de qualité (éviter les modèles fabriquées dans les pays asiatiques dans des conditions environnementales et sociales assez médiocres). En outre, chez les particuliers, l'impact de l'éclairage sur la consommation électrique globale consacrée à l'éclairage d'un pays n'est que de 10 à 20 % alors même que le tertiaire représente le gros consommateur d'électricité pour l'éclairage et que celui-ci (magasins ou bureaux) a de plus en plus privilégié l'éclairage halogène, la fluorescence ayant mauvaise presse. Quant à l'impact de l'éclairage chez les particuliers sur la consommation électrique globale tous secteurs confondus (éclairage, ferroviaire, industrie en général et de l'aluminium en particulier) il est minime.

L'éclairage chez les particuliers représente 14 % de leur consommation d'électricité : avec des fluos, on peut donc diviser cette part par 5, et plus en utilisant des diodes (1 à 5 W, pour des points lumineux multiples déjà très efficaces) mais uniquement hors période de chauffage (voir plus haut).

Il est également recommandé de ne pas s'exposer de manière prolongée à moins de 30 centimètres d'une ampoule fluocompacte car ces ampoules génèrent un champ électromagnétique plus important que la moyenne, nocif pour la santé.

Les lampes compactes « basse consommation » ont été produites après la crise du pétrole dans les années 70, lorsque des chercheurs ont eu l’idée de replier sur lui-même un tube fluorescent.

En pratique

Fonctionnement de la lampe fluorescente compacte

• 1 - L'ampoule fluocompacte est un tube fluorescent en version miniature. La base de l'ampoule abrite des composants électroniques qui assurent un éclairage continu, faute de quoi la lampe s'éteindrait et s'allumerait 100 fois par seconde.

• 2 - À la cathode du tube, un filament produit des électrons. Un arc électrique se propage alors à l'intérieur du tube, provoquant un va-et-vient régulier d'électrons.

• 3 - Les électrons percutent des atomes de mercure dans le tube, ce qui émet une lumière ultraviolette (UV) invisible à l'oeil nu.

• 4 - Les ultraviolets heurtent une couche fluorescente en surface du tube, composée de sels de phosphore. Ceux-ci réagissent aux ultraviolets en émettant une lumière visible blanche.

Test de durabilité

Lors de l'installation d'une ampoule fluocompacte neuve, penser à écrire sur le culot, à l'aide d'un feutre indélébile, la date de mise en service. Ces lampes ayant une très longue durée de vie, noter le jour où elle cesse de fonctionner est un bon moyen de savoir combien de temps elle aura duré.

Détails approfondis

Lampe fluorescente compacte et champs électromagnétiques

Ces lampes fluocompactes produisent de faibles champs électromagnétiques (CÉM) comme la plupart des appareils électriques, qui pourraient perturber la santé et l'environnement^{[réf. souhaitée]}. Elles génèrent des rayonnements radioélectriques (gêne pour les équipements de radiocommunication).

Contrairement aux ampoules classiques, les champs détectés auprès de certaines ampoules basse consommation allumées atteignent, à 20 cm, entre 4 et 180 V/m^{[réf. souhaitée]} pour des puissances allant de 11 à 20 Watts. Ce n'est qu'à une distance d'un mètre qu'on retrouve une valeur de 0,2 V/m, mesure correspondant au niveau de fond de l'environnement. Cependant, l'émission de champs de la part d'une telle ampoule n'est pas plus élevée que celle d'un aspirateur (50 V/m) ou d'un récepteur stéréo (180 V/m)^[4] et elles ne seraient donc pas plus dangereuses que les autres appareils domestiques^[5]. Pour situer, la valeur limite recommandée d'exposition à ces rayonnements est de 5 000 V/m^[4]. Aussi, si l'intensité du champ électrique est très importante à une distance très rapprochée (5 cm) de l'ampoule, elle décroît rapidement^[5] mais il reste cependant déconseillé de dormir à proximité d'une ampoule fluo-compacte.

On ne connait pas encore très précisément les éventuels risques sur la santé, mais on suspecterait une influence sur les cycles de sommeil et de veille et d'une manière générale sur le stress chez certains individus^[6]. Aucun élément scientifique n'a à ce jour prouvé que les ampoules basse-consommation étaient cancérigènes^[5].

Lampe fluorescente compacte et émission parasite d'UV

Puisque le principe à la base de la lampe fluorescente est de produire des rayons ultra-violets invisibles (par ionisation de la vapeur de mercure) pour ensuite les convertir en lumière visible inoffensive de plus grande longueur d'onde (par le revêtement intérieur), il y a lieu de se demander si un certain pourcentage des rayons UV ne parvient pas à traverser la couche fluorescente sans êtres convertis, suite à une propriété physique intrinsèque de ce matériau, ou à une altération mécanique de cette couche lors de la fabrication de la lampe, ou bien encore apparaissant à la longue (décollements ponctuels de la couche lors de chocs par exemple).

Lampe fluorescente compacte et le froid

Il existe des ampoules utilisables à l'extérieur à des températures allant jusqu'à - 30 °C. Toutefois, il convient de vérifier l'indice de température minimal sur l'emballage pour s'assurer que le produit convient au climat local. Il est préférable que l'ampoule soit installée dans un luminaire fermé afin d'être protégée du froid, du vent et de l'humidité. Il est à noter que si l'on combine l'ampoule située à l'extérieur à un détecteur de mouvement, sa durée de vie risque d'être réduite.

Lampe fluorescente compacte et économie d'énergie

La technologie de l'éclairage fluorescent convertit plus efficacement l'énergie en lumière. Les ampoules incandescentes ordinaires, produites de la même manière en utilisant le même genre de matériaux depuis plus d'une centaine d'années, gaspillent 90 % de l'énergie consommée en produisant de la chaleur plutôt que de la lumière.

Quand on allume un tube fluorescent, il se produit une surconsommation de courant transitoire au moment où le régulateur alimente les cathodes, ce qui amorce la vaporisation du mercure et allume la lampe. Cet appel de courant peut être plusieurs fois plus important que le courant de service normal de la lampe. Cependant, la durée de cet appel de courant ne dure en moyenne pas plus d'un dixième de seconde et requiert l'équivalent de cinq secondes (approximativement) de service normal. Il faudrait donc allumer et éteindre les lampes fluorescentes plus d'une fois toutes les cinq secondes pour consommer plus d'énergie qu'en les laissant allumées. Ce qui prouve qu'éteindre et allumer un tube fluorescent est préférable plutôt que de le laisser allumé continuellement, afin de réduire la consommation d'électricité.

À noter : Les LFC peuvent difficilement absorber les chocs provoqués par les surtensions. Lors de pannes d'électricité, il est recommandé d'éteindre les interrupteurs avant la reprise. De même, il n'est pas recommandé de les utiliser dans les ateliers où les changements de tensions sont fréquents.

Lampe fluorescente compacte et mercure

Les LFC ont besoin d'une petite quantité de mercure pour produire de la lumière. Cette quantité est inférieure au cinquième de celle d'une pile de montre courante. Tout le mercure d'une LFC est contenu dans le tube sous forme de vapeur ou a été absorbé dans les parois de la lampe, aux extrémités métalliques de celle-ci ou dans d'autres composants de l'ampoule. Au terme de la vie nominale de l'ampoule, très peu de mercure est susceptible de se dégager dans l'environnement.

Voir l'article de Wikipédia sur ce sujet précis.

On ne peut pas tout à fait dire que l'utilisation de ces ampoules soit tout à fait sans danger... Il se peut qu'une petite quantité de mercure se dégage des ampoules si l'on casse le tube en verre, et émette un champ électromagnétique non négligeable (180 V/m à 20cm, ce qui est largement au dessus de la norme européenne de 41 V/m et des recommandations des laboratoires, 0,7 V/m). Une infime quantité de mercure, en moyenne cinq milligrammes, est scellée dans le tube de verre. Par comparaison, on trouve de 500 milligrammes à 2 grammes de mercure en moyenne dans un thermomètre ordinaire^{[réf. nécessaire]}. Il faudrait poser de 100 à 400 lampes fluorescentes compactes pour obtenir la même quantité de mercure dans une maison !

Que faire si une lampe fluorescente compacte éclate ?

Il est important d'aérer à cause de la présence de mercure. Mais le plus grand risque pour la santé serait de se couper avec un éclat de verre. Donc en cas de casse, bien aérer la pièce où l'ampoule vient d'éclater pendant deux à trois heures et sortir de la pièce pendant au moins une demi-heure. Nettoyage : il ne faut ni balayer (pour ne pas répandre le mercure sur tout le sol) ni aspirer (pour ne pas vaporiser le mercure dans la pièce). Il est conseillé de tamponner le sol avec un essuie-tout humide une fois la pièce bien aérée. Déposer au préalable les morceaux de verre brisé dans un sac plastique à l'aide d'un essuie-tout humidifié lui aussi. Mettre également l'essuie-tout dans le sac de plastique. Tout comme la peinture, les piles, les thermostats et autres déchets ménagers dangereux, il faut mettre les LFC au rebut de façon appropriée. Vérifier auprès d'un responsable du programme de gestion des déchets de sa commune. S'il n'existe aucun programme concernant les déchets dangereux, déposer l'ampoule brisée avec les déchets habituels. Les vendeurs peuvent reprendre les fluos (compactes ou tubes). Il convient de toujours nettoyer les produits qui contiennent du mercure de façon attentive et sensée.

Luminaire avec un maximum (watts)

Ces ampoules consomment 75% d'énergie en moins.

Il n'existe aucune valeur minimum en ce qui concerne la puissance requise dans ces luminaires, seulement une puissance maximum. Tout dépendant des besoins en éclairage, consulter le tableau d'équivalence pour les fluocompactes afin de déterminer l'intensité lumineuse nécessaire, mesurée en lumens. Certains modèles d'ampoules compactes sont spécialement conçues pour les appareils à gradateur ou à trois intensités. Vérifier l'emballage pour s'en assurer.

Éclairage d'une lampe fluocompacte

Il existe aussi des ampoules fluocompactes capables de gérer des intensités différentes, mais il reste que la puissance d'équivalence peut varier légèrement d'un fabricant à l'autre. De plus, on retrouve diverses catégories de puissance dans les ampoules fluocompactes à trois intensités. Il existe toute une gamme de styles et de formes de lampe fluorescente compacte. Certaines sont fabriquées spécialement pour les lampes à trois intensités ainsi que pour les gradateurs.

Aussi, certains tubes fluorescents sont conçus pour fournir de la lumière naturelle aux plantes d'intérieur ; leur flux lumineux comprend des spectres bleus, verts, rouges et oranges favorisant la croissance des plantes. Les prix peuvent varier en fonction de ces caractéristiques et selon le fabricant.

Certains anciens modèles de tubes fluorescents pouvaient parfois scintiller et causer des maux de tête chez certaines personnes. La lumière émise par une lampe fluorescente compacte est quelque peu différente de celle d'un éclairage à incandescence, ce qui ne change pas pour autant le fait que le rendement de « lumen » soit le même lorsque l'on compare des produits équivalents.

Les prix

Le coût de fabrication des LFC a nettement baissé depuis quelques années. Les fluocompactes continuent toutefois de coûter plus cher que les ampoules traditionnelles parce que leur coût de fabrication est plus élevé. Leur procédé de fabrication est plus complexe : il fait davantage appel à l'électronique, exige une inspection plus serrée du produit et entraîne des coûts plus élevés liés au contrôle de la qualité. Il faut cependant se méfier de produits bas de gamme qui risquent d'avoir une efficacité énergétique moindre et un rendu des couleurs très médiocre : toujours vérifier l'IRC et le flux délivré (en Lumen / lm). En l'absence de label de qualité, le consommateur peut se fier à ces deux indications et au prix (cf 60 Millions de consommateurs janvier 2008). Malheureusement, contrairement aux tubes classiques l'IRC n'est presque jamais indiqué sur les lampes fluocompactes.

Dans un foyer de quatre personnes, on compte en moyenne 30 luminaires intérieurs et extérieurs consommant près de 200 $ d'électricité par année. En remplaçant seulement cinq ampoules par des ampoules fluorescentes compactes homologuées dans les endroits les plus souvent éclairés, il est possible d'économiser jusqu'à 30 $ annuellement, selon l'emplacement et la durée d'utilisation. On peut ainsi recouvrer en moins de deux ans le coût supplémentaire des fluocompactes, qui dureront au moins cinq ans.De plus, on n'a pas à les changer aussi souvent!

Références

Voir aussi

Liens internes

• Éclairage
• Mercure
• Lampes à LED

Liens externes

• Etude des économies engendrées par le passage d'une ampoule à incandescence classique à une ampoule fluocompacte.
• Comparatif ampoules fluocompactes et ampoules à leds
• Recylum, organisme de collecte et de recyclage des lampes usagées en France

Informations sur les dangers dus au Rayonnement de Champs électromagnétiques.

Les ampoules fluorescentes et les Ondes électromagnétiques  :

• Centre de Recherche et d'information indépendantes sur les rayonnements électromagnétiques

qui propose un article détaillé : http://www.criirem.org/doc/lbc_arcacriirem_Mise%20en%20Garde%2008-2007.pdf

• autre lien externe : http://next-up.org/Newsoftheworld/LampeFluocompacte.php
• Celui du Centre de Recherche et d'information Indépendantes sur les rayonnements électromagnétiques (CRIIREM) : http://www.criirem.org/
• http://www.batirbio.org/html/Energie/Installation-electrodomestique-sans-nuisances.html
• Site de l'Institut national de recherche et de sécurité [1]
• Institut national de l'environnement industriel et des risques http://www.ineris.fr/index.php?module=doc&action=getFile&id=2085
• http://www.cem-vivant.com
• Site de la fédération des associations de protection de la nature http://www.fne.asso.fr/PA/risques/dos/dossiers_ondes.htm
• Tout savoir sur les LFC, inavoué et vérités cachées http://www.next-up.org/Newsoftheworld/LampeFluocompacte.php

Bibliographie

Portail Énergie – Tous les articles Ékopédia concernant l'Énergie.

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