Éclairage
L'éclairage est l'ensemble des moyens qui permettent à l'Homme de conférer à son environnement les conditions de luminosité qu'il estime nécessaires à son activité ou son agrément.
Sommaire
La lumière naturelle
La lumière du soleil est la plus naturelle et elle est gratuite.
Pour profiter de la lumière du soleil quand on construit, il faut bien choisir l'emplacement et la forme des fenêtres. L'orientation de la maison avec la façade ou les pièces principales au sud permet de gagner environ 50 % de l'énergie dépensée pour le chauffage, et on peut supposer que c'est aussi valable pour l'éclairage.
Plus le climat est nuageux, plus les fenêtres doivent être grandes: c'est ce qu'avaient compris les Hollandais depuis la Renaissance, comme on peut le voir encore dans les rues d'Amsterdam ou autres villes des Pays-Bas ou Flandre.
Des plantations ou treilles devant les fenêtres donnent un ombrage modérateur du soleil en été.
Les pare-soleil peuvent être calculés selon des abaques disponibles sur le web ou autres publications.
Les ateliers d'artiste étaient conçus autrefois avec une verrière ou haute fenêtre côté nord, pour un éclairage important, mais sans ombre, ni surchauffe en été.
Les toitures dites "en shed" pour les usines (toits en dents de scie) sont passées de mode, mais sont basées sur le même principe. C'est la partie verticale qui est vitrée. L'avantage pour un immeuble moderne serait de placer des panneaux ou capteurs solaires sur la partie inclinée.
Une autre façon d'utiliser la lumière naturelle pour l'éclairage est d'utiliser des capteurs à l'extérieur, branchés sur des tubes réflecteurs ou des fibres optiques, qui conduisent la lumière aux endroits souhaités.
L'éclairage avec combustible
L'éclairage avec combustible liquide
Lampe à huile
Une lampe à huile est une lampe dont le combustible est de la graisse animale ou de l'huile végétale, ou encore de l'huile de baleine.
Bouteille lumineuse au phosphore
Il est facile de préparer une bouteille ou une fiole qui éclaire assez pendant la nuit pour que l'on puisse distinguer sans peine l'heure sur le cadran d'une montre, ainsi que d'autres objets. On peut prendre une fiole de verre blanc bien clair et de forme allongée. On fait chauffer dans un vase quelconque de la belle huile d'olive quand elle est bouillante, on jette dans la bouteille un morceau de phosphore de la grosseur d'un pois tout au plus, et l'on verse avec précaution l'huile dessus jusqu'à ce qu'il y en ait au tiers de la fiole; on la bouche bien, et quand on veut s'en servir, on soulève le bouchon pour y laisser entrer l'air extérieur, puis on la rebouche; l'espace vide de la fiole paraîtra enflammé et donnera autant de clarté qu'une lanterne sourde ordinaire. Chaque fois que la lumière disparaîtra, on soulève de nouveau le bouchon et elle reparaît à l'instant. Il faut observer que pour peu que le temps soit froid, il est nécessaire d'échauffer la fiole dans les mains avant de soulever le bouchon; sans cette précaution, elle ne donnerait point de lumière. Une fiole ainsi préparée peut servir tous les jours pendant six mois; elle n'a aucun danger pour le feu, et elle ne coûte presque rien.
L'éclairage avec combustible solide
Avec du bois
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Avec de la cire : les bougies
Les bougies donnent un éclairage agréable et d'autant plus intense qu'on en ajoute.
Mais simultanément , on augmente aussi les risques liés à leur utilisation à savoir, pollution des locaux d'habitation par les fumées, et risque d'incendie.
La "cire " des bougies modernes vendues dans le commerce est une paraffine dérivée du pétrole d'une qualité parfois déplorable, donnant forces coulures et de la fumée, jadis elles étaient fabriquées à base de suif (dans ce cas, il s'agit de chandelles) ou de cire d'abeilles.
Les bougies parfumées sont encore plus polluantes, car contenant des produits chimiques complexes, et brûlés dans la maison.
Probablement, des milliers de gens dans l'histoire sont morts à cause des bougies tombées ou mettant le feu à des objets proches et combustibles. Une précaution est donc d'utiliser des bougeoirs pesants et stables, et non de coller ses bougies avec un peu de "cire" sur une table ou une bouteille vide. Une autre est de toujours éteindre les bougies si on n'est pas à proximité immédiate.
Pour marcher avec une bougie à la main, il faut la pencher un peu, ainsi, elle ne s'éteint pas.
Pour nettoyer les bougeoirs, on peut les plonger dans un récipient d'eau bouillante, et la paraffine fond rapidement...
La fabrication des bougies est chose plus aisée qu'on pourrait croire.
L'éclairage électrique
L'électricité est l'une des énergies les mieux adaptées pour produire de la lumière. Il existe plusieurs méthodes pour transformer de l'électricité en lumière. Pour comparer ces différentes méthodes, on peut s'intéresser à la durée de vie des ampoules, au nombre de cycle extinction/allumage, au rendement lumineux (lumens par watt consommé) ainsi qu'à la couleur de la lumière (lumière plus ou moins blanche).
Éclairage en 12 volts
Avec une installation en 12 V basée sur des panneaux photovoltaïques et quelques batteries de 100 ah, on obtient un éclairage électrique largement suffisant, et même au-delà puisqu'on peut encore faire fonctionner divers appareils en 220 V avec un convertisseur (inverter).
On obtient un éclairage plus intense, avec une lampe fluocompacte de 11 W standard, montée sur une base transformant le 12V en 220V grâce à quelques composants électroniques. Les lampes fluocompactes en 12 V sont vendues à un prix excessif. On peut aussi utiliser les tubes à cathode froide, du type de ceux vendus pour l'éclairage interne des tours d'ordinateur à monter soi même, ou, encore plus simple, des lampes navettes d'automobile (5 ou 10 W) fixées entre deux pinces à linge en bois ou plastique.
Avec un "toit solaire", en matériau photovoltaïque on obtient simultanément couverture du bâtiment et production électrique, d'où, au moins, un amortissement du coût du toit à la longue, contrairement à la solution conventionnelle.
Sachez juste qu'une lampe Halogène consomme 2.2 fois plus qu'une lampe classique et qu'une lampe fluorescante comsomme 75 % d'energie en moins qu'une lampe a incandescance!
Conseils sur l'éclairage électrique
Enlever régulièrement les poussières sur les ampoules permet d'avoir plus de lumière.
Si vous avez des lustres à plusieurs ampoules, vous pouvez n'utiliser qu'une ou deux ampoules qui suffisent généralement pour l'éclairage d'une pièce. Pour ne pas gâcher l'esthétique, il suffit de compléter les espaces vides avec des ampoules qui ont grillé.
Si une ampoule s'éteint, cela peut venir d'un faux contact. Vérifiez-le en enlevant, puis en remettant l'ampoule. Vous pouvez aussi voir si le filament est intact ou brisé en regardant l'intérieur de l'ampoule, ou en secouant l'ampoule (si elle fait du bruit, elle est grillée).
Une bonne façon d'économiser de l'énergie, tout en se simplifiant la vie pour s'éclairer consiste à porter une lampe frontale. Dès lors, il n'y a plus à allumer et éteindre les lampes lorsqu'on entre ou qu'on quitte une pièce. Et les lampes frontales modernes (à LEDs) consomment nettement moins d'énergie que les ampoules classiques, disposées au plafond (voir ci-dessous).
Les différents types d'ampoules électriques
Les ampoules à incandescence
Les ampoules à incandescence contiennent un filament en tungstène qui chauffe et émet de la lumière lorsqu'il est parcouru par un courant électrique. Les ampoules à incandescence sont peu chères à l'achat. Mais une partie de l'électricité consommée est perdue sous forme de chaleur.
Les tubes fluorescents
Les tubes fluorescents sont aussi abusivement appelés néons par analogie avec les premiers tubes, utilisés pour les enseignes publicitaires, remplis de gaz néon et donnaient une lumière rouge. Les tubes d'éclairage blancs fonctionnent avec de la vapeur de mercure sous basse pression. Donc cette appellation est bien erronée. Les tubes fluorescents sont économes en électricité et ont une durée de vie longue (de 10 à 15 000 heures facilement). Plus souvent le facteur limitant leur durée de vie est le nombre de cycles allumage/extinction. Ceci les rend particulièrement intéressant pour les zones à allumer longtemps : grandes salles, cuisine ou la salle de bain. Des efforts constants sont faits par les constructeurs pour améliorer leur durée de vie, leur cout et leur efficacité lumineuse.
Les ampoules fluocompactes
Les ampoules fluocompactes utilisent la même technologie que les tubes fluorescents. Elles coûtent plus cher que les ampoules à incandescence, mais consomment moins d'électricité (entre 4 et 5 fois moins: 100W incandescentes = 23-25W fluocompactes) parce qu'elles ne chauffent pas. D'autre part, elles durent plus longtemps que les ampoules à incandescence. Elles peuvent donc être rentabilisées à l'usage.
Article complet : Ampoule fluocompacte
Les DEL (LED)
Les lampes à diode électroluminescente, ou lampes à DEL (DEL se dit en anglais LED), sont des composants électroniques transformant l'électricité en lumière. Pendant longtemps les DELS sont restées cantonnées à l'utilisation en tant que voyant lumineux, typiquement sur appareil électronique une DEL indique que l'appareil est sous tension. Aujourd'hui les progrès de la technique permettent d'envisager l'utilisation des DELS comme source lumineuse. Les principaux avantages des DELS sont : durée de vie exceptionnelle (100 000 heures) avec un nombre de cycles marche/arrêt très élevé. À l'heure actuelle, les DELS de couleurs blanches sont encore très chères et avec une efficacité lumineuse très moyenne (entre l'halogène et les tubes fluocompact). Concrètement les DELS sont aujourd'hui très efficaces dans des utilisations spécifiques, pour le particulier il peut s'agir par exemple des guirlandes Noël à DELS. Cependant, cette technologie ne fera que d'important progrès.
article détaillé : Led
Les lampes halogènes
Les lampes halogènes sont gourmandes en électricité. Elles durent en moyenne plus longtemps que les ampoules à incandescence, mais moins longtemps que les fluocompactes.....
Les lampes au sodium haute pression
Les lampes au sodium haute pression sont principalement utilisées pour l'éclairage public. Ce sont des ampoules très chères. Cependant, leur forte puissance, leur forte durée de vie et leur rendement lumineux élevé les rendent très efficaces pour l'éclairage public ou les grandes salles.
Comparatif
Pour conclure et aider à s'y retrouver voici un comparatif synthétique
| Type | durée de vie (heures) | cycle marche/arret | efficacité lumineuse lumens/watt | Rendement en % | graduable |
|---|---|---|---|---|---|
| incandescante | 1000 | élevé | 7/120 | 6% | oui |
| tube fluorescent | 15000/20000 | limité | 40/80 | 50% | oui (mais cher) |
| lampe fluocompacte | 10000/15000 | limité | 30/60 | 50% | oui (mais cher) |
| LED | 5000/120000 | illimité | 20/120 | 16% | oui |
| halogène | 1500/2000 | élevé | 10/15 | 66% | oui |
| sodium haute pression | 25000 | faible | 70/120 | 58% | |
Projet du gouvernement Australien et de l'Etat de Californie
L'Australie veut interdire l’utilisation des ampoules traditionnelles à incandescence, à partir de 2010. L'annonce a été faite le 20 février 2007. L'ampoule à incandescence devra être échangée progressivement contre des ampoules fluocompactes, plus économiques. Cependant, l'Australie n'a pas ratifié le protocole de Kyoto. Comme pour les États-Unis, l'Australie refuse pour des raisons économiques. En effet, elle mise presque exclusivement sur le charbon pour la production de son énergie. Dans ce contexte, les écologistes affirment que l’interdiction des ampoules n’est qu’une goutte d’eau dans l’océan des remèdes à apporter au problème de l’effet de serre. [1]. L'Etat de californie a pris des mesures similaires mais pour un avenir plus lointain : 2012. Toutefois, l'objectif du gouverneur de Californie Arnold Schwarzenegger est différent. En effet il est de promouvoir la technologie des LEDs. Ceci n'est pas étonnant car le siège de Lumileds (Philips) est situé dans l'Etat de Californie à San José. [2]
Voir aussi
Liens internes
Liens externes
- Toute l'histoire de l'éclairage (lampes à huile, lampes à essence, éclairage électrique...)
- L'éclairage naturel des bâtiments, guide de l'UCL (Université Catholique de Louvain)
- Site consacré aux lampes à carbure et à l'éclairage acétylène
Références
Bibliographie
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