Les tubes fluorescents
T5 : 16mm. T8 : 26 mm. T9 : 29 mm. T12 : 38 mm.
• Comment fonctionne un tube fluorescent ?
• Types et caractéristiques générales
Comment fonctionne un tube fluorescent ?
Les lampes fluorescentes font partie des lampes à décharge. Elles fonctionnent par décharge d'un courant électrique dans une atmosphère gazeuse.
Les lampes fluorescentes utilisent de la vapeur de mercure sous basse pression.
Lorsqu'on met le tube sous tension, des
électrons sont émis par les deux électrodes de tungstène. Lors de leur trajet au travers du tube, ils entrent en collision avec les atomes de mercure. Il en résulte une libération d'énergie sous forme de rayonnement ultraviolet
invisible. Ce rayonnement est absorbé par la couche fluorescente présente sur la face interne du tube et converti en rayonnement visible.
La composition chimique de la couche fluorescente placée à l'intérieur du tube
influence la couleur de la lumière émise et l'indice de rendu des couleurs de la lampe.
Comme toutes les lampes à décharge, le tube fluorescent a besoin pour fonctionner d'un starter, d'un ballast et d'un condensateur pour compenser le mauvais cos φ.
L'ensemble de ces 3 éléments peut être remplacé par un ballast électronique.
Types et caractéristiques générales
Les différents diamètres
Il existe 3 grands types de tubes fluorescents sur le marché :
• T12 ou T38 : de diamètre 38 mm, efficacité lumineuse = 40 à 70 lm/W;
• T8 ou T26 : de diamètre 26 mm,
efficacité lumineuse = 65 à 95 lm/W (à 25°C de température ambiante);
• T5 ou T16 : de diamètre 16 mm,
efficacité lumineuse = 85 à 105 lm/W (à 35°C de température ambiante).
Les tubes de diamètre de 38 mm (T12) n’existent pratiquement plus. Les tubes T5 offrent, quant à eux, des possibilités de design plus important des luminaires de par la concentration de la lumière dans une source de dimension réduite.
La température de fonctionnement des lampes
Températures faibles
Le flux lumineux et l'efficacité lumineuse chutent très fort avec la température ambiante, à tel point que certaines lampes ne s'allument plus en dessous de 0°C.
Températures ambiantes
Beaucoup d'encre a coulé concernant la révolution énergétique qu'a apportée le développement du tube fluorescent T5 par rapport au T8. À notre avis, le besoin d'une autre esthétique de la part des architectes a été primordial dans le développement du T5.
Reste un point nébuleux !
À savoir la comparaison de l'efficacité énergétique des tubes T5 par rapport aux T8 est tributaire de la température de régime du tube dans son environnement (soit la température
ambiante). Le graphique suivant montre clairement que la lampe T5 donne son flux maximum à une température de 35
°C tandis que la lampe T8 l'atteint à 25 °C.
Et donc même si le flux lumineux des T5 présenté par les fabricants est supérieur (d'environ 90%) à celui des T8 (à puissance équivalente), dans un même local (soit à même température ambiante), les T5 et T8 présenteront sensiblement le même flux lumineux !
Puissances et dimensions
Type de
lampe Puissances
courantes Flux lumineux Longueurs
T12
20
de 1050 à 4800 lm
59
40 120
65 150
T8
18
de 1350 à 5200 lm
59
36 120
58 150
T5
14
de 1350 à 4900 lm
55
21 85
24 55
28 115
35 145
49 145
54 145
80 145
Pour les T8, les lampes de puissances différentes sont de longueurs différentes et ne sont donc pas interchangeables.
En ce qui concerne les T5, certaines lampes de puissances différentes sont de même longueur comme par exemple les 14 et 24 W ou les 35, 49, 54 et 80 W.
Attention : même si les dimensions des lampes sont identiques, le remplacement d'une lampe de 49 W, par exemple, par une lampe de 54 W ne pourra s'effectuer vu que les ballasts sont spécifiques à leur lampe.
L'indice de rendu des couleurs et température de couleur
La lumière des tubes fluorescents est souvent considérée comme froide et peu agréable. Cette remarque, valable pour les tubes d'ancienne génération (IRC = 65), n'est plus d'application avec les tubes actuels (IRC > 85). Ceux-ci présentent, en effet, une grande gamme de températures de couleur et d'IRC. Il est donc possible de choisir un tube ayant des caractéristiques presque semblables aux lampes à
incandescence.
La dénomination à trois chiffres (930 ... 865) semble devenir un standard pour tous les types de lampes fluorescentes. Le premier chiffre indique la classe de rendu de couleur (9 = Ra > 90, 8 = 90 > Ra > 80, ...). Les deux derniers chiffres représentent la température de couleur (30 = 3 000 K, ...).
Les tubes fluorescents de la gamme IRC = 2 sont aussi appelés tubes fluorescents
"standards", les autres tubes fluorescents "nouvelle génération" ou encore
"triphosphores".
L'efficacité lumineuse d'un tube fluorescent dépend également de son indice de rendu de couleur. Ci-dessous, une gamme de lampes fluorescentes présente sur le marché.
On constate que l'efficacité lumineuse est maximale pour un IRC de 85 (classe 1B).
IRC lm/W
62 (classe 2) 79
80 (classe 1B) 85
80 (classe 1B) 94
85 (classe 1B) 90
85 (classe 1B) 95
91 (classe 1A) 80
95 (classe 1A) 61
98 (classe 1A) 65
98 (classe 1A) 61
La durée de vie
La durée de vie des tubes fluorescents dépend du type de ballast qui leur est associé.
Avec un ballast électronique avec préchauffage des électrodes, la durée de vie utile des tubes de 16 ou 26 mm de diamètre et de classe 1B, atteint environ 16 000 h.
Dans les autres cas (ballast électromagnétique ou électronique sans préchauffage), elle est voisine de 10 000 h (8 000 h pour un montage inductif et 12 000 h pour un montage capacitif).
Dans les derniers cas ci-dessus, le nombre d'allumages aura également une influence importante sur la durée de vie des lampes. Le graphique suivant montre qu'une lampe allumée et éteinte toutes les 15 minutes a une durée de vie 3 fois plus courte qu'une lampe fonctionnant par plages de 10 h. Dans le cas des lampes à ballast électronique avec préchauffage, l'augmentation de la fréquence d'allumage diminue nettement moins la durée de vie (perte de 0,02 h par allumage).
Notons également qu’il existe une gamme de tubes de 16 et 26 mm de diamètre dite de longue durée dont la durée de vie utile atteint 30000 voire 40000 h.
Gradation du flux lumineux
Pour pouvoir moduler le flux lumineux des tubes fluorescents, on doit les équiper de ballasts électroniques graduables (appelés aussi dimmables).
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