Eclairage fluorescent
Patrick ABATI 09/10/2005
Le tube fluorescent (ou tube luminescent) est très utilisé pour l'éclairage domestique ou industriel (garages, ateliers, grandes surfaces, bureaux...). Il est souvent appelé à tort "néon", du nom du gaz contenu à l'origine dans le tube (le néon produit une lumière rouge). Ses avantages sont sa faible consommation et sa grande durée de vie.
Principe de fonctionnement
Le tube est rempli de gaz rare (argon, néon...) et de vapeurs de mercure.
Les électrodes en tungstène, placées aux extrémités du tube, chauffent et émettent des électrons.
Ces électrons en se déplaçant d'une électrode à l'autre, heurtent les atomes de mercure et leur communiquent une énergie.
Les atomes de mercure libèrent ensuite cette énergie sous forme de rayonnement ultra-violet.
Cette lumière est transformée en lumière visible proche du blanc, par la couche la couche fluorescente qui tapisse la surface interne du tube.
La fluorescence est la propriété que possèdent certaines molécules (appelées fluorochromes ou fluorophores) d'absorber la lumière à certaines longueurs d'ondes correspondant à une certaine couleur et de réémettre une lumière à une autre longueur d'onde correspondant à une autre couleur.
Ces molécules, à l'état de repos, absorbent l'énergie émise par une source lumineuse et gagnent un niveau d'énergie supérieur en faisant passer un électron d'une couche à une autre.
L'électron va ensuite rapidement regagner son niveau original et libérer l'énergie acquise sous forme de lumière.
Il existe un grand choix de fluorochromes, avec des spectres d'excitation et d'émission variés.
Object 3
Starter
Le starter est un petit tube rempli de gaz, muni d'un contact (bilame).
Lors de la mise sous tension, il s'amorce.
L'arc électrique produit échauffe le bilame qui se déforme : le contact se ferme et l'arc électrique disparaît.
Cette phase permet le préchauffage des électrodes du tube.
Au bout d'une seconde environ, le bilame a refroidi et le contact s'ouvre, coupant ainsi le courant du circuit.
Le ballast magnétique crée alors une surtension qui amorce le tube.
La tension aux bornes du tube diminue et rend impossible l'amorçage du starter jusqu'à la prochaine mise sous tension.
Ballast magnétique
Le ballast magnétique permet :
• de produire la surtension nécessaire à l'amorçage du tube
• de limiter l'intensité de l'arc lorsque le tube est amorcé
Compensation
Un condensateur de compensation permet d'améliorer le facteur de puissance.
Papillotement
Le papillotement (ou scintillement ou flicker) est une variation rapide et répétitive de l'intensité d'éclairage de la source lumineuse.
Les tubes alimentés en 50 Hz produisent un scintillement à une fréquence de 100 Hz.
L'oeil humain ne peut pas détecter ces fréquences, mais le papillotement est perçu par son effet stroboscopique et peut être responsable de malaises ou de fatigue.
Les ballasts électroniques qui alimentent les tubes à des fréquences élevées (de 20 000 à 60 000 Hz) éliminent le scintillement.
Le montage " duo " utilisant des ballasts magnétiques atténue aussi ce phénomène.
Ballast électronique
La tension du réseau est redressée et filtrée.
Les interrupteurs appliquent au tube un courant à haute fréquence, contrôlé en amplitude.
La consommation du tube est réduite et sa durée de vie augmentée.
Contrôleur de ballast
Montage "duo"
Le condensateur introduit un déphasage: le courant s'annule à des instants différents dans chaque tube et cela atténue la perception du papillotement.
Comparaison des types de ballasts
Ballast magnétique Ballast électronique Facteur de
puissance 0,4 à 0,5
(sans compensation) > 0.9
Rendement 85% > 90%
Starter oui non
Variation de
luminosité non possible
Papillotement oui non
Consommation
du tube + -
Durée de vie
du tube - +
Prix d'achat - +
Exemples
Référence Diamètre Puissance Flux
lumineux Longueur Fabricant LUMILUX T5 HO 24 W 16 mm 24 W 1600 lm 550 mm OSRAM TL-M RS Pro Super 80
40W/830 G13 38 mm 40 W 3100 lm 1200 mm MAZDA
MASTER TL-D Reflex
Super 80 18W/830 SLV 26 mm 18 W 1350 lm 600 mm PHILIPS
A savoir...
Le marquage des tubes fluorescents comporte un code à 3 chiffres qui indique l'indice de rendu des couleurs (premier chiffre) et la température de couleur (2 chiffres suivants)
Par exemple, le marquage 640 correspond à un tube avec un IRC de 60% et une TC de 4000°K
L'efficacité lumineuse des tubes fluorescents est de 50 à 100 lm/W Longueurs courantes (en mm) d'un tube T5 (diamètre 16 mm) : 136, 212, 288, 517, 549, 849, 1149, 1449
Longueurs courantes (en mm) d'un tube T8 (diamètre 26 mm) : 590, 1200, 1500, 1764
Longueurs courantes (en mm) d'un tube T12 (diamètre 38 mm) : 590, 970, 1200, 1500, 1764, 2400
