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Une lampe à incandescence halogène produit de la lumière de la même façon qu'une lampe à incandescence, en portant à incandescence un filament de tungstène, mais dans une petite ampoule en verre de quartz remplie de gaz halogénés (iode et brome) à basse pression. Cette ampoule fonctionne à de hautes températures où la convection des gaz halogènes permet la régénération en continu du filament, au moins partiellement, ce qui augmente la durée de vie de l'ampoule.
Deux types classiques de lampes à incandescence halogènes d'intérieur.
Une lampe de type H4, très répandue dans l'automobile.
Sommaire
Chronologie
Article connexe : Chronologie des techniques d'éclairage.
- 1878 : Joseph Swan invente la lampe à incandescence pour laquelle il reçoit un brevet en 1878. Sa maison (à Gateshead, Angleterre) est la première dans le monde à être éclairée par une ampoule électrique[1] ;
- 1879 : Thomas Edison après l'invention de Joseph Swan, dépose le brevet de l'ampoule électrique à base de filament en bambou du Japon sous faible tension dans une ampoule de verre sous vide[2],[3],[4],[5] ;
- 1882 : Edwin A. Scribner brevette une lampe à filament carbone utilisant du chlore pour prévenir l'assombrissement de l'enveloppe[6] ;
- 1959 : l'usage de l'iode est proposé dans un brevet de 1933, qui décrit également le cycle de redéposition du tungstène sur le filament. En 1959 Edward G. Zubler et Frederick Mosby, employés de General Electric inventent la lampe à incandescence halogène[7].
- 2008 : les États de l'Union européenne (UE) ont approuvé le l'interdiction progressive des lampes à incandescence classiques à partir du avec un abandon total en 2012. Le passage à des méthodes d'éclairages moins dépensières en énergie permettra selon l'UE de réduire les émissions de dioxyde de carbone de 15 millions de tonnes par an[8].
- 2018 : initialement prévue pour le [9], l'interdiction de la production et de la commercialisation dans l'Union européenne des lampes halogènes alimentées par le réseau domestique, principalement les lampes avec un culot GU10, est effective au [10],[11].
Fonctionnement
Filament après quelques centaines d'heures d'utilisation.
La lampe à incandescence halogène fonctionne ainsi :
- par sublimation de ses atomes de tungstène, le filament vaporise de la matière ;
- du fait de la température de l'ampoule, les vapeurs de tungstène ne se déposent pas sur le verre de quartz mais s'associent avec le gaz halogène ;
- par convection naturelle, le gaz se rapproche du point chaud et les atomes de tungstène se déposent à nouveau sur le filament sous l’effet de la chaleur, mais de façon aléatoire.
Avantages et inconvénients
Une lumière halogène à travers des gouttes de pluie sur une fenêtre.
Les principaux avantages et inconvénients par rapport aux ampoules classiques sont listés ci-dessous[12],[13],[14].
Avantages :
- aucun risque sanitaire : elles peuvent être jetées avec les ordures ménagères ;
- allumage instantané ;
- qualité et quantité de lumière identiques pendant toute la durée de vie ;
- rendement lumineux 30 % supérieur (25 lm/W, pour les dernières générations de lampe halogène à 230 V), par rapport à celui d'une ampoule à incandescence classique[15] (par exemple une ampoule halogène 100 W éclaire autant qu'une incandescence classique de 130 W) ;
- très bon rendu des couleurs (indice de rendu de couleur de 95 à 100, qualité de lumière chaude, blanche et éclatante) ;
- taille nettement inférieure à celle des lampes à incandescence classiques, permettant l’intégration dans de multiples formes ;
- peu consommatrice d'énergie à la fabrication par rapport aux lampes fluorescentes ou fluocompactes ;
- facilement recyclable (ne contient pas de produits dangereux comme le mercure des ampoules fluorescentes) ;
- disponible sous une large variété de culots (E27, B22, E14, GU4, G4, GU5.3, AR111, etc.).
Inconvénients :
- durée de vie limitée : 2 000 à 4 000 heures[16] (durée doublée avec l'halogène à réflecteur d'infrarouge HIR utilisant la technologie IRC Infra Red Coating) ;
- risques de brûlures du fait de la température de l'ampoule ;
- supportent moins les marches/arrêts répétés (switch) que les LED ;
- résistent peu aux chocs et vibrations ;
- prix d'achat plus important qu'une incandescence ;
- émission d'ultraviolets de ces ampoules qui ne sont pas plein spectre ;
- production et réapprovisionnement des stocks interdits par l'Union européenne à compter du [17] ;
- consommation élevée (jusqu'à 500 W) par rapport aux ampoules basse consommation et plus encore par rapport aux LED.
Utilisations et diversifications
Lampe à incandescence halogène montée dans un culot à vis E27. Ce type de lampe est apparu peu avant 2010, lorsque les lampes à incandescence classiques ont commencé à être interdites de vente dans certains pays.
Ces dernières années, les lampes à halogène se sont multipliées dans les foyers :
- Lampes fonctionnant à la tension du secteur, c’est-à-dire en basse tension (230 10 % volts), mais utilisant une douille classique (vis ou baïonnette). Elles sont souvent dotées d'une ampoule externe de forme traditionnelle, en verre, qui protège le tube de verre de quartz, plus petit et évite de pouvoir toucher l'ampoule interne.
- Lampe très basse tension, c’est-à-dire inférieure à 50 volts (le plus souvent 12 volts), fonctionnant avec une alimentation spécifique, transformateur ou convertisseur électronique, destinée à alimenter de petits spots ou des lampes de bureau (ces lampes incorporent souvent un réflecteur dichroïque). Ces lampes très basse tension ont un meilleur rendement lumineux (lm/W) que les lampes fonctionnant à la tension du secteur car le filament plus court et de section plus importante peut être porté plus haut en température.
Les lampes à halogènes sont également très utilisées dans le domaine de l’automobile et de la motocyclette. Leur dénomination commence par la lettre H :
- H1, H2, H3 et H7 : lampe de 55 W à un filament ;
- H4 : Lampe à deux filaments (version homologuée 55 et 60 W) pour l’éclairage route/croisement ;
- H4 : Lampe à deux filaments (version non homologuée pour la route 90 et 100 W) pour l’éclairage sur circuit.
| Catégorie | Filaments | Puissance nominale (Phare/code si applicable) |
Commentaires | Image |
|---|---|---|---|---|
| H1 | 1 | 6 et 12 V: 55 W 24 V : 70 W |
CEE, États-Unis, Japon P14.5s base |
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| H2 | 1 | 6 et 12 V: 55 W 24 V: 70 W |
CEE, États-Unis, Japon P14.5s base |
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| H3 | 1 | 6 et 12 V: 55 W 24 V : 70 W |
CEE, États-Unis, Japon PK22s base |
|
| H4 | 2 | 6 et 12 V : 60 et 55 W 24 V : 75 et 70 W |
CEE, Japon P43t-38 base US designation 9003/HB2[18] |
|
| H7 | 1 | 12 V : 55 W 24 V : 70 W |
CEE, États-Unis, Japon PX26d base |
|
| H8 | 1 | 12 V : 35 W | CEE, États-Unis PGJ19-1 90° base |
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| H8B | 1 | 12 V : 35 W | CEE, États-Unis PGJY19-1 socketless base |
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| H9 | 1 | 12 V : 65 W | CEE, États-Unis PGJ19-5 90° base |
|
| H9B | 1 | 12 V: 65 W | CEE, États-Unis PGJY19-5 socketless base |
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| H10 | 1 | 12 V : 42 W | CEE, États-Unis PY20d 90° base |
|
| H11 | 1 | 12 V: 55 W 24 V : 70 W |
CEE, États-Unis PGJ19-2 90° base |
|
| H11B | 1 | 12 V : 55 W 24 V : 70 W |
CEE, États-Unis PGJY19-2 socketless base |
|
| H12 | 1 | 12 V : 53 W | CEE, États-Unis PZ20d 90° base |
|
| H13 | 2 | 12 V : 60 et 55 W | CEE, États-Unis P26.4t 180° base |
|
| H13A | 2 | 12 V : 60 et 55 W | CEE, États-Unis PJ26.4t 90° base |
|
| H14 | 2 | 12 V : 60 et 55 W | CEE, Japon P38t base |
|
| H15 | 2 | 12 V : 55 et 15 W 15 W filament pour fonctionnement de jour |
CEE, États-Unis PGJ23t-1 socketless base |
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| H21W | 1 | 12 et 24 V: 21 W | CEE BAY9s base |
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| H27W/1 | 1 | 12 V : 27 W | CEE US désignation : 880 PG13 180° base |
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| H27W/2 | 1 | 12 V : 27 W | CEE US désignation : 881 PGJ13 90° base |
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| HB3 | 1 | 12 V : 60 W | CEE, États-Unis P20d 90° base |
|
| HB3A | 1 | 12 V : 60 W | CEE, États-Unis P20d 180° base |
|
| HB4 | 1 | 12 V : 51 W | CEE, États-Unis P22d 90° base |
|
| HB4A | 1 | 12 V : 51 W | CEE, États-Unis P22d 180° base |
|
| HIR1 | 1 | 12 V : 60 W | CEE, États-Unis PX20d 90° base |
|
| HIR2 | 1 | 12 V : 55 W | CEE, États-Unis PX22d 90° base |
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| HS1 | 2 | 6 et 12 V: 35 W | CEE PX43t base |
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| HS2 | 1 | 6 et 12 V : 15 W | CEE PX13.5s |
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| HS5 | 2 | 12 V : 35 W | CEE P23t base pour motocyclettes |
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| HS6 | 2 | 12 V : 40 et 35 W | CEE PX26.4t base |
Notes et références
- (en) Joseph W. Swan, OP Newcastle-upon-tyne, England. Incandescent Electric Lamp (Pour laquelle il obtint un brevet en Grande-Bretagne, no 4,202, daté du et un brevet no 260,335 du , sur Google Patents.
- (en) Thomas A. Edison, de Llewellyn Park, New Jersey. Electric Light. Patent no 227,227. Patent du 4 mai 1880, sur Google Patents.
- (en) Thomas A.Edison, de Llewellyn Park, New Jersey. Incandescent Electric Lamp. Patent no D12,631. du 27 décembre 1881, sur Google Patents.
- (en) THOMAS A. EDISON, of Llewellyn Park, New Jersey. Incandescent Electric Lamp. Patent no 351,856 du 2 novembre 1886, sur Google Patents.
- (en) Thomas A. Edison, of Llewellyn Park, New Jersey. Incandescent Electric Lamp. Patent no 476,530 du 7 juin 1892, sur Google Patents.
- (en) Edwin A. Scribner, of Newark, New Jersey, Electric incandescent lamp. no 254,780 du 7 mars 1882, sur Google Patents.
- (en) Edward G. Zsibler, Chagrin Falls, and Frederick A. Mosby, Cleveland, Ohio, assignors to General Electric Company, a corporation of New York. Method of manufacture of iodine cycle incandescent lamps. Patent no 2883571 du . sur le site de Google Patents
- Jean-Charles Batenbaum, « L'Union européenne a fixé le calendrier de fin de vie des lampes traditionnelles », sur Actualites-news-environnement.com, (consulté le )
- La fin des lampes halogènes GU10, Syndicat de l'éclairage, .
- « L’interdiction des ampoules halogènes repoussée à 2018 », sur natura-sciences.com, .
- « Les ampoules halogènes interdites à la vente en Europe - Les Echos », Les Échos (consulté le ).
- Avantages/inconvénients, sur hotosting.com
- Bien choisir ses lampes basse consommation (LBC), sur boulanger.fr
- Les lampes économes, sur houdemont.fr
- L’électricité est convertie en lumière à 7 %, contre 5 % pour l'ampoule classique.
- Soit deux à quatre ans, contre huit ans pour les ampoules à économie d'énergie et 20 ans pour les LED (en considérant sur une utilisation journalière moyenne de 2,7 heures)
- Europe : les ampoules halogènes interdites à partir du , sur vivredemain.fr, 18 août 2018 (consulté le 2 septembre 2018).
- H4, HB2, and 9003 bulbs H4 vs. HB2 vs. 9003: What's the Difference?