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Ampoules basse consommation et rythmes biologiques

Avec l’interdiction à l’échelle européenne des ampoules à incandescence au 1er septembre 2009, toutes les ampoules à 100 Watts et lampes mates sont sorties de la circulation, cette interdiction sera élargie à toutes les lampes de puissance supérieure à 25W d’ici 2012.

Ces ampoules seront notamment remplacées par des ampoules basse consommation (ou lampes fluorescentes compactes, LFC). Une équipe de recherche au sein de l’entreprise Narva [1] (Saxe), dirigée par Jürgen Meltke, se penche en particulier sur des LFC innovantes.

La LFC présente en effet des avantages indéniables par rapport à la lampe à incandescence classique, en particulier un meilleur coefficient de performance [2] ainsi qu’une durée de vie 6 à 15 fois plus longue [3]. Jusqu’à 6% de la consommation d’électricité pourraient ainsi être économisés d’ici 2012, même si l’éclairage ne représente qu’1,5% de la consommation énergétique des ménages. Cependant, ces nouvelles ampoules ne rencontrent pas l’unanimité : à côté des critiques concernant le coût des LFC, leur contenance en mercure [4], leur taille et leur esthétique moins adaptées, leur pollution électronique et leur scintillement, leur lumière incommode et blafarde dérange de nombreux détracteurs, notamment en Allemagne et dans d’autres pays du Nord de l’Europe.

La lumière des ampoules à incandescence classiques est un mélange de toutes les longueurs d’onde visibles et une prédominance du rouge la fait ressentir comme "chaude". Au contraire, les LFC sont des tubes lumineux enroulés, à l’intérieur desquels des atomes de mercure excités par une haute tension émettent des rayonnements ultraviolets, transformés sur la cloison interne de la lampe en lumière visible grâce à des substances fluorescentes. Chaque substance n’étant fluorescente que dans une longueur d’onde donnée, la lumière de la LFC ne consiste pas en un spectre continu, mais en longueurs d’ondes discrètes, présentant ainsi une couleur dite "froide".

Jürgen Meltke, responsable du développement de Narva dans les LFC produisant une "lumière chaude", note que seule la substance luminescente transformant le rayonnement UV en lumière visible intervient dans la perception finale de l’oeil. Ainsi, son équipe combine 3 substances fluorescentes selon le système RGB [5] : "Grâce à la combinaison du rouge, du vert et du bleu, nous pouvons créer toutes les couleurs désirées." Il se focalise sur la luminosité : "La lumière n’est pas seulement un produit technique, mais aussi biologique".

Il a été constaté depuis quelques années qu’il existe dans l’oeil humain une 3ème sorte de récepteurs [6], les "cellules ganglionnaires photosensitives". Elles sont responsables du contrôle du rythme jour-nuit et d’hormones importantes, influençant entre autres les émissions de mélatonine, hormone du sommeil, et de cortisone, hormone du stress. Ces photorécepteurs s’adaptent ainsi au rythme quotidien du soleil : la lumière bleue du milieu de journée réveille et rend performant ; le soleil rougissant du soir déclenche au contraire le signal de la détente. Ils sont aussi rendus responsables de l’effet antidépresseur de la lumière du soleil : leur sensibilité atteint un pic dans le domaine bleu-violet – là où le spectre de la LFC atteint un maximum peu habituel. D’après des recherches effectuées sur des écoliers, il a aussi été établi que la composition spectrale de la lumière influence la capacité de concentration et le potentiel agressif.

L’inventeur des ampoules à incandescence Edison a mis à disposition de l’humanité la chaude lumière du soir, avec une température de couleur de 2.500 à 2.600 K. Les LFC ordinaires émettent une lumière peu confortable entre 3.000 et 4.000 K, car l’accent a été mis sur les économies de prix et d’énergie. Au contraire, les LFC développées par M. Meltke brillent de façon nettement plus chaude, à 2.700 K. Selon le développeur, l’aspect sanitaire des moyens d’éclairage devrait prendre une importance croissante et peut-être s’insérer dans des normes législatives.

Cependant, la lumière parfaite n’existe pas dans la réalité. L’organisme humain a besoin de fluctuations de lumière pour fonctionner de façon optimale. "Nous avons besoin de systèmes d’éclairage intelligents, susceptibles de donner selon le besoin de la lumière froide ou chaude", selon M. Meltke. Cet effet serait possible avec la combinaison de plusieurs tubes fluorescents.



[1] Narva produit en particulier des tubes à incandescence pour les studios solaires, les aquariums et les terrariums ainsi que des lampes d’irradiation pour des objectifs médicaux.

[2] La lampe à incandescence a une efficacité de 14 à 25 lm/W, contre 60 à 70 lm/W pour la LFC. Certes, les dépenses d’énergie primaire sont 12 fois plus élevées pour fabriquer une LFC qu’une lampe à incandescence (12 MW contre 1MW). Mais sur la durée de vie totale, la LFC consomme seulement 13 W, contre 54 W pour une lampe à incandescente mate. Les quantités de lumière produites sont équivalentes : 572 lm contre 559 lm. Mais par unité de lumière et par heure, l’ampoule à incandescence consomme 1.085 Joules, contre 276 pour la LFC.

[3] Soit 6.000 à 15.000 heures contre 1.000 heures

[4] La directive RoHS de l’Union européenne autorise un maximum de 5mg par LFC (moyenne = 4mg). L’ONU envisage d’interdire prochainement l’utilisation technique du mercure à l’échelle mondiale.

[5] RGB : Red-Green-Blue : format de codage des couleurs. Ces 3 couleurs sont les couleurs primaires en synthèse additive, correspondant aux 3 longueurs d’ondes auxquelles répondent les 3 types de cônes de l’oeil humain, et utilisées en éclairage afin d’obtenir toutes les couleurs visibles par l’homme. Elles sont aujourd’hui utilisées en vidéo, pour l’affichage sur les écrans, et dans les logiciels d’imagerie

[6] A côté des "bâtonnets" pour le contraste clair-sombre et la vision nocturne et des "cônes" pour la distinction des couleurs et la vision diurne.

BE Allemagne numéro 451 (16/09/2009) – Ambassade de France en Allemagne / ADIT – http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/60499.htm

 



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