Les néons

Origine du Nom: "Néon" vient du grec "neos", qui signifie nouveau.
Découverte: Découvert en 1898 à Londres par Ramsey Travers.
Description: Le néon fait partie de la famille des gaz inertes ou rares.
Nombre d'électrons de valence: 8.
Particularités: Gaz incolore et inodore obtenu à partir de l'air liquide. Il est inerte chimiquement.
Utilisation: Utilisé pour l'éclairage.
Isotopes: Il existe trois isotopes stables du néon: 20 (90.48%), 21 (0.27%), et 22 (9.25%).

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 de vapeur de mercure.
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 Phi [où "phi" est le déphasage du courant par rapport à la tension..]
L'ensemble de ces 3 éléments peut être remplacé par un ballast électronique.

Caractéristiques générales

Puissance
(W) Flux lumineux
(lm) Efficacité lumineuse (ballast non compris) (lm/W) IRC T° couleur
(K) Durée vie utile
(h) Durée vie moyenne
(h)
Ø 26 mm, classe 1B
18 1 350 75 80 à 90 2 700 ;
3 000 ;
4 000 ;
6 500* 10 000
ou
16 000 (ballast électronique) 14 000
ou
18 000 (ballast électronique)
36 3 350 93
58 5 200 90
* le flux lumineux est légèrement plus faible pour K = 6 500.
Ø 26 mm, classe 2
18 1 150 63,9 60 à 80 2 900 ;
4 000 5 000 14 000
36 3 000 83,3
58 4 800 82,8
Ø 16 mm, classe 1B
14 1 350 96,4 80 2 700 ;
3 000 ;
3 500 ;
4 000 ;
5 000 ;
6 500 16 000 18 000
21 2 100 100
28 2 900 103,6
35 3 650 104,3
49 5 000 102

Indice de rendu des couleurs et température de couleur - définition

-> L'indice de rendu des couleurs (IRC ou Ra) : c'est la capacité d'une lampe à restituer correctement les couleurs présentes dans l'environnement (parois du local, objets, personnes, affiches, ...). L'IRC est compris entre 0 et 100, 100 étant l'IRC de la lumière naturelle qui restitue toutes les nuances de couleur et 0 étant l'absence de couleur reconnaissable. Une différence de 5 points sera perceptible pour l'oeil humain.

Plage d'IRC Perception des couleurs
Ra < 25 faible
25 < Ra < 65 moyenne
65 < Ra < 90 bonne
90 < Ra élevée

On définit des classes d'IRC en fonction de la plage d'IRC :

Classe d'IRC IRC
1A Ra > 90
1B 90 > IRC > 80
2 80 > IRC > 60
3 60 > IRC > 40

-> La température de couleur (exprimée en Kelvins (K)) : cela représente la couleur de la lumière émise par une lampe. On parlera généralement de teinte chaude (température de couleur < 3 000 K) ou froide (température de couleur > 3 000 K). La couleur apparente de la source a des effets psychologiques agréables ou désagréables mais n'influence nullement les performances visuelles.

Différents diamètres

Il existe 3 grands types de tubes fluorescents :

- T12 ou T38 : de diamètre 38 mm, efficacité lumineuse = 40 à 65 lm/W,

- T8 ou T26 : de diamètre 26 mm, efficacité lumineuse = 80 à 95 lm/W,

- T5 ou T16 : de diamètre 16 mm, efficacité lumineuse = 95 à 105 lm/W.

Les lampes de 16 mm, appelées T5 ou T16, se caractérisent par :
- Une efficacité lumineuse légèrement supérieure aux tubes de 26 mm.
- Une diminution du flux lumineux en cours de vie réduite par rapport aux tubes traditionnels (seulement 5 % sur 10 000 h de fonctionnement au lieu de 30 % pour les T8 et T12).
- Une longueur modulaire et donc une facilité d'encastrement dans les faux plafonds.
- Une réduction de l'épaisseur des luminaires et donc des faux plafonds.
- Des luminaires d'une esthétique supérieure aux luminaires traditionnels.
-Des caractéristiques photométriques meilleures ou égales à celles des tubes de 26 mm.
- Des risques d'éblouissement plus importants dus à la réduction de la surface du tube par rapport au flux lumineux émis. (La lampe T5 doit donc être montée dans un luminaire parfaitement adapté et étudié pour ces tubes).
- Des luminaires plus petits, absorbant moins de lumière et possédant un meilleur rendement que les luminaires traditionnels (+15 %).
- Une obligation de remplacement complet des luminaires si on veut passer des tubes traditionnels aux tubes T5.
- Un rendement maximum aux températures d'air rencontrées dans les luminaires de bureau (35°C) (pour la lampe T8, cette température est de 25°C, ce qui implique une perte de rendement à 35°C).
- Des longueurs plus facilement compatibles avec les plafonds modulaires existants.
- Un impact environnemental réduit (matière première moindre, contenance 5 fois plus faible en mercure, durée de vie plus longue).

Par rapport aux lampes T8 alimentées par un ballast électronique, les lampes T5 permettent une augmentation de l'efficacité énergétique de plus de 20 %. C'est le résultat de l'augmentation du rendement de l'ensemble lampe + ballast (+ 3 %), du meilleur rendement des nouveaux luminaires (+ 5 %) et d'une meilleure adaptation de la lampe aux conditions de température (+ 15 %).

Différentes puissances

Type de lampe Puissances courantes Flux lumineux Longueurs
T12 20 ; 40 ; 65 W de 1 050 à 4 800 lm 59 ; 120, 150 cm
T8 18 ; 36 ; 58 W de 1 350 à 5 200 lm 59 ; 120 ; 150 cm
T5 14 ; 21 ; 28 ; 35 ; 49 W de 1 350 à 4 900 lm 55 ; 85 ; 115, 145 ; 145 cm

Les lampes de puissances différentes sont de longueurs différentes et ne sont donc pas interchangeables.

Puissance de l'ensemble lampe + ballast
(BC : avec ballast électromagnétique,
BCLW : avec ballast électromagnétique faibles pertes,
BESP : avec ballast électronique sans préchauffage,
BEAP : avec ballast électronique avec préchauffage,
BED : avec ballast électronique dimmable)
Type de lampe Nbre de lampes par ballast BC BCLW BESP BEAP BED
Tube fluorescent de diamètre 38 mm
20 W 1 30 W 27 W - - -
40 W 1 49 W 47 W - - -
65 W 1 72 W 69 W - - -
Tube fluorescent de diamètre 26 mm
18 W 1 27 W 24 W - 20 W 21 W
18 W 2 43 W 41 W - 38 W 38 W
36 W 1 44 W 42 W 36 W 36 W 38 W
36 W 2 - - 71 W 72 W 74 W
58 W 1 69 W 67 W 55 W* 56 W 56 W
58 W 2 - - 108 W 111 W 113 W
Tube fluorescent de diamètre 16 mm
14 W 3 - - - 52 W -
14 W 4 - - - 66 W -
28 W 1 - - - 33 W 34 W
28 W 2 - - - 66 W -
35 W 1 - - - 40 W 42 W
35 W 2 - - - 80 W -
49 W 1 - - - 54 W 55 W
49 W 2 - - - 108 W -

* Pourquoi une lampe de 58 W ne consomme-t-elle plus que 55 W lorsqu'elle est équipée d'un ballast électronique ?
La présence d'un ballast électronique augmente l'efficacité énergétique d'une lampe. Ainsi, pour un même flux lumineux, une lampe de 58 W ne consommera en réalité que 50 W, la perte du ballast étant de 5 W.

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.

Exemples :

Correspondance entre les différentes marques* de tubes fluorescents

OSRAM PHILIPS SYLVANIA
IRC TC Désignation réf Désignation réf Désignation réf
1A 3 000 K LUMILUX DE LUXE Blanc chaud 32 Blanc chaud DELUXE 93 ou 930 Blanc chaud DELUXE PLUS 193 ou 930
4 000 K LUMILUX DE LUXE Blanc de luxe 22 Blanc DELUXE 94 ou 940 Blanc DELUXE PLUS 194 ou 940
5 000 K LUMILUX DE LUXE Lumière du jour 12 Lumière du jour DELUXE 95 ou 950
1B 2 700 K LUMILUX INTERNA 41 Blanc chaud extra 82 ou 827 Homelight DELUXE 182 ou 827
3 000 K LUMILUX Blanc chaud 31 Blanc chaud 83 ou 830 Blanc chaud DELUXE 183 ou 830
4 000 K LUMILUX Blanc De Luxe 21 Blanc 84 ou 840 Blanc DELUXE 184 ou 840
6 500 K LUMILUX Lumière du jour 11 Lumière du jour 86 ou 865 Lumière du jour DELUXE 186 ou 865
2 2 900 K Blanc chaud 30 Blanc chaud 29 Blanc chaud 129
4 000 K Blanc De Luxe 20 Blanc 33 Blanc De Luxe 133
4 000 K Blanc universel 25 Blanc universal 25 Blanc universal 125

*Liste non exhaustive de marques

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
85 (classe 1B) 93
95 (classe 1A) 61
98 (classe 1A) 65
98 (classe 1A) 61

MONTAGES

A quoi servent les ballasts, les starters et les condensateurs ?

Le fonctionnement des lampes fluorescentes et des lampes à décharge nécessite l'utilisation de ballasts et de starters (pour les lampes fluo) ou d'amorceurs (pour les lampes à décharge).
L'exemple repris ici décrit le mode d'allumage d'un tube fluorescent. Le fonctionnement est identique pour les lampes fluocompactes et pour les lampes à décharge. Pour ces dernières, le brûleur remplace le tube et l'amorceur remplace le starter.

Le starter est composé d'un petit tube rempli de gaz et pourvu d'un bilame.
A l'allumage, la mise sous tension provoque un arc électrique au sein du gaz. Celui-ci échauffe le bilame, jusqu'alors ouvert (fig. 1), qui se ferme.
Pendant ce temps, un courant circule dans les électrodes. Elles s'échauffent et ionisent le gaz qui les environne, ce qui facilitera l'allumage.
Le bilame étant fermé, l'arc électrique dans le starter disparaît.
Le bilame se refroidit alors et s'ouvre (fig. 2). Il provoque ainsi une interruption brusque du courant dans le ballast raccordé en série.
Le ballast, composé d'un bobinage de cuivre entourant un noyau de fer (ballast dit inductif ou électromagnétique), va tenter de rétablir ce courant en libérant toute son énergie. Cela provoque une impulsion de tension très élevée entre les électrodes de la lampe (jusqu'à 1500 V) capable d'allumer le tube fluorescent (fig. 3).
Souvent, cet allumage ne réussit pas en une seule tentative. Si la lampe ne s'est pas allumée, le cycle recommence.
En fonctionnement, la tension aux bornes de la lampe est trop faible pour générer un nouveau cycle d'allumage (40 à 110 V). Le starter se maintient donc en position ouverte et le courant traverse la lampe qui reste allumée.
A partir de cet instant, le ballast joue le rôle de limiteur de courant et empêche la destruction de la lampe.
Lorsque le ballast est électromagnétique, il faudra ajouter un condensateur dans le circuit pour compenser le mauvais cos Phi.

Raccordement d'un tube Fluo

La puissance du tube fluo doit correspondre à celle indiquée sur le ballast.
Pour raccorder simplement des tubes fluo, vous pouvez employer les embases habituelles, ou bien utiliser simplement des dominos. Ces solutions n'assurent aucune protection contre les risques électriques. Pour plus de sécurité, je vous recommande l'utilisation d'embouts étanches disponibles dans le commerce.

Tubes de diamètre 38 et 26 mm
Embouts étanches
Embout classique et dominos

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 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).

Le remplacement des tubes

Il n'est pas conseillé d'attendre que le tube soit HS pour le changer. Tout au long de son utilisation, le tube vieilli, modifiant son spectre lumineux avec le temps, plus ou moins vite en fonction du modèle. Lorsque les extrémités du tube sont noircies (comme sur la photo de gauche), le spectre est plus que défectueux.
Il est aussi important de ne pas remplacer tous les tubes simultanément, mais de manière décalée, afin de maintenir un spectre uniforme de l'éclairage. Ainsi, pour un bac équipé de 3 à 4 tubes, ceux ci seront remplacés les uns après les autres tous les 2 mois environ, soit 6 à 8 mois par tubes.

Sources:

Document PDF sur les néons (électronique numérique):
https://www.lesite3ei...rturbations.pdf
Energie + :
https://mrw.wallonie....mes/cadres2.htm
La Collecte et le recyclage:
https://www.tcms-recycling.com/
https://www.provalor.fr/PROVALOR3.html
https://www.cyberpres...1120042587.html
Aquariophilie:
https://hernando.free.../fluo/fluo.html

v/c Dad-