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Une lampe a arc est un systeme procurant de la lumiere a l'aide d' electricite sous forme d'un arc electrique .

L'arc electrique [ modifier | modifier le code ]

Depuis la decouverte de l'arc electrique par le chimiste anglais Sir Humphry Davy , en 1811 , les recherches furent nombreuses. Il avait obtenu un arc de 8  cm de long, apres avoir amene en contact deux baguettes de charbon reliees aux deux poles d'une batterie d'elements Volta  ; entre les deux baguettes se produisit une flamme qui s'incurva en forme d'arc de cercle sous l'effet du courant d'air chaud ascendant, c'est pourquoi il donna a cette flamme le nom d'arc electrique, nom qui fut conserve depuis.

Disposition des electrodes [ modifier | modifier le code ]

Pour un arc a courant continu , l' electrode (a l'origine en charbon ) positive est toujours placee a la partie superieure et il se creuse a son extremite un cratere, petite depression en forme de calotte spherique concave, qui est porte a incandescence . C'est le cratere qui produit la plus grande partie (85 %) de la lumiere emise par l'arc. L'electrode negative placee au-dessous forme une pointe emoussee qui se recouvre de nodosites ; elle est portee au rouge et produit environ 10 % de la lumiere emise. L'arc lui-meme, c’est-a-dire les vapeurs situees dans l'espace compris entre les deux electrodes fournit environ 5 % de la lumiere emise. L'arc doit etre dispose de maniere que le cratere soit tourne vers la surface a eclairer et l'electrode negative doit etre la plus mince possible, afin de former un ecran minimum pour la lumiere produite par le cratere. L'arc reste tres instable aux variations de tension ou de courant. Pour amoindrir cet inconvenient il suffit de placer en serie une resistance ohmique.

Allumage de l'arc electrique [ modifier | modifier le code ]

Pour allumer un arc, il faut approcher les electrodes, les amener en contact et les ecarter ensuite. Cette operation s'effectue automatiquement.

Evolution technique [ modifier | modifier le code ]

Usure des electrodes [ modifier | modifier le code ]

A l'air libre [ modifier | modifier le code ]

A mesure que les electrodes s'usent, un dispositif les rapproche pour maintenir leur ecartement constant. Les deux electrodes s'usent par combustion , mais comme l'electrode positive est plus chaude, elle s'use plus vite. Dans un arc sous 10  amperes et de 10  mm de long, l'electrode positive s'use de 3  cm a l'heure. En moyenne la duree d'une paire d'electrodes, pour un arc a air libre, est de 7 heures (fonction de la longueur des electrodes). L'usure trop rapide des electrodes reste le probleme majeur, il entraine une main d'œuvre couteuse et les arcs a air libre ont completement disparu.

En vase semi-clos [ modifier | modifier le code ]

Charles F. Brush, ayant contribue de maniere importante au developpement de la lampe a arc, fut l'un des premiers a avoir l'idee d'operer l'arc dans un environnement semi-clos. La quantite d'oxygene admise etant juste suffisante pour assurer la combustion, les electrodes brulent beaucoup moins vite (jusqu'a 150 heures), meme si le rendement lumineux est moindre en comparaison avec les arcs a air libre. La dynamo de Gramme fut utilisee pour alimenter les lampes a arc avec le regulateur de Serrin , donc en courant continu .

Les lampes a arc semi-clos de Brush, ainsi que celles Thomson-Houston (plus tard General Electric ) et de Adams-Bagnall, ont connu un succes important et ont eclaire les aires commerciales, industrielles et municipales de l'Amerique du Nord jusque dans les annees 1910, alors que la Premiere Guerre mondiale , ainsi que la venue des lampes a incandescence de plus forte puissance, ont pousse le retrait de cette technologie. Une vaste majorite des lampes a arc a d'ailleurs ete mise a la ferraille pour fournir en munitions les troupes durant la guerre.

La bougie de Jablochkoff [ modifier | modifier le code ]

C'est alors qu'un certain Paul Nicolaiewich Jablochkoff a l'idee simple de placer les electrodes non plus en regard mais cote-a-cote, verticalement. Les deux electrodes sont isolees par un revetement d'argile et l'arc electrique a lieu au sommet des deux extremites. Une petite bande de charbon assure l'amorcage. Afin d'obtenir une usure egale des electrodes, Jablochkoff pense deja a utiliser le courant alternatif . Il fut l'un des premiers a susciter l'interet de l'utilisation industrielle du courant alternatif. En 1876, un an avant la lampe a incandescence perfectionnee par Thomas Edison , des lampes a arc de Jablochkoff sont mises en service pour l'eclairage des rues des grands magasins a Paris et a Londres. Jablochkoff ameliore encore ses lampes a arc de facon a pouvoir remplacer facilement et rapidement les electrodes usees ^{[ 1 ] , [ 2 ]}

Actuel [ modifier | modifier le code ]

Les lampes a arc sont utilisees par la plupart des projecteurs de cinema, bien que progressivement remplacees par des sources laser. Les emissions musicales TV, les shows d'artistes utilisent des projecteurs rotatifs appeles scanners et des projecteurs de poursuite equipes de lampes a arc sous ampoule en quartz (lampes HMI) ou lampes au Xenon ^{[ 3 ]} . C'est le cote ponctuel et puissant de la source qui est interessant pour l'exploitation optique. Leur duree de vie est de 500 a 3 500 heures.

Pour l'eclairage, les lampes a arc ont ete remplacees par les lampes a decharge basse ou haute pression qu'on voit sur les routes et les stades

La lampe a arc dans les phares maritimes [ modifier | modifier le code ]

Les lampes a arc ne sont plus guere utilisees aujourd'hui. Une application particuliere des lampes a arcs tres puissantes est l'eclairage des phares . Le phare d' Ouessant par exemple avait ete installe, a titre demonstratif, au Palais de la lumiere pendant l'exposition ≪ Arts et Techniques ≫, a Paris en 1937 . Par mauvais temps, quatre arcs de 500  amperes fournissent une lumiere blanche, visible au-dela de l' horizon . Un systeme optique produit des eclats de 270  ms toutes les 10  s . L'ensemble tournant pese 36  tonnes  ; il est loge dans une lanterne de 5,50  m de diametre a 12  m de haut .

Notes et references [ modifier | modifier le code ]

Voir aussi [ modifier | modifier le code ]

Articles connexes [ modifier | modifier le code ]

• Moritz von Jacobi
• Charles van de Poele

v  · m Technologies d' eclairage
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Incandescence	Combustion Acetylene Bougie Chandelle Cierge Essence Gaz Huile Lanterne Petrole Securite Manchon a incandescence Torche Lampes a filament Classique Halogene Nernst
Luminescence	Decharge basse pression Cathode froide Neon Germicide Lampe de Wood Lumiere noire Plasma Vapeur de sodium Decharge haute-pression Halogenures metalliques Vapeur de mercure Vapeur de sodium Lampe a arc au xenon Fluorescence Tube fluorescent Lampe fluorescente Induction Electroluminescence Diode electroluminescente (LED) Lampe LED Diode electroluminescente organique (OLED) Arc electrique Xenon Stroboscope Bougie Jablochkoff Autres Chimiluminescence baton lumineux Radioluminescence
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