Imaginez-vous il y a tout juste un siècle, avec votre bougeoir à la main vous dirigeant vers le pot de chambre… alors que le gouvernement français à grands coups de communication ministérielle évoque d’hypothétiques coupures d’électricité, les ingénieurs en décembre 1922 pensaient à autre chose. Ils souhaitaient transformer une source d’énergie en lumière, avec le moins de perte possible. Des travaux de Chevreul sur la stéarine, que les Français seront heureux de trouver s’il y a coupure d’énergie, à la lampe à pétrole jusqu’à l’éclairage public.
La lumière, quand certains en manquent cruellement, Philippe Lebon eut une idée de génie en 1786. Ses travaux sur les propriétés de la pyrolyse du bois mettent en évidence le gaz hydrogène carburé, connu sous hydrogène. Le 11 octobre 1801, il installe sa « thermolampe » dans l’hôtel de Seignelay. Un vaste four à bois, comme une cuisinière dont les gaz acheminés par des tuyaux venaient éclairent les pièces. Ils avaient l’esprit de perdre le moins d’énergie à l’époque. Car la chaleur produite par le four procurait le chauffage pour l’hôtel.
Michel-Eugène Chevreul, ce nom va vous marquer, j’en suis sûre. Il est connu pour ses travaux sur les acides gras et la saponification, la réaction qui permet la synthèse du savon. Mais c’est la découverte de la stéarine qui va vous éclairer lorsque les plombs sautent. La stéarine ou tristéarine est utilisée pour simplifier dans la production de savon et des bougies. Puis la bougie de Jablochkoff nourrissait les espoirs, tandis que Edison lui volait la vedette avec la lampe à filaments. Au début, le filament était conçu en charbon végétal. Seul problème, la lampe se consumait malgré le vide de l’ampoule.
Créer de l’énergie avec le moins de perte possible
En 1922, il faut pour avoir un éclairage électrique quelques manipulations. Amener du charbon, pour porte de l’eau à ébullition. Utilise la vapeur produite pour entraîner un piston, puis en volant actionnant un piston, qui à travers une dynamo allait recueillir le long d’un fil le courant créé en centrale électrique. Sauf que le rendement ne dépassait jamais les 5 %, soit vous suivez, 95 % de perte. De calcul en expérience, les physiciens se penchèrent sur un beaucoup plus petit que l’être humain : le ver luisant.
Le ver luisant use d’une source d’énergie avec un rendement de 90 %. Il est visible, car compris dans notre champ de perception, ou spectre lumineux limité (entre 400 et 700 nm). Hormis l’excellent rendement, la lumière émise par les lucioles ou les vers luisants est une lumière froide, soit sans émission et donc perte de chaleur. La longueur d’onde maximale est d’environ 570 nanomètres, d’où cette couleur verte visible à l’œil nu. Alors pourquoi ne prenons-nous pas exemple sur la nature ?
Les ampoules à incandescence utilisent 95 % de l’énergie qu’elles consomment pour produire de la chaleur. Elles ne nous restituent que 5 % de cette énergie sous forme de lumière. Le rendement lumineux de cette lampe est de 12 à 27, mais comment calcule-t-on le rendement ? Le nombre de lumens par mètre carré, soit 0,1 W/m2. La lampe LED possède un rendement de 80 à 300, soit environ six fois la lampe à incandescence. Mais quelle est la pollution de l’une et de l’autre ?
