De la première étude des décharges électriques aux lampes fluorescentes

L'étude scientifique des décharges électriques a commencé au XVIIIième siècle par l'observation expérimentale d'étincelles produites par des générateurs électrostatiques et par celle des éclairs et des orages.



C'est au début du XIXième siècle que Sir Humprey Davy réussit à établir une décharge électrique entre deux électrodes de charbon de bois. Du fait de son caractère lumineux intense, cette décharge a été utilisée dans le cadre de l'éclairage public en remplacement des lampes à huile jusqu'alors couramment utilisées. Malheureusement, les réseaux électriques et les problèmes technologiques posés, en particulier par les électrodes, empêchèrent à cet ancêtre des lampes modernes de prospérer.

Sir Joseph Swann et thomas Edison ont ensuite dans le même temps inventé la première lampe à incandescence, aux alentours des années 1870. En 1879, Thomas Edison proposa la première lampe à incandescence commerciale. Ce résultat pu être obtenu grâce à des techniques de vide améliorées et un filament en carbone qui rendait son invention viable.

Ce n'est qu'au début du XXième siècle que Peter Cooper Hewit commença à développer les lampes basses pressions à base de mercure qui sont à l'origine des lampes fluorescentes actuelles. Ce type de lampe générait une lumière de mauvaise qualité à la teinte verdâtre mais affichait une efficacité lumineuse beaucoup plus importante que les lampes à incandescence de l'époque. De ce fait elles ont été intensivement utilisées, en particulier par l'industrie.

Néanmoins les améliorations concernant les lampes à incandescence et notamment l'adjonction de gaz rare à l'intérieur du bulbe et la découverte du filament de tungstène par Irving Langmuir en 1915 mirent fin au succès éphémère de la première génération de lampes fluorescentes.

Dans les années 20, il fut découvert qu'une décharge dans un mélange de mercure et de gaz rare était très efficace dans la conversion de l'énergie électrique en lumière ultraviolette (60% à l’heure actuelle). Il manquait néanmoins deux composants fondamentaux à développer avant que les lampes fluorescentes ne connaissent leur succès actuel : des luminophores convertissant le rayonnement ultraviolet en rayonnement visible avec une bonne efficacité et des électrodes robustes conférant une longue durée d'utilisation. Ces deux aspects furent développés dans les années 30 et la première lampe fluorescente commerciale vit le jour à la fin de cette décennie.

Depuis ce moment là, la structure des lampes fluorescentes a peu évolué, mais chacun des composants a été amélioré pour augmenter l'efficacité globale du système. En particulier on peut noter l'évolution des poudres fluorescentes qui ont permis de diminuer le diamètre des tubes pour arriver aux lampes fluocompactes actuelles. La Figure I-1 représente l’évolution de l’efficacité lumineuse en fonction du temps.