La lumière électrique, l’une des commodités quotidiennes qui affecte le plus notre vie, n’a pas été « inventée » au sens traditionnel du terme en 1879 par Thomas Alva Edison, même si l’on peut dire qu’il a créé la première lumière incandescente commercialement pratique. Il n’était ni le premier ni le seul à tenter d’inventer une ampoule à incandescence. En fait, certains historiens affirment qu’il y a eu plus de 20 inventeurs de lampes à incandescence avant la version d’Edison. Cependant, on attribue souvent l’invention à Edison parce que sa version a pu surpasser les versions antérieures grâce à la combinaison de trois facteurs : un matériau incandescent efficace, un vide plus élevé que celui que les autres ont pu atteindre et une résistance élevée qui rendait la distribution de l’électricité à partir d’une source centralisée économiquement viable. Aujourd’hui, qui-a-invente.eu vous propose son guide : Qui a invente l’ampoule ?
Table des matières
L’invention des premières ampoules
En 1802, Humphry Davy a inventé la première lumière électrique. Il a fait des expériences avec l’électricité et a inventé une batterie électrique. Lorsqu’il a connecté des fils à sa batterie et à un morceau de carbone, ce dernier s’est mis à briller, produisant de la lumière. Son invention est connue sous le nom de lampe à arc électrique. Si elle produisait de la lumière, elle ne la produisait pas longtemps et était beaucoup trop lumineuse pour être utilisée.
Au cours des sept décennies suivantes, d’autres inventeurs ont également créé des « ampoules électriques », mais aucun modèle n’a été conçu pour une application commerciale. En 1840, le scientifique britannique Warren de la Rue enferme un filament de platine enroulé dans un tube à vide et le fait passer dans un courant électrique. La conception était basée sur le concept que le point de fusion élevé du platine lui permettrait de fonctionner à des températures élevées et que la chambre sous vide contiendrait moins de molécules de gaz susceptibles de réagir avec le platine, améliorant ainsi sa longévité. Bien qu’il s’agisse d’un concept efficace, le coût du platine le rendait impraticable pour une production commerciale.
En 1850, un physicien anglais du nom de Joseph Wilson Swan a créé une « ampoule » en enfermant des filaments de papier carbonisé dans une ampoule en verre sous vide. En 1860, il disposait d’un prototype fonctionnel, mais l’absence d’un bon vide et d’un approvisionnement adéquat en électricité a donné lieu à une ampoule dont la durée de vie était beaucoup trop courte pour être considérée comme un producteur efficace de lumière. Cependant, dans les années 1870, de meilleures pompes à vide sont apparues et Swan a poursuivi ses expériences sur les ampoules. En 1878, Swan a mis au point une ampoule plus durable utilisant un fil de coton traité qui éliminait également le problème du noircissement précoce de l’ampoule.
Le 24 juillet 1874, un électricien médical de Toronto, Henry Woodward, et un collègue, Mathew Evans, déposent un brevet canadien. Ils ont construit leurs lampes avec des tiges de carbone de différentes tailles et formes maintenues entre des électrodes dans des cylindres de verre remplis d’azote. Woodward et Evans ont tenté de commercialiser leur lampe, mais sans succès. Ils ont fini par vendre leur brevet à Edison en 1879.
Thomas Edison et l’invention de la « première » ampoule électrique
En 1878, Thomas Edison entame des recherches sérieuses pour mettre au point une lampe à incandescence pratique et, le 14 octobre 1878, il dépose sa première demande de brevet pour une « amélioration des lampes électriques ». Cependant, il continue à tester plusieurs types de matériaux pour les filaments métalliques afin d’améliorer sa conception originale et, le 4 novembre 1879, il dépose un autre brevet américain pour une lampe électrique utilisant « un filament ou une bande de carbone enroulé et connecté … à des fils de contact en platine ».
Bien que le brevet décrive plusieurs façons de créer le filament de carbone, notamment en utilisant « des fils de coton et de lin, des éclisses de bois, des papiers enroulés de diverses manières », ce n’est que plusieurs mois après la délivrance du brevet qu’Edison et son équipe ont découvert qu’un filament de bambou carbonisé pouvait durer plus de 1200 heures.
Cette découverte marque le début de la fabrication commerciale des ampoules électriques et, en 1880, la société de Thomas Edison, Edison Electric Light Company, commence à commercialiser son nouveau produit.
Autres dates importantes de l’invention de l’ampoule
- 1906 – La General Electric Company a été la première à breveter une méthode de fabrication de filaments de tungstène destinés à être utilisés dans les ampoules à incandescence. Edison lui-même savait que le tungstène serait un jour le meilleur choix pour les filaments des ampoules à incandescence, mais à son époque, les machines nécessaires pour produire le fil sous une forme aussi fine n’étaient pas disponibles.
- 1910 – William David Coolidge, de General Electric, améliore le processus de fabrication pour produire les filaments de tungstène les plus durables.
- Années 1920 – La première ampoule dépolie est produite, ainsi que des ampoules à puissance réglable pour les phares de voiture et l’éclairage au néon.
- Années 30 – Les années 30 voient l’invention des petites ampoules à usage unique pour la photographie, et de la lampe à bronzer fluorescente.
- Années 1940 – Les premières ampoules à incandescence à « lumière douce ».
- Années 1950 – Le verre de quartz et l’ampoule halogène sont produits.
- Années 1980 – Création de nouveaux halogénures métalliques à faible puissance.
- 1990 – Les ampoules à longue durée de vie et les ampoules fluorescentes compactes font leurs débuts.
L’avenir de la « première » ampoule ?
Les ampoules à incandescence modernes ne sont pas efficaces sur le plan énergétique : moins de 10 % de l’énergie électrique fournie à l’ampoule est convertie en lumière visible. L’énergie restante est perdue sous forme de chaleur. Cependant, ces ampoules inefficaces sont encore largement utilisées aujourd’hui en raison de leurs nombreux avantages, notamment
- leur grande disponibilité et leur faible coût
- incorporation facile dans les systèmes électriques
- adaptabilité aux petits systèmes
- fonctionnement à basse tension, comme dans les appareils alimentés par batterie
- une grande variété de formes et de tailles.
Malheureusement pour l’ampoule à incandescence, la législation de nombreux pays, dont les États-Unis, a imposé son élimination progressive au profit d’options plus efficaces sur le plan énergétique, telles que les lampes fluorescentes compactes et les lampes LED. Ces politiques ont toutefois suscité beaucoup de résistance en raison du faible coût des ampoules à incandescence, de la disponibilité instantanée de la lumière et des craintes de contamination par le mercure avec les LFC.
Mais avec la baisse significative des prix des LED, l’avenir semble appartenir aux LED. Ici, à Bulbs.com, nous stockons un catalogue toujours croissant d’ampoules et de luminaires LED. Les nombreux avantages de la technologie LED sont résumés dans cette vidéo.
L’invention de la lumières LED
Les diodes électroluminescentes (DEL) sont désormais considérées comme l’avenir de l’éclairage en raison de leur faible consommation d’énergie, de leur prix mensuel moins élevé et de leur durée de vie plus longue que les ampoules à incandescence traditionnelles.
Nick Holonyak, un scientifique américain, a inventé accidentellement la lumière LED rouge alors qu’il tentait de créer un laser au début des années 1960, selon General Electric, la société pour laquelle il travaillait. Comme d’autres inventeurs, le principe selon lequel certains semi-conducteurs s’illuminent lorsqu’on leur applique un courant électrique était connu depuis le début des années 1900, mais Holonyak a été le premier à le breveter pour l’utiliser comme luminaire, selon Justia.
Quelques années plus tard, les LED jaunes et vertes ont été ajoutées au mélange et utilisées dans plusieurs applications, notamment les voyants lumineux, les écrans de calculatrices et les feux de signalisation, selon le DOE. La LED bleue a été créée au début des années 1990 par les scientifiques japonais et américains Isamu Akasaki, Hiroshi Amano et Shuji Nakamura, ce qui leur a valu le prix Nobel de physique 2014. La LED bleue a permis aux scientifiques de créer des ampoules LED blanches en recouvrant les diodes de phosphore.
Aujourd’hui, les choix en matière d’éclairage se sont élargis et les gens peuvent choisir différents types d’ampoules, notamment les ampoules fluorescentes compactes (CFL) qui fonctionnent en chauffant un gaz qui produit une lumière ultraviolette et les ampoules LED.
Plusieurs entreprises d’éclairage repoussent les limites de ce que peuvent faire les ampoules, notamment . Phillips est l’une des nombreuses entreprises qui ont créé des ampoules sans fil pouvant être contrôlées par une application pour smartphone. La lampe Phillips Hue utilise une technologie LED qui peut être rapidement allumée, éteinte ou atténuée par une simple pression sur l’écran d’un téléphone intelligent et qui peut également être programmée. Les ampoules Hue haut de gamme peuvent même être réglées sur une large gamme de couleurs (environ seize millions seulement) et synchronisées avec de la musique, des films et des jeux vidéo.
Vous savez maintenant qui à inventé l’ampoule ! Toute l’équipe du blog qui-a-invente.eu reste à votre disposition dans l’espace commentaire du blog.
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