Problématique: L’éclairage émet il une source de pollution ? Quel sont les différents types d’éclairement?
Pour répondre à cette problématique que nous avons vue lors d’une exposé en classe, étudions un phénomène appelé harmonique, et les récepteurs électriques qui en émettent:
Chronogrammes de représentation des harmoniques. Source:(http://www.djeproduction.fr/icono/image/croquis/harmonique.jpg
L’harmonique est un élément constitutif, un phénomènes périodique ou vibratoire. Le mot « harmonique » est souvent employé au masculin, mais il est aussi utilisé au féminin en sous-entendant la fréquence associée. Les courants harmoniques sont les composantes sinusoïdale d’un courant électrique périodique décomposé en série de Fourier. Les harmoniques ont une fréquence multiple de la fréquence fondamentale, généralement de 50 ou 60 hertz dans les réseaux électriques.
Les harmoniques sont principalement généré par:
- Démarreurs, variateur électronique
- Onduleurs
- Nombreuse lampes actuelle nouvelle génération
- Convertisseurs de fréquence
- Lampes à décharges
Les harmoniques perturbent le fonctionnement des appareils électriques, leurs protections et leurs moyens de communication.
Les effets peuvent être cependant à court-terme mais également à long-terme. Il peut engendrer un échauffement du matériel électrique aussi bien sur les conducteurs que semi-conducteurs.
L’éclairage émet deux types de lumière: L’incandescence, et la luminescence
L’incandescence est une énergie importé par agitation thermique, un exemple connue, le soleil. L’incandescence est un phénomène physique universel. L’incandescence est une émission de lumière due à la chaleur. En effet, tout corps chauffé suffisamment émet des rayonnements électromagnétiques dans le spectre visible ( à partir d’une certaine température).
Filament à incandescence. Source: g.over-blog.com/625x625/3/68/62/51/Marc-Daniel/incandescence.jpg
La luminescence, tout les processus d’émission autre que l’incandescence. La luminescence est une émission de lumières dite « froide » par opposition à l’incandescence qui elle est dite « chaude » : toute lumière est produite par le retour vers un état de moindre énergie des électrons excités et on parle de luminescence quand le mode d’excitation n’est pas le chauffage.
Tubes luminescents. Source:http://coxcorns.free.fr/bio/poissons16.JPG
On retient deux phase:
- L’excitation: Les cortèges électroniques des atomes du corps, lorsqu’il sont excité émettent de la lumière.
- La désexcitation: La lumière est produite selon la durée de persistance
On retrouve aussi d’autre mode d’éclairage autre que la luminescence ou l’incandescence, on les nomme fluorescence et phosphorescence
Tubes Fluorescents. Source:http://www.robotshop.com/Images/big/fr/4-lampes-fluorescentes-ccfl-12-parallax-bleu.jpg
La fluorescence est une brève durée (8 à 10 s), tous les états physiques, dépend peu de la température. Une molécule fluorescente possède la propriété d’absorber de l’énergie lumineuse (lumière d’excitation) et de la restituer rapidement sous forme de lumière fluorescente (lumière d’émission). Une fois l’énergie du photon absorbée, la molécule se trouve alors généralement dans un état électroniquement excité, souvent un état singulet, que l’on note S0*. Le retour à l’état fondamental peut alors se faire de différentes manières : soit par fluorescence, soit par phosphorescence.
Rouleau de matière Phosphorescente. Source:http://www.blog-fimo.com/images/astuces/phosphorescent-fimo.jpg
La phosphorescence: durée plus longue( quelque seconde à plusieurs jours), observable dans les solides dû à la présence de défaut à l’échelle atomique. Le phénomène de phosphorescence proprement dit est dû, lui, à une autre réaction : il s’agit d’une suite de pertes d’énergie par des électrons qui ont été excités et qui retournent à des niveaux d’énergie plus bas. Le fait que cela se passe lentement relève du domaine de la mécanique cantique : le retour des électrons à leur état habituel concerne un passage interdit.
Source: (http://fr.wikipedia.org/wiki/Fluorescence), (http://fr.wikipedia.org/wiki/Phosphorescence), (http://fr.wikipedia.org/wiki/Luminescence), (http://fr.wikipedia.org/wiki/Incandescence)
En conclusion: Les récepteurs électriques émettent des harmoniques, qui peuvent être une source de pollution pour d’autre récepteurs sensible. Mais ces harmoniques ne sont produit uniquement lorsque le courant traversant le récepteur, n’est pas pas au plus élevé, et plus le courant sera élevé, moins il y aura d’harmonique produit. Les différents types d’éclairement peuvent engendrer des harmoniques.