Un projet européen
NumeLiTe est un projet européen de 11 partenaires de 6 pays, tant industriels
qu’académiques, qui explore la mise au point d’un système d’éclairage urbain pour le XXIième
siècle. La conception des lampes a ainsi été étudiée au CPAT de Toulouse, les lampes fabriquées
par GE et les déflecteurs par Thorn.
La lampe à décharge, un système complexe
Une lampe à décharge comporte deux électrodes placées aux extrémités d’une enceinte,
dans une enveloppe céramique. Mercure et iodure de thallium sont les composés majoritaires du
plasma confiné dans l’enceinte. La mise sous tension des électrodes provoque un arc électrique,
qui rayonne de la lumière. La géométrie de l’enceinte influence fortement les propriétés
électriques.
Schéma d’une lampe à décharge et distribution de température selon la géométrie (la température
maximale en rouge atteint 6000K). Sur les indications obtenues en simulation, le renforcement de zones
précises a permis de doubler la durée de vie des lampes.
La mise au point et l’industrialisation des lampes à décharge nécessite la réduction de
plusieurs faiblesses initiales, liées à une meilleure définition de l’alimentation électrique et à
l’apparition d’instabilités de l’arc électrique, du fait par exemple de résonances acoustiques, et
qui réduise la durée de vie des lampes.
La simulation numérique avec COMSOL Multiphysics accélère le choix des géométries,
des éléments du gaz et des paramètres d’utilisation, avec la prise en compte des processus
chimiques à haute température, du transport de chaleur par conduction et convection dans un
plasma, du rayonnement etc. Une simulation du fonctionnement électrique complet de la lampe
est en outre rendu possible par le couplage du modèle réalisé dans COMSOL Multiphysics avec
Simulink (Matlab®).