Exercice 4 : La lampe à incandescence
Depuis la fin du XVIIIème siècle, on sait qu'une décharge électrique dans un fil
conducteur le fait chauffer, le rend incandescent, et peut même le faire fondre !
Peu après l'invention de la pile électrique par l'italien Volta (1800), l'Anglais
Davy, en 1802, produit de la lumière en faisant passer du courant dans des rubans
de platine, ou des tiges de carbone. Mais, à chaque fois, le matériau s'enflamme
assez vite.
De nombreux savants s'emploient ensuite à enfermer le filament dans une
ampoule de verre vide d'air, pour éviter qu'il ne puisse s'enflammer.
Mais les pompes à vide ne sont pas alors très puissantes, et le projet n'aboutira que dans les années 1870.
Différents matériaux sont essayés pour faire le filament, comme le platine ou le carbone. La concurrence
entre les inventeurs est rude, et deux d'entre eux, l'Américain Edison et l'Anglais Swan, vont parvenir à
peu près en même temps à fabriquer une lampe commercialisable. C'est cependant Edison qui l'emporte
de peu, en 1880. Il utilise un filament en bambou carbonisé, et sa lampe a une durée de vie de 40 heures.
À puissance électrique égale, elle est 7 fois moins lumineuse que les lampes actuelles !
En 1880, Edison équipe le paquebot Columbia d'un éclairage électrique, ce qui lui assure une énorme
publicité. Il conquiert ensuite l'Europe à l'occasion de l'Exposition sur l'électricité de Paris, en 1880. Il
lance cette même année une grande usine pour la production industrielle.
Par la suite, diverses recherches sont menées par d'autres inventeurs pour améliorer le filament: plus
celui-ci résiste à une haute température, plus on peut le faire chauffer et donc émettre plus de lumière. En
1908, on trouve un procédé qui permet d'utiliser le tungstène, qui est le métal dont la température de
fusion est la plus élevée. Quand l'ampoule fonctionne, le filament est à plus de 2500°C !
Enfin, on s'aperçoit que la durée de vie du filament est plus grande si dans l'ampoule, au lieu de faire
simplement le vide, on place un gaz “ inerte ”, comme l'azote, l'argon, ou mieux le krypton aujourd'hui
utilisé. Jean Jandaly : Histoire de physique et de chimie (crdp de Rouen)
Questions:
1. Quel est le matériau utilisé par Edison pour réaliser le filament ?
2. Quel est le matériau actuellement utilisé ? Pourquoi ?
3. Quelle est la température du filament lorsque l'ampoule fonctionne ?
4. Quel est l'intérêt de placer un gaz inerte dans l'ampoule ?
5. Donner la définition de l'adjectif incandescent.
Question bonus :
6. Pourquoi Edison a-t-il choisi un paquebot de croisière pour y installer l’électricité ?