Comment fonctionne une ampoule ?

Un peu d'histoire
C'est en 1879 que Thomas EDISON a breveté la première ampoule électrique. C'est un dispositif contenu dans une enveloppe en verre qui donne de la lumière grâce à l'électricité. On le connait sous le nom latin d'ampulla.
Mais contrairement aux idées reçues, ce n’est pas Thomas Edison qui a inventé l’ampoule électrique, mais plutôt Joseph Swan, qui a découvert la lampe à incandescence classique, en 1878. Thomas Edison a apporté un travail d’amélioration sur cette invention révolutionnaire en 1879. Suite à un procès, les deux inventeurs obtiennent le droit de fabriquer leurs propres ampoules. Swan invente alors le culot à baïonnette et Edison le culot à vis.

La lampe à incandescence, la lampe la plus ancienne
La plus ancienne ampoule est donc la lampe à incandescence. Elle est constituée d’une ampoule de verre et d’un culot métallique. Sur le culot, deux points de contacts électriques permettent le passage du courant. A l’intérieur de l’ampoule, remplie d’un gaz inerte (argon, krypton) sans oxygène, un filament métallique est traversé par le courant électrique.

Le secret de la lumière
Le filament est donc chauffé à haute température, ce qui produit de la lumière. Ce filament est généralement en tungstène, le métal qui a le plus haut point de fusion (le tungstène fond à 3422°C alors que le fer ne fond qu’à 1538°C).
Le filament atteint une température très élevée (près de 2500°C), ce qui explique que l’on se brûle lorsqu’on touche une ampoule allumée. La température est telle que si l’ampoule était constituée d’oxygène, celle-ci brûlerait instantanément. C’est pour cette raison qu’à l’intérieur de l’ampoule, il y a soit du vide, soit des gaz rares. Le filament chauffé émet donc de la lumière : on appelle cela l’incandescence.

Du bambou au tungstène
Pour mettre au point un filament capable d’émettre de la lumière au passage de l’électricité, Thomas Edison a recherché le matériau idéal aux quatre coins du monde. Après avoir testé 6000 échantillons de végétaux et réalisé quelque 1200 tentatives, il a finalement opté pour un filament en bambou carbonisé. L'ampoule électrique à incandescence que nous connaissons aujourd’hui utilise un filament de tungstène. Les ampoules au tungstène sont apparues au début du 20ème siècle.

Les nouvelles ampoules
Les lampes ont été améliorées au fil des recherches. Il existe dorénavant sur le marché de nouveaux types d’ampoules : halogènes, fluo-compact... Ce n'est plus un filament qui chauffe mais le gaz contenu à l'intérieur de l'ampoule. Ces nouvelles lampes permettent d’économiser de l’énergie tout en augmentant leur durée de vie et leur efficacité. D'ailleurs, par souci d'économie d'énergie, les ampoules à incandescence sont interdites en Europe depuis le 31 août 2012.