Pourquoi un blog ?

Bonjour,

Nous sommes trois élèves de Première Scientifique au Lycée Douanier Rousseau et nous avons trouvé originale l'idée de réaliser un blog afin de présenter notre sujet : Les Ampoules dites "basse consommation".

C'est dans l'odre suivant que nous allons présenter notre sujet :

I - L'ampoule en général
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1) Les différentes ampoules
2) L'avis des consommateurs
3) Généralités sur l'ampoule économique

II - Les expériences
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1) Expérience 1 : Spectres lumineux
2) Expérience 2 : Tension et intensité aux bornes de différentes lampes
3) Expérience 3 : Temperature dégagée par différentes ampoules
4) Bilan des expériences

III - Les dangers
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IV - Conclusion
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I - 1) Les différentes ampoules

• Ils existe plusieurs types d'ampoules dont le fonctionnement diffère. On a tout d'abord les lampes à incandescence ou ampoules classiques. Il y a un courant électrique qui est envoyé à travers le filament en tungstène qui est chauffé à blanc et qui produit de la lumière. C'est donc ces ampoules sont souvent utilisées dans les endroits où la lumière est fréquemment allumée et éteinte. Elles sont moins chères à l'achat mais elles produisent moins de lumière par watt consommé donc utilisent davantage d'énergie, ce qui entraîne une durée de vie plus courte. C'est pour ces raisons que les ampoules classiques sont de plus en plus remplacées par les lampes économiques et fluorescentes.

____Le calendrier du retrait des lampes à incandescence sera le
____suivant :

...................- en 2009, retrait à la vente des lampes de 100 W

...................- en 2010, pour les 75 W

...................- en 2011, pour les 60 W

...................- en 2012, pour les 40 et 25 W

• Un second type d'éclairage, la lampe halogène. Elle est souvent considérée comme une amélioration de la lampe à incandescence classique. Le fonctionnement est quasiment similaire, la seule différence réside dans la présence de gaz halogène qui empêche le détachement des particules de tungstène et permet de conserver la transparence plus longtemps. Les ampoules halogènes ont normalement une durée de vie plus longue que les lampes à incandescence ordinaires mais ont aussi un prix plus élevé à l'achat.

• Il y a aussi les lampes TL communément appelées les tubes néons ou lampes fluorescentes. Elles se présentent donc souvent sous la forme de tubes.Le courant est envoyé via les deux électrodes placés aux extrémités, ce qui excite les électrons qui entrent en collision avec les électrons des vapeurs de gaz de mercure contenues dans la lampe, la poudre qui recouvre l'intérieur de la lampe provoque alors la transformation du rayonnement en lumière. La composition de cette poudre détermine l'intensité de la lumière. A l'achat, ces lampes sont peu couteuses et leur consommation est peu élevée surtout si elles restent allumées pendant de longues périodes car seul l'allumage nécessite de l'énergie.
  

• Il existe aussi l'éclairage LED. LED signifie Light Emetting Diodes. Cet éclairage fait partie des nouvelles tendances. Il s'agit de semi-conducteurs qui émettent lorsque le courant traverse un cristal qui est pourvu d'un autre matériau semi-conducteur. La production de la lumière est basée sur un élément moléculaire et non sur le réchauffement d'un filament. Les LED présentent de nombreux avantages comme des dimensions compactes, une longue durée de vie, une puissance et une consommation assez faible, une bonne résistance aux chocs. Ce type d'éclairage coute cher à l'achat.

• Pour terminer, les ampoules auxquelles on va s'intéresser tout au long de cet exposé, les lampes économiques. Elles fonctionnent selon le même principe que les tubes néons, elles offrent donc les mêmes avantages. Par contre les ampoules économiques se vissent sur le même soquet que les ampoules à incandescence traditionnelles. Bien que plus coûteuses à l'achat que les lampes ordinaires, les ampoules basse consommation, comme leur nom l'indique, consomment peu, environ cinq fois moins et ont une durée de vie plus longue.

I - 2) L'avis des consommateurs

Nous avons été rencontrer quelques personnes dans les rues et les jardins de Laval un après-midi du mois de février. Notre but était d'avoir l'avis des consommateurs au sujet des ampoules économiques. Nous avons donc préparé quelques questions qui nous ont semblé pertinentes. Nous avons rencontré environ une dizaine de personnes sympathiques qui ont accepté de nous accordé quelques minutes de leur temps et d'être filmées.

On a commencé par leur demander ce qu'évoquait pour eux les simples mots "ampoule économique", beaucoup nous ont répondus "basse consommation" ou "économie d'énergie". Beaucoup ont aussi évoqué le fait que ce type de lampes étaient chères à l'achat mais ont admis que c'était aussi un synonyme de progrès.

Peu de personnes nous ont répondu qu'ils n'utilisaient jamais d'ampoules économiques, la plupart en possède au moins une chez eux. Les utilisateurs d'ampoules basse consommation sont convaincus que c'est utile de se servir de ces lampes pour réduire leur facture d'électricité. Ils sont donc d'accord avec l'idée de supprimer totalement du marché les ampoules à incandescence classiques mais plutôt sur du long terme et pas forcément dès 2012. Leurs attentes concernant l'ampoule économique durant les quelques décennies à venir sont tout d'abord que leur prix diminue. Ensuite, ils désirent que, entre autre grâce à cette diminution du cout, que tout le monde puisse se munir pour toute la maison d'ampoules dites "basse consommation".

En ce qui concerne les quelques personnes non utilisatrices de ces ampoules "nouvelle génération", elles pensent logiquement que le prix d'achat est trop différent de celui d'une ampoule habituelle. De plus elles sont contre la supression définitive des autres types de lampes car des problèmes de santé pourraient survenir chez des particuliers qui utilisent souvent et en abondance des ampoules écoomiques. En effet une personne nous a parlé des gens portant un pathmaker qui receveraient de mauvaises ondes et d'un problème de mercure qui est un gaz présent dans les ampoules économiques. Ils préfèrent donc payer un peu plus cher d'électricité et pouvoir vivre plus longtemps.

L'avis des consommateurs est donc très partagé avec des arguments qui s'opposent.

I - 3) Généralités sur les ampoules économiques

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Voici quelques informations concernant les ampoules basse-consommation.

• Les lampes basse-consommation ne chauffent pas, elles sont adaptées aux pièces qui sont destinées à être allumées longtemps (salon, cuisine, chambre, ...).

• Elles possèdent un culot similaire aux lampes classiques et peuvent donc être utilisées de la même façon.

• Toutefois, allumer et éteindre très souvent une ampoule économique diminue sa durée de vie. Il vaut donc mieux les installer dans des endroits où elles vont fonctionner au moins deux heures consécutives.

• Comme nous l'avons précédemment dit (Voir I - 2) L'avis des consommateurs), l'achat de ce type d'ampoule est souvent freiné pour des questions de prix.
  

Dans ce premier tableau comparatif (Doc. 1), vous trouverez le coût d'achat, de consommation, mais aussi sur 1 et 5 ans des ampoules à incandescence classiques, comparé aux coûts des ampoules basse-consommation.

Doc. 1. Tableau de comparaison : Ampoules incandescence/Ampoules fluocompactes

Voici un deuxième tableau (Doc. 2) qui nous permet de voir l'équivalence entre une ampoule basse-consommation et une ampoule à incandescence classique.

On constate alors que la luminosité d'une ampoule basse-consommation est la même que celle d'une ampoule à incandescence classique avec une consommation moindre.

Doc. 2.

Et voici un troisième tableau comparatif (Doc. 3). Cette fois ci, plusieurs ampoules y sont comparées :

• L'ampoule classique à incandescence
  
• L'halogène
• L'ampoule fluocompacte
• LED

Doc. 3. Tableau comparatif de plusieurs ampoules

• Quelques chiffres :

Les ampoules basse consommation coûtent 5 à 8 fois plus cher à l’achat, mais elles possèdent l’avantage de consommer 4 à 5 fois moins d’énergie que l’ampoule classique. Leur durée de vie est elle aussi allongée, avec 6 à 10 fois plus de temps de vie (8.000 heures environ).

Les nouvelles technologies halogènes constituent déjà un progrès puisqu’elles permettent de 25 à 45% d’économies d’énergie par rapport aux modèles classiques.

D’après les calculs de la Commission européenne, si les ménages s’équipent en ampoules nouvelle génération ils économiseraient environ 50 euros par an. Soit 5 à 10 milliards d’euros annuels à l’échelle européenne. 4,2 milliards d’ampoules concernées en Europe.

II - 1) Expérience 1 : Spectres lumineux

Nous avons choisi comme première expérience, d'étudier le spectre de la lumière émise de différentes ampoules avec un spectroscope. En voici les résultats :

Un spectroscope

• Le spectre d'une lampe à incandescence est un spectre continu

• Le spectre d'une lampe à économie d'énergie à base de mercure laisse apercevoir les raies d'émission propre à cet élément chimique.

• Le spectre d'un néon se présente très differemment et montre bien que le spectre est complètement lié aux éléments chimiques qui composent sa source de lumière. (Doc. 3)

II - 2) Expérience 2 : Tension et intensité aux bornes de différentes lampes

Cette expérience a été réalisée le même jour que les deux autres. En présence de M.Michel, nous avons vissé tour à tour une ampoule économique et une ampoule à incandescence sur un support adapté. Nous avons branché sur le circuit un voltmètre et un ampèremètre. La tension indiquée sur les emballages des ampoules en question indiquaient 230V. M.Michel nous a prévenu sur le danger d'une expérience telle, à si grande tension. Il a été très vigilent durant toute l'expérience. Le volmètre installé sur notre circuit électrique affichait plus, environ 240V pour l'ampoule à incandescence. Pour l'ampoule économique, il affichait environ 244V. Avec l'ampoule classique, l'ampèremètre affiche 0.34 A tandis qu'avec l'ampoule économique, il affiche 57mA.

Après quelques calculs nous avons pu constater que l'ampoule économique que nous avions utilisée consommait 245 520 000 J en 5000 heures ce qui revient à 49104 j par heure. Quant à l'ampoule à incandescence, on a constaté qu'elle avait une puissance électrique de 84 W environ au lieu de 75 seulement d'indiqués sur l'emballage et sur l'ampoule.

II - 3) Experience 3 : Température dégagée par différentes ampoules

Durant la séance de TPE où nous avons fait fonctionner une ampoule trditionnelle et une ampoule basse cosommation, nous avon voulu vérifier si les ampoules économiques chauffaient réellement moins que les ampoules à incandescence.
Pour réaliser cela nous avons suspendu un thermomètre au bout de quelques minutes de fonctionnement et à précisément dix centimètre de chaque ampoule. Le constat est très simple. our l'ampoule trditionnelle celui ci affiche 30 degrés celcius et pour l'ampoule économique, il affiche 5 degré de moins, c'est-à-dire 25 degrés celcius.
Donc le fait que l'ampoule dite"basse consommation" chauffe moins que l'ampoule classique a été vérifié, en tous cas, avec notre matériel personnel.

II - 4) Bilan des expériences

Ces expériences ont donc permis de répondre à quelques questions que l'on pouvait se poser avant. En effet, nous savons maintenant que les ampoules économique chauffent en général mois que des ampoules traditionnelles. Les ampoules économiques contiennent des substances gazeuses notemment du mercure qui n'est pas réputé pour être un gaz sans dangers. En effet, c'est à cause de la présence de celui-ci, entre autre, que des problèmes sont supposés a propos de l'utilisation des ampoules basse consommation. Grâce au montage avec l'ampèremetre, on a pu constater que les ampoules économiques consomment donc moins que les ampoules classiques.

III - Les dangers

Les ampoules a économie d’énergie sont une avancée d’un point de vue économique. Mais souvent, trois “problèmes” sont pointés du doigt :

1. Le fait quelles contiennent du mercure.


2. Faut-il les recycler ?


3. Les rayonnements radioélctriques émis sont-ils dangereux ?
   

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Le fait quelles contiennent du mercure.

Le principal problème de ces ampoules économiques, c’est leur coté écologique…Ces ampoules pêchent par un composant peu écologique, le mercure.

Après l’allumage, une ampoule fluo-compacte émet une vapeur de mercure qui provoque un rayonnement ultra violet, avant de se convertir en lumière.

Le problème ? Si l’ampoule casse, les fabricants recommandent d’utiliser des gants pour ramasser les bouts et d’aérer la pièce…

Une précaution qui alerte les consommateurs, car dès que le mot mercure est prononcé, les risques apparaissent. Les experts en la matière de l’Union Européenne exigent d’ailleurs des progrès pour ces ampoules à partir de septembre 2013.

Faut-il les recycler ?

Les lampes fluocompactes contiennent du mercure, comme nous l’avons vu. De ce fait, elles sont considérées comme un déchet dangereux. Une filière, appelée filière DEEE (Déchets d’Equipement Electrique et Electronique) a été mise en place pour traiter ces déchets. Avant la mise en place de cette filière le 15 novembre 2006, seulement 15% des lampes à économie d’énergie étaient collectées et traitées en France par des prestataires différents… En 2008, ce chiffre devrait atteindre 31% (il était de 24% en 2007).
La collecte n’est pas encore optimale. Mais des actions de sensibilisation sont en cours, ainsi que l’installation de lieux de collecte. Comme toute filière jeune, la collecte doit se mettre en place.

Les rayonnements radioélectriques émis sont-ils dangereux ?




Dès l’allumage, les ampoules basse consommation sont à l’origine d’important rayonnements radioélectriques. A proximité de celle-ci pour une distance faible, l’exposition est non-conforme à la recommandation du Parlement Européen visant à limiter le rayonnement à 1 V/m ( volt par mètre ) maximum.

A l’utilisation, il y a donc un risque, si ces ampoules sont utilisées de manière très proche de l’utilisateur, par exemple comme lampe de bureau ou comme lampe de chevet.
Mais pour tous les autres usages, si ces ampoules sont à une distance supérieure à 50cm (fixées au plafond par exemple) elles ne sont pas dangereuses.

Il convient donc de modérer cette polémique, les rayonnements radioélectriques ne sont pas dangereux pour une utilisation “traditionnelle” des ampoules basse consommation.

IV - Conclusion

Pour conclure, nous pouvons dire que nous sommes donc partis de faits très simples comme le fonctionnement des ampoules, l'avis de consommateurs ou non d'ampoules économiques. Ensuite, nous avons souhaité répondre à des questions qui se posaient, comme l'avenir des ampoules économiques où ce qu'elles pouvaient contenir de dangereux ou non.

Puis, nous avons réalisé plusieurs expériences avec l'aide des professeurs qui nous ont entourés durant ces cinq mois. On a également effectué des recherches sur internet et sur des sources papier comme des journaux ou des livres scintifiques. Grâce aux résultats de ces recherches, nous avons pu répondre précisément a certaines questions mais malheureusement, pour d'autre d'entre elles, les réponse restent vaguent car nous avons obtenu des informations qui se contredisaient parfois.

Nous ne sommes pas en mesure ni de vous conseiller l'utilisation des ampoules économiques ni de vous la déconseiller. En effet elle consomme moins mais elle coûte encore très cher. De plus le fait de supprimer les ampoules traditionnelles créé une certaine polémique car les ampoules dites "basse consommation" pourraient être dangereuse pour la santé. On espère que d'autres études vont être réalisées et vont permettre de déterminer s'il faut supprimer où non les ampoules anciennes et si il faut alerter où non les gens sur les dangers des ampoules économiques.

Nous avons, en tous cas, passé un très bon moment tous les trois car nous nous sommes passionnés pour nos travaux tout en gardant, la plupart du temps, une bonne ambiance de travail. Nous remercions bien sûr tous les professeurs qui nous ont entouré au lycée Douanier Rousseau : Mme Denuault, Mme Roth, M. Prigeant, M. Nardon et M. Michel qui nous a conseillé et aider dans notre parcours.

Nous remercions aussi, naturellement tous les futurs visiteurs de notre blog.

EN ESPERANT VOUS AVOIR ÉCLAIRÉ SUR CE SUJET