Mieux que les LED? Une lampe «éternelle» conçue en Russie

Les lampes LED ont illuminé nos vies il n'y a pas si longtemps en tant que solution plus efficace que les lampes à incandescence classiques. Pourtant, il semble qu’elles aient un nouveau concurrent. Des chercheurs de l'Institut de physique et de technologie de Moscou (MIPT) et de l'Institut physique Lebedev de l'Académie des sciences de Russie ont mis au point un prototype de lampe cathodoluminescente pour l’éclairage général - une technologie étudiée depuis les années 1980, mais sans succès jusqu'à présent.

La nouvelle lampe conçue en Russie repose sur le phénomène de l’émission de champ et fonctionne sur le même principe que celui utilisé pour alimenter les vieux téléviseurs - à l’aide de tubes cathodiques. Cette technologie présente de nombreux avantages, selon ses auteurs. Elle peut émettre de la lumière de n'importe quelle couleur (du rouge à l'ultraviolet) et résister à presque toutes les conditions. « Nous avons essayé de placer la lampe dans de l’azote liquide à moins 180 degrés Celsius - cela fonctionnait toujours ! Nous avons ensuite chauffé à 300 degrés Celsius. Et elle a également continué à fonctionner », s’est félicité le professeur Evgueni Chechine, vice-président de la chaire d'électronique sous vide du MIPT, qui dirigeait l'équipe de recherche.

Modulateur cathodique (a) avec une cathode en fibre de carbone émettrice indiquée par la flèche blanche, et une représentation agrandie de la cathode (b) à une échelle de 100 micromètres.

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Surnommée en Russie « lampe Chechine », la lampe cathodoluminescente ne perd pas son efficacité avec le temps et n’a pas de date de péremption. Si elle est produite en série, elle sera également bon marché (environ 30 roubles ou moins de 0,5 euro) et fonctionnera pendant 10 000 heures au maximum. Cela peut sembler faible comparé aux LED, qui ont une durée de vie estimée à 50 000 heures, mais dans la pratique, les LED peuvent rapidement perdre en intensité lumineuse. « Contrairement aux ampoules LED, notre lampe ne craint pas les températures élevées. Vous pouvez l'utiliser là où les diodes faiblissent rapidement, comme dans les spots fixés au plafond, là où le refroidissement est insuffisant », explique le co-auteur du projet, Dmitri Ozol, du département de l’électronique sous vide du MIPT.

De plus, sa puissance lumineuse peut atteindre 250 lumens, ce qui correspond à peu près au rendement d'une lampe à incandescence de 25 watts, mais sa consommation électrique n'est que de 5,5 watts.

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La lampe Chechine constitue également une alternative plus propre aux tubes fluorescents à ultraviolets, qui seront bientôt interdits par la Convention de Minamata des Nations unies car ils contiennent du mercure. Comme l’explique Mikhaïl Danilkine, de l’Institut physique Lebedev, certaines industries utilisant des lampes au mercure pour le traitement de l’eau et la désinfection de l’air, par exemple, pourraient être très lentes ou peu disposées à les supprimer. « Mais la médecine est différente, car la question de l'élimination des lampes au mercure dans les différents établissements médicaux n'a pas été résolue, alors que les normes environnementales deviennent de plus en plus strictes. Les lampes cathodoluminescentes pourraient être utilisées pour la décontamination des salles d'opération, l'irradiation UV de la gorge et des amygdales et le soin dentaire », explique-t-il.

Prototypes de laboratoire d'ampoules cathodoluminescentes avec convertisseur de tension intégré pour un culot E27 avec un diffuseur (a) et sans celui-ci (b).

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La Russie n’est pas le seul pays à s’être intéressée à la technologie cathodoluminescente. Des efforts ont également été déployés pour produire en série de telles lampes aux États-Unis, mais comme dans le cas des anciens téléviseurs, elles étaient volumineuses et nécessitaient du temps pour chauffer la cathode à la température de fonctionnement, ce qui repoussait les consommateurs. Cependant, la nouvelle lampe russe ne nécessite aucun réchauffement. De plus, la production de cette technologie est abordable, explique le professeur Chechine: « C’est notre savoir-faire, personne d’autre dans le monde ne le possède ».

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