<Les jeux de l'été -1 > Forme des lampes économiques

[Tropique]

Hello,

Tout ceux qui ont réussi leurs examens du premier coup vont se trouver bien désoeuvrés pendant deux longs mois...

Comme je suis toujours prêt à aider mon prochain, surtout quand il n'a besoin de rien, je propose à tous de créer des énigmes originales pour les maintenir occupés.

J'ouvre le feu avec une question ouverte, et certainement beaucoup plus ardue qu'elle n'en a l'air à première vue:

• Quelle est la forme optimale du tube d'une lampe économique (CFL)

Ces lampes existent principalement en deux éxécutions: trombone et spirale.
Quelle forme est optimale pour l'émission de lumière?

Tout les paramètres sont évidemment identiques, la seule chose qui compte est le masquage de la lumière émise d'un tube par un autre.
La lumière interceptée sera évidemment réémise, mais pas totalement: le blanc n'est pas parfait, et disons que seuls 90% seront rediffusés, le reste étant absorbé et perdu.
Le volume occupé par le tube est naturellement identique.

Vous êtes libre de choisir le pas de la spirale, l'espacement des tubes, etc.
De même, le retour de la spirale peut se faire par l'intérieur ou l'extérieur.

Le but de l'exercice n'est pas d'étaler des pages de maths. L'idéal serait d'arriver à la solution par raisonnement uniquement, mais si de l'algèbre doit le supporter, ce n'est pas grave.

Question subsidiaire, il y a t-il d'autres formes qui sont susceptibles d'être plus efficaces?

Bon amusement
(Je rappelle que c'est une question ouverte, et que je n'ai pas de réponse!).
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[abracadabra75]

bonjour.
Mon dernier examen remonte à ... encore plus que ça!
Mais je peux déjà dire que pour une question tordue, c'est une question tordue... (bien sûr au vu des lampes).
Comme je suis pour la simplification maximum, je détortille tout, le met bien droit: ya plus de masquage et le tour est joué!

Bon sang! bien sûr! j' ai déjà vu ça quelque part: c'est un tube (dit) néon!
A+

[jiherve]

Bonsoir
D'après Wiki les spirales sont un peu moins efficaces au niveau luminosité, plus de masquage.
Mais d'après mon expérience personnelle elles durent plus longtemps et s'allument plus vite, c'est amha lié à une montée en température plus rapide, de plus elles sont moins laides.
Il y a des centaines de brevets sur le sujet et je n'ai pas eu la patience de déterrer l'original car la réponse est sans doute dans un brevet.
JR

[Tropique]

Comme je suis pour la simplification maximum, je détortille tout, le met bien droit: ya plus de masquage et le tour est joué!

Bon sang! bien sûr! j' ai déjà vu ça quelque part: c'est un tube (dit) néon!
A+

Réponse assez triviale, que j'avais envisagée comme évidente mais rejetée parce que les extrémités du tubes ne partent pas du même endroit, comme dans une CFL (bon, d'accord, ce n'est pas tout à fait du même endroit, il y a l'épaisseur des tubes, etc..).
Dans le même ordre d'idée, il y a le "circline", que l'on pourrait envisager de mettre à 90°, qui satisferait aux conditions et serait très performant.
Mais il faudrait trouver un moyen de l'exclure, et lorsque j'ai mis la condition "le volume occupé par le tube est identique", j'ai été un peu trop vite: puisque les tubes sont identiques, cette condition sera toujours remplie et est redondante.
J'aurais du écrire "le volume sous-tendu par le tube...", ce qui est nettement plus exclusif.

Optionnellement, il faudrait peut-être envisager l'existence d'un plafond, lui aussi partiellement réfléchissant.
Le cas anisotrope a de l'intérêt, mais souvent seule une demi-sphère comptera.

D'après Wiki les spirales sont un peu moins efficaces au niveau luminosité, plus de masquage.
Mais d'après mon expérience personnelle elles durent plus longtemps et s'allument plus vite, c'est amha lié à une montée en température plus rapide, de plus elles sont moins laides.
Il y a des centaines de brevets sur le sujet et je n'ai pas eu la patience de déterrer l'original car la réponse est sans doute dans un brevet.

Non, je n'ai pas triché, je me suis interdit toute recherche avant de lancer le sujet, et je compte sur vous pour faire de même (c'est déjà rapé pour au moins un membre!).
C'est la seule manière d'arriver à une solution vraiment originale.

[A voir en vidéo sur Futura]

[jiherve]

Bonjour,

Le but de l'exercice n'est pas d'étaler des pages de maths. L'idéal serait d'arriver à la solution par raisonnement uniquement, mais si de l'algèbre doit le supporter, ce n'est pas grave.

Dont acte !
Le raisonnement c'est : si cela existe c'est qu'il doit y avoir une avantage et donc que cela a du faire l'objet d'un brevet donc il est normal de faire une recherche, cela évite de réinventer l'eau tiède!
JR

[Tropique]

Bonjour,

Dont acte !
Le raisonnement c'est : si cela existe c'est qu'il doit y avoir une avantage et donc que cela a du faire l'objet d'un brevet donc il est normal de faire une recherche, cela évite de réinventer l'eau tiède!
JR

Le problème, c'est que si on a l'eau tiède devant soi, on risque de créer des méthodes alternatives pour en produire.
En repartant de zéro, il y a la possibilité de réinventer ce qui existe déjà, mais aussi celle de suivre un chemin radicalement différent, par exemple celui qui mène à l'eau bouillante ou même supercritique.

Pour en revenir au sujet, il semble clair qu'il faille minimiser le nombre de tubes/passages, et minimiser l'occupation de l'espace "utile": l'ensemble doit être aussi aéré que possible.

[danyvio]

Bonjour,

Dont acte !
Le raisonnement c'est : si cela existe c'est qu'il doit y avoir une avantage et donc que cela a du faire l'objet d'un brevet donc il est normal de faire une recherche, cela évite de réinventer l'eau tiède!
JR

M.... l'eau tiède existe déjà ???? Je voulais la faire bréveter

[_Goel_]

Quelle est la forme optimale du tube d'une lampe économique (CFL)

Salut !

Tout dépend du profil déclairage souhaité, et si on a droit à des réflecteurs. Posons les bases mathématiquement :
- éclairage 1/2 sphère uniforme
- 1 seul tube
- longueur de tube fixe
- absence de réflecteur

Et là, pour moi, la réponse est simple : quelque soit le profil du tube, la quantité émise vers l'extérieur est similaire (tant que les tubes ne se masquent pas trop. si les tubes sont droits & axial, ils éclaireront mieux car + de 50% de l'énergie lumineuse part directement vers l'extérieur. Mais la luminosité sera surtout radiale (par raport à la veritcale), ce qui convient mieux pour un éclairage d'une grande surface.
Au contraire, si le tube est horizontal, il éclairera essentiellement dans l'axe vertical (donc perte sur les 50% d'énergie lumineuse partant vers le haut). L'éclairage sera plus focalisé et donc plus intense, mais sur une surface plus réduite...

Donc, pour moi, le tube vertical est l'éclairage le plus "productif" (réponse à la question), mais pas forcément le plus adapté.

[_Goel_]

Si on prend maintenant le cas des réflecteurs, ces derniers doivent avoir un profil qui fasse que tout rayon émis ne soit pas retourné directement vers le tube. Je pense à un profil "en dos de chameau", plus ou moins évasé en fonction de la focalisation souhaitée pour l'éclairage (cf. pièce jointe)

ensuite, je verrai bien un éclairage avec un profil de "fraise" muni de ce réflecteur... (cf. seconde PJ)

@+

[Tropique]

Je crois que nous sommes plus ou moins d'accord.
N'oublions pas que le but est d'optimiser la forme d'une lampe éco, càd quelque chose qui a un facteur de forme comparable à celui des défuntes lampes à incandescence.

Conclusions provisoires:
-Si l'on souhaite un éclairage "large", la version "trombone", mais dégénéré à un seul "U" (comme les lampes PL) est préférable.
-Pour un éclairage localisé, sous la lampe, il vaudrait mieux une spirale dégénérée à un seul tour, avec un réflecteur "dos de chameau" pour récupérer le maximum de rayonnement arrière.

On pourrait éventuellement réfléchir à la possibilité d'une spirale plate, avec un pas très large, et des réflecteurs correspondants. Mais il n'est probablement pas possible d'arriver à la même efficacité qu'un tour unique.

[_Goel_]

Next !

[lepitchounet]

Bonjour !

Je pense que la forme d'une ampoule fluocompacte influe peu sur la qualité de l'éclairement final...tout dépend ou se trouve la source par rapport aux murs et à sa hauteur d'installation!

Je pense (oui encore ça m'arrive) que les fabricants veulent créer des modèles afin de se différencier les uns les autres et de proposer plus de choix au client...pour vendre un maximum !!!

Comme pour les lampes à incandescence autrefois, il en existait différents modèles :
-Ampoule inc Standard
-Ampoule inc Globe
-Ampoule inc Flamme
-Ampoule inc Champignon
-Ampoule inc Flamme torsadée
-Ampoule inc Sphérique

Alors pourquoi ne pas faire aujourd'hui la même chose avec les fluocompactes ?!?!
Voici en pièces jointes deux photos de lampes fluocompactes (amusantes) pour compléter celle de Tropique

[abracadabra75]

Si la quantité de lumière est proportionnelle à la surface d'émission, il faut modifier la forme du tube: au lieu d'étre à section circulaire, l'aplatir pour en faire une pseudo ellipse.
Est-il alors possible de fabriquer (à un coût comparable à celui du tube circulaire) un tube aplati?
Et ensuite le tortiller suivant le goût du fabicant...

[Tropique]

Faire un tube en ellipse ne poserait aucun problème, mais je ne vois pas en quoi cela modifierait le rendement.
la lumière émise est proportionnelle à la surface, et à l'énergie UV reçue par cette surface. Entre les parois séparées par l'axe mineur de l'ellipse, il y aura moins de plasma; pour compenser, il faudra augmenter le courant dans le tube; ce qui sera en définitive une opération blanche; ou même peut-être déficitaire, parce que je pense qu'un tube non circulaire va introduire d'autres pertes.

[a53r]

Ou alors un tube en U non recouvert de poudre fluorescente, ce qui diminuera très fortement l'interception de la luminosité d'un tube par l'autre, le tout enfermé dans un globe qui sera, lui, recouvert de fluo.

[Tropique]

Ou alors un tube en U non recouvert de poudre fluorescente, ce qui diminuera très fortement l'interception de la luminosité d'un tube par l'autre, le tout enfermé dans un globe qui sera, lui, recouvert de fluo.

A53r en a rêvé, xyz l'a fait :
http://download.p4c.philips.com/l4b/..._pss_frafr.pdf

[a53r]

A53r en a rêvé, xyz l'a fait :
http://download.p4c.philips.com/l4b/..._pss_frafr.pdf

Tu es sûr qu'il s'agit de ça, ça ressemble à une ampoule halogène améliorée ?

[JPL]

Non, pas si tu lis le texte à côté de l'image.

[jiherve]

Bonsoir,
Toujours imaginatifs chez Philips.
Il faut juste un ballast extérieur.
JR

[Tropique]

Il n'y a pas que Philips: c'est de l'industry-standard depuis plus de 50 ans, j'ai juste pris la première chose que google me proposait, mais Sylvania et les autres le font également depuis une éternité.
Je ne sais pas qui a été le premier, peut-être GE?