Ces lampes appartiennent à la famille des lampes à décharge. La lumière est générée par luminescence : un rayonnement électromagnétique apparait, suite à l'excitation d'atomes de gaz. Le spectre lumineux est un spectre de raies
Les premières lampes au sodium fonctionnaient en basse pression Leur lumière quasiment jaune pur avait un très mauvais rendu des couleurs |
Afin d'enrichir le spectre lumineux émis et donc de mieux rendre les couleurs on eut l'idée d'augmenter la pression dans la lampe |
Spectre d'une lampe Sodium Basse Pression - SOX - OSRAM | Spectre d'une lampe Sodium Haute Pression - NAV® - OSRAM |
Constitution d'une lampe Sodium Haute Pression (SHP)
HPS (High Pressure Sodium)
L'ampoule est revêtue d'une poudre fluorescente sur sa partie interne
Le tube à arc contient du sodium sous haute pression additionné de mercure et de xénon
Le getter (piège à gaz) absorbe les gaz résiduels (impuretés)
Caractéristiques
L'efficacité et la durée de vie des lampes SHP sont supérieures à celles des lampes aux halogénures, mais leur couleur est moins froide et moins blanche et leur qualité de rendu des couleurs est moins bonne
Leur efficacité lumineuse est supérieure à celle des lampes à vapeur de mercure à haute pression
Si on les compare aux lampes à vapeur de sodium à basse pression, elles ont une meilleure qualité de rendu des couleurs, mais une efficacité lumineuse inférieure
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Comportement des lampes SHP en fin de vie
Durant la fin de vie des
lampes SHP, le
courant lampe et la
tension d'arc ne sont plus
symétriques
Le courant continu ainsi généré va endommager les composants inductifs comme les ballasts et les amorceurs série
Le ballast monte en température, jusqu'à dépasser la température maximum admissible pour les enroulements
Tension et courant d'une lampe SHP neuve |
Tension et courant d'une lampe SHP en fin de vie |
Un dispositif de protection thermique |
Amorceurs
L'amorceur produit une haute tension (tension de claquage) pour provoquer la décharge
Les 3 principaux types d'amorceurs sont les suivants :
Parallèle |
Semi-parallèle |
Série |
impulsions plus énergétiques |
impulsions moins énergétiques |
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halogénures métalliques sodium basse pression SOX |
sodium haute pression SON |
iodures métalliques compactes |
Schéma d'une platine
Pour que le gaz soit ionisé Lorsque l'amorçage est obtenu Le condensateur permet d'améliorer le facteur de puissance La platine dispose aussi d'une protection |
Platine |
Self |
Condensateur |
Amorceur |
Caractéristiques tension-courant
Courbe de température d'un ballast
Ballast électronique
Le remplacement des platines traditionnelles par des ballasts électroniques permet d'augmenter progressivement la puissance absorbée et d'améliorer le bilan énergétique |
Bilan énergétique annuel |
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Lampe | Ballast conventionnel |
Ballast électronique |
Économie | ||
Consommation |
Rendement |
Consommation |
Rendement |
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150 W | 575 kWh | 80% | 460 kWh | 95% | 115 kWh |
250 W | 1385 kWh | 83% | 1152 kWh | 95% | 233 kWh |
400 W | 2115 kWh | 87% | 1843 kWh | 95% | 272 kWh |
Evolution de l'efficacité lumineuse des différents types de lampes
Essais d'une lampe SHP
Un essai a été effectué avec : Les lampes à haute pression exigent, pour leur allumage L'amorceur permet de générer des impulsions conformes |
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Oscillogrammes tension (A) et courant (B) réseau | Oscillogrammes tension (A) et courant (B) lampe | ||
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On remarque que la tension aux bornes de la lampe présente un pic (surtension générée par l'amorceur)
Elle se stabilise ensuite autour de 100 V (voir notice technique de la lampe)
Le facteur de puissance est acceptable côté réseau (grâce au condensateur de compensation)