Les lampes à décharge sodium haute pression

    Les lampes à vapeur de sodium sous haute pression utilisent d'autres composés chimiques comme le mercure pour des raisons pratiques; cependant seul le sodium est responsable de l'émission lumineuse, le xénon et le mercure ne servant qu'à permettre à la lampe de démarrer, et à fixer les bonnes propriétés électriques de l'arc.

Avantages :

• faible coût d'exploitation et de maintenance,
• efficacité lumineuse comprise entre 110 et 200 lm/W,
• économie d'énergie électrique,
• éclairage très puissant,
• durée de vie comprise entre 10000h et 22000h,
• fonctionnement jusqu'à -25°C en dégageant peu de chaleur.

Inconvénients :

• coût d'investissement élevé (de 13,3€ à 60€ pour les lampes, de 13,3€ à 266€ pour les ballasts et de 10€ à 66,6€ pour les amorceurs),
• temps d'allumage long voire très long (de 2 à 10 minutes),
• IRC médiocre.

    Les lampes à décharge sodium haute pression sont utilisée pour l'éclairage urbain et pour éclairer les monuments.

Les lampes à décharge sodium basse pression

    Les lampes à vapeur de sodium sous basse pression sont composées d'un tube à décharge plié en forme de U et enclos dans une ampoule externe tirée sous vide. Le tube à décharge est rempli d'un mélange néon (99%) argon (1%) sous basse pression permettant l'amorçage de la décharge et l'échauffement du sodium jusqu'à 260°C. Le tube est fabriqué à base de verre sodocalcique (Verre élaboré à partir d'oxydes de sodium Na2O et de calcium CaO) recouvert d'une couche mince de verre au borate (sel de l'acide borique), résistant à la vapeur du métal alcalin. Ce tube est pourvu à ses extrémités d'électrodes recouvertes d'oxydes de terres rares pour une bonne émission électronique.

        L'ampoule externe a un vide dont la qualité est maintenue grâce à des miroirs de baryum situés près de la douille. Une pastille de zirconium est souvent employée pour craquer les vapeurs d'hydrocarbures qui peuvent être présentes. Un film d'oxyde d'indium et d'étain, d'une épaisseur de 0,3 micromètre recouvre l'intérieur de l'ampoule externe. Ce revêtement est conçu pour réfléchir les rayonnements infrarouges vers le tube à décharge.

Avantages :

• faible coût d'exploitation et de maintenance,
• efficacité lumineuse comprise entre 110 et 200 lm/W,
• économie d'énergie électrique,
• durée de vie comprise entre 12000h et 24000h,
• seul ce type de lampe est autorisé près des observatoires car leur rayonnement peut être filtré facilement.

Inconvénients :

• coût d'investissement élevé (de 26,7€ à 100€ pour les lampes, de 13,3€ à 266€ pour les ballasts et de 10€ à 66,6€ pour les amorceurs),
• temps d'allumage long voire très long (de 2 à 10 minutes),
• IRC médiocre.

    Les lampes à décharge sodium basse tension sont utilisée près des observatoires afin de pouvoir filtrer facilement leur rayonnement. Mais ces lampes sont aussi utilisés pour l'éclairage d’autoroutes et dans les tunnels.

Les lampes fluocompactes

    Comme leur nom l'indique, ces lampes sont compactes grâce au pliage en deux, trois, quatre ou six d'un tube fluorescent dont le diamètre est compris entre 7 et 20 mm. En raison du faible diamètre du tube, seules des poudres fluorescentes à trois bandes sont employées. La forme compacte du tube à décharge pose aussi un problème de dissipation thermique et plusieurs moyens sont employés pour limiter la pression de vapeur saturante de mercure afin de rester au régime optimum de fonctionnement. Certaines lampes emploient des amalgames de mercure-étain ou mercure-bismuth, alors que d'autres sont pourvues d'appendices froids où le mercure se condense.
    Ces lampes fluocompactes fonctionnent comme les tubes fluorescents. Par contre, contrairement aux tubes fluorescents, elles se substituent avantageusement aux lampes à incandescence.

Avantages :

• faible coût d'exploitation et de maintenance,
• se substituent avantageusement aux lampes à incandescence,
• durée de vie (de 5000 à 20000h),
• efficacité lumineuse (45 à 90 lm/W),
• économie d'énergie électrique.

Inconvénients :

• coût d'investissement élevé (1,3€ à 33€ pour les tubes, de 4,7€ à 133€ pour les ballasts électroniques ou ferromagnétique et de 0,3 à 10€ pour les starter),
• pas de commutation fréquente possible,
• un effet stroboscopique existe (Cette effet peut être un réel danger avec les machines tournantes et peut provoquer des troubles oculaires).

Les lampes fluocompactes sont utilisées pour un usage domestique, pour remplacer les lampes à incandescence et dans les bureaux.

Les tubes fluorescents

    Les lampes fluorescentes contiennent un mélange d'argon et de vapeur de mercure à basse pression et pas forcément de néon comme le langage populaire le laisserait croire. La lumière visible est produite par deux processus successifs :

    L'ionisation du mélange gazeux sous l'effet d'un courant électrique génère une lumière dans la gamme des ultraviolets, donc invisible mais très énergétique. Les conditions de décharge sont optimisées pour qu'un maximum (60-70%) de la puissance consommée soit rayonnée dans les deux raies de résonance du mercure à 184,9nm et 253,7nm.

    Ce premier rayonnement est ensuite converti en lumière visible, moins énergétique (la différence donnant de la chaleur), à la surface interne du tube par un mélange binaire ou ternaire de poudres fluorescentes.

    Les tubes fluorescents sont très utilisés pour l'éclairage industriel, l'éclairage extérieur, les magasins, grandes surfaces et les bureaux. C'est-à-dire en tout lieu où l'on a besoin d'un éclairage continu, sans discontinuité.

Avantages :

• faible coût d'exploitation et de maintenance,
• durée de vie (de 7500 à 20000h),
• efficacité lumineuse (40 à 100 lm/W),
• économie d'énergie électrique.

Inconvénients :

• coût à l'achat (1,3€ à 20€ pour les tubes, de 4,7€ à 133€ pour les ballasts électroniques ou ferromagnétique et de 0,3€ à 10€ pour les starter),
• encombrement,
• nombreux luminaires nécessaires,
• pas de commutation fréquente possible,
• un effet stroboscopique existe (cet effet peut être un réel danger avec les machines tournantes et peut provoquer des troubles oculaires).