Par Chris Deziel Mis à jour le 24 mars 2022
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Les ampoules à incandescence ne constituent pas l'option la plus économe en énergie, mais elles ont été les pionnières de l'éclairage électrique et ont dominé le marché pendant la majeure partie du XXe siècle.
Ces ampoules génèrent de la lumière en chauffant un filament à l’intérieur d’une enveloppe de verre sans oxygène. Bien que l'invention soit souvent attribuée à Thomas Edison, les travaux préparatoires ont commencé plus de 40 ans plus tôt et se sont poursuivis jusqu'au début des années 1900.
Bien que le nom d'Edison soit synonyme d'ampoule, les premiers inventeurs ont jeté les bases.
Le chimiste britannique Humphry Davy a été le premier à connecter une batterie à un filament, la faisant briller. En 1841, Frederick de Moleyns a produit la première ampoule pratique en plaçant un filament de platine à l'intérieur d'un tube de verre sous vide et en y faisant passer du courant. Edison et l'Anglais Joseph Swan ont développé indépendamment des ampoules qui duraient plus de quelques minutes. Le succès d'Edison vient de la création d'un véritable vide et de l'utilisation d'un filament de qualité supérieure.
Le choix du matériau du filament était essentiel à la longévité de l'ampoule.
Edison a expérimenté de nombreux matériaux avant de choisir un fil de bambou carbonisé, qu'il a fixé avec de la pâte de carbone. Swan, en revanche, utilisait du papier carbonisé provenant de carton Bristol, ce qui ne lui donnait que quelques heures de durée de vie. Les filaments métalliques sont apparus en 1902, le tantale étant privilégié jusqu'à ce que William D. Coolidge maîtrise le tungstène ductile en 1908. Les fils de tungstène enroulés, toujours la norme de l'industrie, rendaient les ampoules plus brillantes et plus durables.
Le filament s’oxyderait rapidement dans l’air, il était donc essentiel d’éliminer l’oxygène. De Moleyns et Swan ont réalisé des vides partiels, mais Edison a perfectionné un véritable vide en chauffant l'ampoule avant de l'évacuer. Bien que fragile, cet aspirateur prolonge la durée de vie de l'ampoule. Cinq ans plus tôt, les Canadiens Henry Woodward et Matthew Evans avaient breveté les ampoules remplies d'azote. En 1908, l'ingénieur de GE Irving Langmuir a introduit un mélange d'argon et d'azote, qui égalise la pression de vapeur et protège le filament de tungstène. Les ampoules modernes sont principalement remplies d'argon.
La première ampoule d’Edison comportait une paire de broches à la base; il a ensuite standardisé la vis Edison, désormais familière. Alfred Swan a ajouté une isolation en verre à la base à vis en 1887. Langmuir a également été le pionnier du filament enroulé, et Toshiba a affiné le design avec un filament double enroulé en 1921. En 1947, Marvin Pipkin a enduit le verre intérieur de silice blanche en poudre, créant ainsi une ampoule à incandescence « lumière douce » qui diffuse la lumière pour une lueur plus agréable.