invention de la lampe a filament par Edison

L'INVENTION DE LA LAMPE A FILAMENT PAR THOMAS EDISON
J. JANDALY
Avant même l'invention de la pile électrique par Volta en 1800,
on savait déjà que l'électricité peut provoquer de la chaleur et de la
lumière quand elle passe dans un fil en métal. En effet, dès le XXVIIIe
siècle, on avait observé que le "feu électrique" produit par une
machine électrostatique peut chauffer un fil métallique au rouge, et
même au blanc si la machine est puissante.
Dès 1802, on parvient au même résultat au moyen de piles de
forte tension. L'avantage des piles est qu'elles donnent un courant qui
La lampe à incandescence de De La Rue
dure, contrairement aux machines électrostatiques qui donnent juste
Source : Electricity in Every-Day Life, Vol 2, Edwin J. Houston,
une brusque décharge électrique.
P. F. Collier & Son, New York, 1905, pg 247.
Et l'idée naît de construire une lampe produisant la lumière grâce à l'électricité circulant dans un fil métallique. La production
de lumière par une matière très chaude se nommant l'incandescence, cette lampe sera appelée "lampe à incandescence".
Cependant il y a une difficulté : si l'on chauffe trop un fil métallique, celui-ci peut fondre et même, en présence d'air,
s'enflammer. Sachant cela, en 1802, l'Anglais Davy utilise un fil de platine, un métal qui a une température de fusion élevée et qui ne
brûle pas. Mais Davy constate que le platine chauffé dans l'air se vaporise : le fil devient de plus en plus fin et finalement disparaît !
Les physiciens et les chimistes comprennent alors une chose : il ne faut pas que le fil soit en contact avec l'air. D'où l'idée de
l'enfermer dans une ampoule en verre et d'aspirer l'air de cette ampoule au moyen d'une pompe, autrement dit de faire le vide. Ainsi,
en 1820, le Britannique De La Rue construit une lampe comportant un fil de platine enfermé dans un tube (schéma ci-dessus). Mais
les pompes à vide de l'époque ne sont pas très puissantes, et le fil de platine ne dure pas très longtemps. Et surtout, le platine est
tellement cher que cette lampe ne peut pas être commercialisée.
Les inventeurs ont alors une idée : utiliser le carbone pour émettre la lumière. En
effet, non seulement le carbone ne coûte pas grand chose, mais surtout il est moins bon
conducteur de l'électricité que les métaux : de ce fait, il s'échauffe davantage quand un
courant électrique le parcourt, et produit donc davantage de lumière.
En 1841, l'Anglais De Moleyns dépose le premier brevet d'une lampe à
incandescence au carbone (schéma ci-contre). Le globe (4) en verre a été vidé de son air. Le
courant électrique est apporté par les deux fils de platine (1 et 2), enroulés en bobine à leur
extrémité. Ces deux extrémités ne se touchent pas tout à fait, et dans l'espace qui les sépare,
De Moleyns a placé du charbon de bois en poudre (3). La lampe éclaire bien au début, mais
assez vite l'intérieur du globe de verre noircit, à cause du charbon de bois pulvérisé, et la
lumière ne passe plus.
Dans les années 1870, les pompes à vide ont fait de gros progrès. Deux inventeurs,
l'Anglais Swan et l'Américain Edison, sont au coude à coude pour la fabrication d'une lampe
de bonne qualité. Swan utilise un bâton de carbone pour émettre la lumière, mais il faut un
courant électrique de très forte intensité pour que ce bâton chauffe suffisamment, et en plus
le globe de verre finit par noircir.
La lampe de De Moleyns
Schéma J. Jandaly
Edison, lui, travaille sur l'idée d'un fil de carbone beaucoup plus fin,
autrement dit un filament. L'avantage est qu'un courant de faible intensité suffit
à le faire briller. C'est en carbonisant des fibres de bambou qu'il parvient à
fabriquer un filament assez solide, en 1880. Sa lampe a une excellente durée de
vie : 600 heures. Voilà pourquoi on considère que Edison est l'inventeur de la
lampe à filament. Mais lui-même reconnaissait que sa découverte n'avait été
possible que grâce aux travaux des autres inventeurs avant lui. Il disait aussi :
"Genius is one percent inspiration, ninety-nine percent perspiration".
Dès l'année suivante, l'éclairage électrique commence à être utilisé dans
les riches demeures et les édifices publics. Il vient remplacer l'éclairage au gaz,
trop dangereux à cause des explosions.
Questions (réponds par des phrases rédigées reprenant les mots de la
question)
1°) Qu'est-ce que l'incandescence ?
2°) Que peut-il se produire si l'on chauffe trop un métal en présence d'air ? (3
réponses)
3°) Quelles sont les deux raisons pour lesquelles le carbone a été choisi pour
émettre la lumière.
4°) a) Quelle différence y avait-il entre le carbone utilisé par Swan et celui
utilisé par Edison ?
b) Quels étaient les deux inconvénients du carbone de Swan ?
5°) a) En quelle année Edison a-t-il déposé son brevet ?
b) Calcule combien d'années cela fait jusqu'à aujourd'hui.
6°) Traduis la citation en anglais d'Edison.
Le brevet déposé par Edison en 1880