[Histoire de l'eclairage - l'eclairage electrique]

Dès 1813, le chimiste Anglais Humphry Davy réussissait le prodige de faire naître au cours d'une expérience un arc électrique éblouissant en utilisant la décharge électrique d'une pile très puissante placée entre deux fils conducteurs terminés par deux crayons de charbons de bois. Le phénomène se produisit dans un flacon de cristal dans lequel il avait fait le vide. Le chimiste se consacrera également par la suite à la recherche expérimentale des lampes de mines. Un domaine dans lequel il deviendra également éminemment célèbre en réalisant les tout premiers modèles de lampes de sûreté protégeant leur flamme du tristement célèbre grisou qui faisait de si nombreuses victimes dans les mines de charbon. Il faudra attendre 1844 pour que Léon Foucault adopte cette découverte et songe à l'employer pour fournir de la lumière en remplaçant le vide du cristal de Davy par un gaz conducteur de courrant.

Régulateurs : Foucault-Dubosc, Serrin et 3 modèles de régulateurs Gramme

Le problème technique résidait dans l'adaptation des charbons consumés par cet arc électrique et qui devaient être progressivement raccourcis pour continuer à assurer la continuité de l'arc lumineux. Cette prouesse donnera naissance au premier "régulateur" réalisé par Foucault et Dubosc. Une fois adapté pour une utilisation industrielle, le régulateur Serrin (du chercheur du même nom) permettra d'éclairer de grands espaces d'une lumière bleutée. Ces "chantiers nocturnes" apparaissent dès 1870.

L'âge éblouissant de la fée électricité.

Modèles de bougies Jablochkoff et "chandelier" Jablochkoff (au centre)

Un jeune ingénieur Russe du nom de Jablochkoff imprime à cette industrie une impulsion inattendue en remplaçant ces régulateurs mécaniques, par un procédé appelé "la bougie électrique". Les deux mèches de charbons placées côte à côte, exactement comme une mèche de bougie vont se consumer à la même vitesse en continuant à fournir l'arc électrique. Pour assurer une autonomie d'éclairage plus longue, plusieurs mèches de charbons sont placées sur un disque actionné par une petite clé, remplaçant manuellement les mèches au fur et à mesure de leur combustion.

Lampe Werdermann

La troisième étape décisive de ces évolutions sera amenée par le système Werdermann. Celui-ci remplace les éléments de charbons en contact continu par un seul brin positionné dans un tube réglé au moyen de poulies à contrepoids pour faire buter l'extrémité du charbon contre un disque de cuivre.

C'est à ce point précis que se produit "le jaillissement de l'arc électrique" annonçant le début de l'incandescence.

On peut ainsi diminuer l'intensité de la lumière des dispositifs jusqu'alors réservés à de grands volumes et envisager un éclairage plus diffus et maîtrisé, dans un plus faible espace. En 1881, M. de Changy remplace ce dispositif par un fil métallique de très faible diamètre. Surchargé par l'électricité d'une pile voltaïque, il rougit le métal et le porte à incandescence. On renouvelle l'expérience avec un fil de platine obtenant ainsi exactement ce que l'on recherchait : une illumination de faible puissance, parfaitement adaptée à l'éclairage des maisons.

Changy Edison Jablochkoff

La Lampe d'Edison, la lampe Swann et leurs successeurs.

Lampe Swann Lampe Edison

En 1879, un physicien Américain utilise le principe de l'incandescence et enferme son système dans "une ampoule de verre" remplie de gaz impropre à la combustion, à base d'azote ou d'oxyde de carbone. L'ampoule de forme ovoïde de M. Edison empêche ainsi la combustion du filament de charbon. En fixant les extrémités de ce fil avec deux attaches de platine, il obtient "une lampe" quasiment moderne. La réduction de cette ampoule permet non seulement de constituer des lustres de grandes dimensions, mais aussi de durer pendant près de mille heures avant d'être remplacée et ce, pour un prix de fabrication très modique (25 frs de l'époque).

Ampoule Swann Lampe A. Gérard Lampe Weston Lampe Edison

Dans le même temps son concurrent M. Swann confectionne des filaments de coton plongés dans l'acide sulfurique puis recouverts de poussières de charbon acquerrant ainsi une très grande résistance mécanique. Les deux systèmes de Swann et d'Edison coexistent en 1881 mais nécessitent un équipement supplémentaire encore peu répandu : la fourniture d'électricité. En attendant sa généralisation, le système de Swann sera développé par la lampe Lane Fox (en Angleterre) et la lampe d'Anatole Gérard utilisant elles aussi de la poudre de charbon pour former le filament relié à des bornes émaillées situées à la base de la "Lampe". Cette petite "Lampe" de verre traversée par un filament est mieux connue aujourd'hui sous le nom "d'ampoule électrique".

De nouvelles expérimentations sont réalisées pour tester les composants produisant le meilleur rendement et la plus grande autonomie. C'est ainsi que la lampe Weston, fonctionnant selon le procédé inventé par Edison, et amélioré par Swann va éclairer les principales avenues de New York.

Lampe Maxim Lampe Lane Fox Ampoule Edison

Piles, batteries et alimentation générale.

Dynamo Edison

L'énergie indispensable au fonctionnement des lampes (ou plutôt, des ampoules) à incandescence est le courrant électrique. Celui-ci est fourni à l'époque par des machines dynamo électriques, (rebaptisées "dynamos"), par des accumulateurs ou par des piles voltaïques. Sans entrer dans le détail des procédés électriques, ces dynamos fournissent le courrant principal, généré par de très grosses machines mécaniques. On utilise ainsi des moteurs fonctionnant au gaz ou des machines à vapeur et à air comprimé prenant de plus en plus d'ampleur pour répondre aux besoins des grandes villes. Les moyens hydro-électriques sont très vite découverts ; en plaçant simplement une turbine dans un fort courrant, elles permettent de fournir une énergie à moindre coût.

Eclairage urbain au 19^ème siècle (à Minneapolis) Usine électrique à Paris au 19^ème siècle

Plutôt que d'utiliser directement l'électricité, on va la stocker, la répartir et obtenir ainsi une ressource continue. Cette "réserve" est placée dans des installations permettant de conserver l'énergie : les accumulateurs, qu'on multiplie ensuite pour obtenir "une usine électrique". Ces accumulateurs fonctionnent comme des batteries. Ils fournissent un courrant auxiliaire ou de secours, accumulant l'énergie et la restituant de manière plus limitée en absence de production des machines dynamo-électriques. Les piles voltaïques ne produisent que très peu d'énergie à l'époque et leur rôle est quasi-nul en comparaison des deux sources précédentes. Ces trois systèmes sont en quelque sorte les ancêtres de nos alimentations modernes : le courrant électrique domestique, les batteries ou les générateurs, et les piles, utilisant certes d'autres technologies mais correspondant déjà aux différents besoins de la société.

Régulateur des éclairages de scène de l'Opéra de Paris

Les lampes électriques dans les mines.

Lampes de Mine Davy et lampe des combes

Les progrès réalisés sur les lampes à huile puis à essence dans le domaine minier vont naturellement amener les exploitants à s'intéresser aux bienfaits de l'électricité pour fournir leur éclairage souterrain. Le problème de ces prototypes est lié à la fragilité des ampoules qui, en se cassant, exposent leur filament à l'air libre. Celui-ci encore chaud conserve pendant cinq à six secondes (d'après les calculs des ingénieurs de l'époque) une température évaluée à 500°. A cette température le grisou mêlé à l'air détonne. Pour cette raison, les propriétaires de mines de France, d'Allemagne, d'Amérique et de Belgique vont longtemps hésiter à mettre en place ces types d'éclairage. Tous ces exploitants miniers ont déjà beaucoup souffert du siècle et demi d'expérimentations pour mettre au point des lampes de sûreté relativement efficaces qui, en arrivant à la fin du 19^ème siècle, n'apparaissent pas du tout comme obsolètes face à la généralisation de l'électricité. On conservera donc ces "anciens" systèmes en attendant d'éprouver des lampes électriques sécurisées puis certifiées anti-déflagration et qui servent toujours dans les nombreuses mines encore en activité à travers le monde.

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des Lampes de sûreté à huile, à essence ou à acétylène.

Lampes de mine & lampes de sûreté

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