L'éclairage, un rôle majeur dans le mode de vie moderne

L'avènement d'un éclairage fiable et économe en énergie dans les foyers et sur les lieux de travail a joué et continue de jouer un rôle majeur dans le mode de vie moderne. Outre l'impact de l'eau courante sur la santé en général, et peut-être l'impact de l'internet sur la communication interpersonnelle, il est difficile d'imaginer une technologie plus efficace que l'éclairage. Comme vous pouvez l'imaginer, l'éclairage a parcouru un long chemin pour arriver là où il en est aujourd'hui. 

Source de combustible, Luminaire et Technologie utilisée:

Lorsque vous pensez à l'éclairage, il est important de penser à trois choses différentes:

1. La source de combustible,
2. Le luminaire
3. La technologie utilisée pour produire la lumière visible.

Nous aborderons ces trois éléments en examinant l'évolution de l'éclairage depuis sa naissance jusqu'à la révolution moderne qui se produit avec la technologie LED du 21ème siècle.

La lumière naturelle:

La source de lumière la plus importante est le soleil et l'utilisation peut-être la plus sous-estimée de cette lumière abondante est l'architecture conçue pour en tirer profit. Le Panthéon est l'un des exemples les plus connus d'architecture historique utilisant la lumière du jour dans sa conception. Peut-être la réalisation architecturale la plus importante de l'Empire romain, le Panthéon est conçu presque entièrement autour du cercle de plein air au sommet de son dôme.

Architecture tirant parti de la lumière naturelle (Le Panthéon)

Les torches :

Selon *l'Illuminating Engineering Society, "la première tentative d'éclairage artificiel a eu lieu il y a environ 70 000 ans. La première lampe a été inventée, faite d'une coquille, d'une roche évidée ou d'un autre objet ininflammable similaire, qui a été remplie d'un matériau combustible (probablement de l'herbe ou du bois séché), saupoudrée de graisse animale (l'essence à briquet originale) et allumée". Les torches portatives et celles qui sont montées sur les bâtiments ont bien progressé au-delà de leur début rudimentaire, mais les principes de base restent les mêmes: la source de combustible est une sorte d'huile, de cire ou de matière combustible entourée d'une matière ininflammable. 

Invention du feu et utilisation des premières torches. Des torches améliorées utilisant de la graisse animale et de la mousse.

Les bougies et l'introduction de la mèche :

Comme vous pouvez vous en douter, la technologie comme la ventilation (par exemple les tubes et les cheminées) a considérablement amélioré la capacité à utiliser efficacement le feu pour l'éclairage. Cependant, l'avancée technologique la plus importante a sans doute été l'introduction de la mèche pour produire des bougies. Les mèches combinées aux premiers matériaux utilisés pour les bougies, comme la cire d'abeille ou le suif (un dérivé de la graisse animale), ont alors représenté l'avancée technologique la plus significative en matière d'éclairage depuis la découverte du feu lui-même. Selon l'auteur Patricia Telesco, "des bougeoirs datant du IVe siècle avant J.-C. ont été trouvés en Égypte". Elle attribue aux Grecs et aux Romains l'introduction de la mèche à l'idée égyptienne de l'éclairage au suif sans mèche. Les sociétés asiatiques fabriquaient séparément des bougies avec de la graisse de baleine dès 200 avant J.-C.

Les bougies de cire d'abeille

de l'Oberflacht, Allemagne des 6/7ème siècles après J.-C.

Le saviez-vous ? Le mot bougie vient du mot latin "incaendium" qui signifie feu de forêt, chaleur ou torche. Les plus anciennes bougies en cire d'abeille qui subsistent sont les bougies d'Oberflacht qui ont été trouvées dans le cimetière alémanique de Seitingen-Oberflacht, Kreis Tuttlingen, en Allemagne. Elles se trouvent actuellement au musée d'État du Wurtemberg à Stuttgart, en Allemagne.

Les grandes avancées dans le domaine de l'éclairage

(lampes à gaz et lampes électriques) se sont succédées à près d'un siècle d'intervalle avec l'avènement et le progrès de la révolution industrielle. Les principaux avantages du gaz (barrières à l'entrée pour l'électricité) comprenaient l'infrastructure déjà existante au moment où les lampes électriques ont fait leur apparition et la possibilité d'un double usage (le gaz pouvait également être utilisé pour la cuisine). Examinons-les un par un.

1) Les lampes à gaz :

L'éclairage au gaz a été développé en Angleterre en 1790 et introduit aux États-Unis peu après par William Murdoch. Pelham Street à Newport, Rhode Island, a été le premier tronçon de route en Amérique à introduire les lampes à gaz de Murdoch (elles ont été installées en 1792). Quelques décennies plus tard seulement, le gaz était utilisé pour l'éclairage des rues des grandes villes de l'est des États-Unis, comme Philadelphie et Baltimore. Vous pouvez lire l'histoire complète de l'éclairage des rues aux États-Unis ici. Différents types de gaz ont été utilisés au fil des ans, notamment le méthane, l'acétylène, le butane, le propane, l'hydrogène et le gaz naturel. La croissance des lampes à gaz et des infrastructures qui les alimentent dans les villes et les banlieues a reflété les progrès de l'époque en matière de production d'hydrocarbures (production et distillation de charbon et de pétrole).

Lampe à gaz pour l'éclairage public

2) Lampes électriques :

La première lampe électrique a été créée par l'Anglais Humphry Davey. Selon le ministère américain de l'énergie, Davy "a fait la démonstration de la première lampe à incandescence à l'Institut royal de Grande-Bretagne, en utilisant un banc de piles et deux tiges de charbon de bois". Son invention est ce que nous appelons communément une lampe à arc (dont des versions modernes sont encore utilisées aujourd'hui).

3) La lumière incandescente de Humphry Davy

L'homme le plus connu pour le développement des ampoules électriques et de l'infrastructure qui les soutient est peut-être l'inventeur américain Thomas Edison. En 1879, Edison a entrepris d'inventer une ampoule électrique de longue durée qui pourrait concurrencer l'éclairage au gaz (en particulier pour l'intérieur). Son premier prototype réussi a été le 22 octobre 1879, lorsque sa lumière incandescente a brûlé pendant 13 heures et demie. Quelques mois plus tard, Edison a découvert un filament de bambou carbonisé qui brûlait pendant 1200 heures. C'était l'avancée révolutionnaire qu'il recherchait et elle représentait la technologie d'éclairage nécessaire pour établir l'électricité comme source d'énergie principale pour l'éclairage intérieur et extérieur.

4) L'ampoule à incandescence

Une réplique de l'ampoule de Thomas Edison créée par John et Lynda Casey du Missouri.

Les ampoules à incandescence ont continué à dominer le monde de l'éclairage jusqu'à l'introduction commerciale des lampes fluorescentes par Daniel McFarlan Moore vers 1904. Bien que les premières lampes fluorescentes nécessitaient une haute tension et des connecteurs non standard pour fonctionner, leur efficacité relativement élevée par rapport aux lampes à incandescence était une concurrence suffisamment importante pour amener le grand fabricant d'incandescence General Electric à améliorer sa technologie à incandescence en introduisant le filament de tungstène. Parallèlement (vers 1901), un inventeur du nom de Peter Cooper Hewitt avait mis au point la première lampe à vapeur de mercure qui était à la fois très efficace et compatible avec les infrastructures électriques standard. 

Le XXe siècle a été le siècle des lampes à décharge à haute intensité (HID). Parmi les types de lampes à décharge à haute intensité les plus populaires et les plus efficaces sur le plan commercial, on trouve les lampes fluorescentes, les lampes à vapeur de mercure, les lampes au sodium haute pression et les lampes aux halogénures métalliques. Toutes ces lampes sont du même type de technologie dans la mesure où elles fonctionnent en envoyant un courant électrique entre deux électrodes métalliques et à travers un tube de verre rempli de gaz inerte, ce qui entraîne l'émission de lumière visible.

5) Ampoule aux halogénures métalliques du 21ème siècle 

La seule technologie d'éclairage qui était significativement différente des diverses ampoules à décharge à haute intensité inventées au 20ème siècle est la diode électroluminescente (DEL). L'éclairage LED est une lumière à semi-conducteurs (SSL) qui ne nécessite pas de boîtier en verre comme les ampoules traditionnelles et produit de la lumière en convertissant le courant électrique à l'aide d'un semi-conducteur. La première LED a été inventée dans les années 1960 par le scientifique Nick Holonyak de General Electric qui l'a appelée "la magique".

L'éclairage moderne n'a cessé de s'améliorer sur l'ensemble du spectre (incandescent, fluorescent, halogénure métallique, LED, etc.) Jusqu'à présent, les lumières les plus prometteuses pour le 21ème siècle semblent être les LED. Les LED modernes ont une durée de vie utile de 2 à 4 fois supérieure à celle de leur concurrent moyen tout en produisant une lumière de haute qualité beaucoup plus efficacement. 

*IESNA, la Illuminating Engineering Society of North America, est une organisation à but non lucratif qui élabore et publie des normes concernant l'éclairage. Basée à New York, aux États-Unis, les normes IESNA sont en vigueur dans toute l'Amérique du Nord avec ses près de 8 000 membres. Sur le plan international, l'IESNA collabore avec la Commission internationale de l'éclairage pour promouvoir l'uniformité avec le reste du monde.

De Wikipédia, l'encyclopédie libre

L'éclairage des rues aux États-Unis a été introduit par l'inventeur Benjamin Franklin, qui était le maître de poste de Philadelphie, en Pennsylvanie. Pour cette raison, beaucoup considèrent Philadelphie comme le lieu de naissance de l'éclairage public aux États-Unis.
Consultez un article de wikipedia qui traite de l'évolution de l'éclairage.

Les lampadaires de l'époque coloniale étaient éclairés par des bougies placées à l'intérieur d'un récipient en verre, ce qui empêchait la bougie d'être soufflée par le vent. Le design de Franklin était à quatre faces, avec quatre vitres séparées, de sorte que si une vitre était cassée, la lampe n'avait pas besoin d'être entièrement remplacée, et pouvait même ne pas s'éteindre.

Après l'invention de l'éclairage au gaz par William Murdoch en 1792, les villes britanniques ont commencé à éclairer leurs rues au gaz. Les États-Unis ont suivi peu après en introduisant l'éclairage au gaz dans la rue Pelham à Newport, Rhode Island, en 1803. Tout au long du XIXe siècle, l'utilisation de l'éclairage au gaz a augmenté. Certains endroits aux États-Unis utilisent encore l'éclairage au gaz.

Après que Thomas Edison ait été le pionnier de l'utilisation de l'électricité, des ampoules ont été développées pour les lampadaires également. La première ville à utiliser des lampadaires électriques a été Wabash, dans l'Indiana. Charles F. Brush de Cleveland, Ohio, voulait tester publiquement sa nouvelle invention, le "Brush Light", et avait besoin d'une ville pour le faire. Le conseil municipal de Wabash a accepté de tester les lumières et le 31 mars 1880, Wabash est devenue la "première ville du monde à être éclairée électriquement", lorsqu'un flot de lumière a englouti la ville à partir de quatre "Brush Lights" montés au sommet du palais de justice. L'un des premiers Brush Lights est exposé au palais de justice du comté de Wabash. Au début du XXe siècle, le nombre de lampadaires à base de feu diminuait, les promoteurs recherchant des moyens plus sûrs et plus efficaces d'éclairer leurs rues. Les lumières fluorescentes et incandescentes sont devenues populaires dans les années 1930 et 1940, lorsque les déplacements en voiture ont commencé à se développer. Au début du XXe siècle, une rue éclairée était considérée comme une voie blanche. Une partie de Broadway à New York a été surnommée la Grande Voie Blanche en raison du nombre important de lumières électriques utilisées sur les chapiteaux des théâtres qui bordent la rue.