Une ampoule pourrait économiser de l’énergie en recyclant la lumière infrarouge
Un dispositif d’éclairage à incandescence qui réutilise une partie de la lumière infrarouge qu’il émet, pourrait être aussi efficace qu’une lampe à DEL tout en contribuant moins aux émissions de carbone.
Réutilise une partie de la lumière infrarouge
L’éclairage représente environ 20 % de la consommation mondiale d’électricité et plus de 10 % des émissions de carbone. Les diodes électroluminescentes y contribuent moins, car elles ont tendance à être plus économes en énergie que les ampoules à incandescence, mais elles ne révèlent pas toujours les vraies couleurs des objets. Kehang Cui, de l’université Jiao Tong de Shanghai, en Chine, et ses collègues ont entrepris de construire un dispositif d’éclairage à incandescence qui n’ait pas à faire ce compromis.
Les lampes à incandescence fonctionnent traditionnellement en faisant passer un courant électrique dans des filaments de tungstène à l’intérieur d’une ampoule en verre. Dans ce nouveau dispositif, les chercheurs ont utilisé un filament composé de deux couches : l’une constituée d’un rouleau de carbone atomiquement fin appelé nanotube de carbone, et l’autre d’un matériau en céramique contenant du bore et de l’azote.
Au lieu de l’enfermer dans du verre, ils l’ont placé dans une boîte en céramique dotée d’une fenêtre faite d’un type spécial de quartz. Les chercheurs ont fait passer un courant dans le filament à deux couches, qui a alors émis de la lumière visible et infrarouge. Contrairement au verre des ampoules électriques, la dalle de quartz ne laissait pas simplement passer tout ce rayonnement, explique M. Cui : constituée de couches extrêmement fines du minéral, elle était conçue de manière à rediriger le rayonnement infrarouge vers le filament.
L’efficacité de ce dispositif est de 25,4 %
Ce recyclage de la lumière infrarouge a porté l’efficacité du dispositif à 25,4 %, ce qui est comparable aux LED courantes, mais plus de dix fois supérieur aux ampoules électriques classiques. Parce qu’il était encore incandescent, ce dispositif avait un indice de rendu des couleurs plus élevé qu’une LED, ce qui signifie que les couleurs des objets qu’il éclairait semblaient presque identiques à ce qu’elles seraient à la lumière naturelle.
Selon Deirdre O’Carroll, de l’université Rutgers, dans le New Jersey, cela signifie que l’utilisation de ce nouveau dispositif pourrait permettre de prévenir les effets négatifs potentiels sur la santé associés au spectre de couleurs moins naturel et au scintillement des LED.
Selon M. Cui, les analyses de son équipe ont également montré qu’étant donné que cette lampe est fabriquée à partir de matériaux relativement simples et accessibles, et qu’elle pourrait fonctionner pendant plus de 60 000 heures avant de se briser, les émissions de carbone pendant la durée de vie de ce dispositif pourraient être aussi faibles qu’un quart de celles d’une lampe à DEL comparable.
Mais il ne serait probablement pas bon marché
« L’efficacité de ce dispositif est impressionnante, mais il s’agit d’un dispositif beaucoup plus complexe qu’une ampoule à incandescence traditionnelle. Il ne serait probablement pas bon marché de le produire en masse », déclare Jonathan Wierer, de l’université d’État de Caroline du Nord. Il pourrait trouver des utilisations de niche, mais il serait très difficile de rattraper les LED sans être capable de remplir une fonction qu’une LED ne peut absolument pas remplir, ajoute-t-il.
Cette recherche a été publiée dans Science Advances.
Source : New Scientist
Crédit photo : Pixabay