Filament (lampe)
Un filament est le fil qui, dans une lampe à incandescence, produit de la lumière lorsqu'il est surchauffé par un courant électrique. Dans l'atmosphère, le filament brûle rapidement, mais sous vide, ou dans un gaz neutre (non oxydant), il émet de la lumière le temps de vie de la lampe.

Le procédé a été inventé par Thomas Edison qui a utilisé dans sa lampe un fil de carbone, obtenu par carbonisation d'une fibre de bambou japonais. Joseph Swan a ensuite utilisé un fil de coton, d'abord trempé dans de l'acide sulfurique avant d'être carbonisé.

Histoire

Expérimentation de l'incandescence 

L'incandescence est un phénomène physique universel. C'est une émission de lumière due à la chaleur. Tout corps chauffé suffisamment émet des rayonnements électromagnétiques dans le spectre visible.

Avant le , la lumière artificielle avait toujours été produite par une flamme. La lumière oxhydrique - où une lumière très vive est émis par un bloc de matière réfractaire porté à l'incandescence par la flamme d'un chalumeau oxhydrique (combinaison de l'oxygène et de l'hydrogène) - a été développé par Goldsworthy Gurney à partir de 1820 et fut surtout utilisée pour l'éclairage des scènes de théâtre, mais la trop forte température requise en rendait l'utilisation difficile pour de petites lampes. Vers la fin du , plusieurs inventeurs ont tenté de développer une alternative efficace en chauffant des matériaux à des températures plus faibles, mais en utilisant des raies spectrales pour simuler une lumière blanche. Le manchon à incandescence en 1890 inventé par Carl Auer von Welsbach pour les besoins des réverbères d'éclairage urbain et les lampes à gaz, pétrole ou essence exploite l'incandescence sur un manchon ignifuge.

Les lampes à incandescence électriques exploitent enfin l'incandescence d'un filament au travers duquel on fait passer un courant électrique. Pour éviter que le filament ne se consume on l'enferme dans une cloche dans laquelle on a fait le vide d'air.

Premières lampes électriques

Précurseurs 

 1835 : James Bowman Lindsay fait la démonstration d'une lumière constante fournie par une lampe électrique lors d'une assemblée publique à Dundee (Écosse)
 1838 : Marcellin Jobard suggère qu'un filament de carbone, placé dans le vide, et parcouru par un courant électrique pourrait émettre une lumière intense, à destination des mines. L'idée est reprise par l'ingénieur français C. de Changy qui réalise une lampe électrique à filament de platine en 1858. Le filament brûle à l'air libre, sans emploi du vide.
 1850 : Joseph Swan commence à travailler sur une ampoule utilisant des filaments de papier carbonisé ou un gros fil de coton, préalablement parcheminé par son immersion dans l'acide sulfurique concentré. Il présente la forme d'une boucle.
 1872 : Les premières lampes électriques à fil placé dans le vide sont les lampes du russe Alexandre Lodyguine
 1876 : Henry Woodward brevète un premier système d'ampoule électrique.
 1878 : Joseph Swan invente la lampe à incandescence pour laquelle il reçoit un brevet en 1878. Sa maison (à Gateshead, Angleterre) est la première dans le monde à être éclairée par une ampoule électrique.
 1881 : Joseph Swan fonde la Swan Electric Light Company

La lampe Edison 
En 1878, Thomas Edison fonde la Edison Electric Light Company. En 1879, après l'invention de Joseph Swan, Thomas Edison dépose le brevet de la lampe électrique à base de filament en bambou du Japon sous faible voltage dans une ampoule de verre sous vide, après avoir testé  substances végétales envoyées chercher dans le monde entier, avec un budget de  dollars. En 1868, il existe deux types de lampe à incandescence Edison, l'une donnant une intensité de 16 bougies, l'autre de 10 bougies. Elles brûlent, en moyenne, mille heures, avant d'être usées.

En 1881, Lewis Howard Latimer, ingénieur de la Edison Company remédie au problème majeur de la lampe à filament en bambou,  qui grille au bout de 30 h. En 1881, il brevette donc, avec son ami Joseph V. Nichols, la première lampe à incandescence avec filament de carbone puis obtient, seul, en 1882, un brevet pour son procédé de fabrication et de montage de filaments de carbone.
En 1882, en Angleterre, Thomas Edison fusionne avec Joseph Swan pour former la "Edison & Swan United Co." or "Edi-swan"

Un filament de tungstène 

En 1898,  Welsbach parvient à remplacer le filament de carbone des lampes électriques par un filament métallique beaucoup plus lumineux et durable. En 1906, il met au point le filament osmium-tungstène.

Galerie

Voir aussi 

 Lampe électrique
 Ampoule centenaire

Notes et références 

Lampe à incandescence
Forme hélicoïdale