Un économiseur d'ampoules




Vous l'avez sans doute remarqué, les lampes à incandescence rendent l'âme lorsqu'on les allume, rarement en cours de fonctionnement.

Ceci s'explique assez facilement: à froid le filament présente une résistance très faible ce qui implique que l'intensité du courant à la mise sous tension présente un pic très important.
Lorsque la lampe est fatiguée, le filament résiste de moins en moins à ce pic, et finit par se couper.
D'ailleurs, vous avez certainement aussi remarqué que les lampes qui sont allumées en permanence semblent durer plus longtemps que celles qui sont souvent éteintes et allumées.

Suite aux essais de durée des lampes radio, je me suis dit qu'il serait intéressant de comparer la durée de vie des lampes d'éclairage selon qu'elles sont allumées en permanence ou non.
D'autre part, j'ai étudié un montage électronique simple qui permet d'allumer une lampe en douceur. Ce montage pourrait très bien être intégré dans le luminaire ou dans le câblage électrique de l'habitation (ou même carrément dans le culot de la lampe).
L'objectif étant de prouver que ce montage permet d'économiser les lampes d'éclairage, d'une manière simple et sans remettre en cause ces lampes.



Schéma de l'économiseur

L'économiseur se branche sur le 230V, entre l'interrupteur et la lampe, il lui faut la phase et le neutre, donc le mieux est de l'installer juste avant la douille de la lampe (dans le plafond, ou dans le luminaire)

economiseur  Schéma de l'économiseur

Il comprend juste un circuit retardateur qui alimente la lampe après 2 ou 3 secondes, et ce de manière progressive. Après ce délai, la lampe est alimentée normalement.
Toutefois, une tension de l'ordre de 4V est perdue dans le circuit, ce qui fait que la lampe est sous-voltée de 2% environ. Ce circuit est prévu pour une lampe de 60W.
Rien n'empêche d'en prévoir d'autres pour des lampes de puissances différentes (il suffit de changer la résistance de 10 ohm dans le rapport des puissances: 8,2 ohm pour 75W, 15 ohm pour 40W ...)

Le circuit est câblé en volant, montage "compact":

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puis moulé dans de la résine:

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Les fils verts sont les entrées 230V, le fil rouge et noir les sorties vers l'ampoule.



Principe des essais

J'ai décidé de mener les tests sur 3 ampoules identiques, achetées 1,10 euros les 2 dans un grand magasin. Sur la boite, il est indiqué : 1000 heures (ce n'est vraiment pas beaucoup, mais pour le prix, il ne faut pas s'attendre à une qualité démesurée)

Ce sont des lampes claires, de 60W, à baïonnette.

Ces 3 lampes vont subir un test différent:


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Les résultats consistent simplement à relever la durée de vie de chaque lampe. Les tests peuvent être refaits plusieurs fois sur d'autres lampes, pour comparer.



Schéma du banc de test


banc de test format pdf  Schéma du banc de test

Comme ce banc est une maquette, j'ai fait au plus simple: matériaux de récupération, montage rapide, collage etc ....

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Une des 3 lampes est installée dans une boite, afin de séparer les flux lumineux des 3 lampes pour ne pas perturber les LDR:

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Le montage est piloté par un chronorupteur, récupéré sur un lave linge ou un lave vaisselle. Alimenté par le secteur, il fait un tour exactement en 30 minutes.

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Il m'a suffi de lui fixer un vieux bouton que j'ai fraisé de manière à faire une came qui commande un microswitch. Celui-ci est fixé sur le corps du chronorupteur à l'aide de vis collées.
La came ouvre et ferme le circuit dans un rapport temporel de 50%.
D'autre part, ce chronorupteur comportait d'origine un contact interne qui se fermait à chaque tour (donc toutes les 30 minutes) et ce, pendant 1 minute environ. Ce contact sert de commande des compteurs. Les compteurs d'impulsions sont alimentés par une alimentation 24V

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qui est mise en service par l'interrupteur sus-nommé, à condition que la lampe correspondante soit allumée.

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Pour celà, une LDR est installée à proximité de chaque lampe. Lorsque la lampe est allumée, la résistance de la LDR est faible, et la tension de base du transistor est proche de 24V, ce qui fait que le compteur est alimenté.

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Si par contre, la lampe est éteinte, la LDR présente une résistance élevée, la tension est faible, et insuffisante pour commander le compteur.
Ainsi, chaque compteur enregistre une impulsion chaque demi-heure, à condition que la lampe soit allumée, donc à la fin des tests, les compteurs indiqueront la durée de vie de chacune des lampes.
L'ensemble est alimenté directement en 230V.
Le câblage se fait par le dessous:

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Premiers essais

Après avoir mis les compteurs à un nombre rond de milliers, j'ai mis sous tension.

Après quelque temps, les LDR se décollent ! En effet, la colle thermo se ramollit car les lampes chauffent. J'ai donc fixé les LDR grâce à des colliers rapides.

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Et voilà, prêt pour les 1000 heures.....
Tous les jours, je complèterai un fichier de relevés:

releves tableau excel  Relevés des mesures vous pourrez donc suivre le déroulement de ce test.



Premiers essais

Bilan après une semaine de fonctionnement.

Pour l'instant tout semble fonctioner normalement, à part quelques erreurs de comptage. Dans le fichier de relevés, j'ai indiqué dans la colonne observations ces erreurs.

Les 3 premières doivent provenir du contact du chrono-interrupteur qui n'est pas neuf. Quant aux erreurs sur le compteur de fonctionnement de la lampe allumée en permanence, je ne me les explique pas (pour l'instant...)

Donc, celà fait un peu plus de 160 heures que la lampe allumée en permanence fonctionne et 2 fois moins, soit 80 heures pour les 2 autres. Celles-ci ont déjà subi plus de 300 allumages.


Entre temps, j'ai étudié un circuit imprimé pour l'économiseur.
Les composants sont montés en surface, ce qui permet d'utiliser le circuit imprimé lui-même comme support mécanique isolé. On peut donc le fixer avec du double face sur n'importe quelle surface.

J'en ai installé un sur l'alimentation d'une lampe d'éclairage d'un escalier qu'on allume et éteint souvent et qui me semble ne pas durer longtemps..

J'en ai profité pour en fabriquer plusieurs.

Voici une photo de ces circuits:

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et une photo rapprochée du circuit économiseur:

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Sur le pourtour du circuit, j'ai prévu une piste qui permet de souder à champ 4 parois en epoxy cuivré, formant boite, de 15 mm de hauteur. Ainsi, on peut si on le désire, mouler le circuit, ces parois formant coffrage pour la résine.

Si vous désirez vous lancer dans la fabrication de ces économiseurs, pensez à me faire part des résultats de vos essais !
Voici les fichiers permettant de fabriquer ce circuit:

implantation  implantation des composants



le typon  typon

Liste des composants pour l'économiseur 2344

Diodes
D1,D2,D3,D4 = 1N4007
D5,D6 = BZX83C8V2
Condensateurs
C7 = 22µF/25V
C8 = 100µF/25V
Transistor
T9 = IRF820 ou 830
Résistances
R10,R11,R12,R13,R14 = 22k
R15 = 4,7k
R16 = 15 (Lampe de 40W) ou =10 (60W) ou =7,5 (75W) ou =5 (100W)


Les composants sont montés en surface, côté cuivre. Le circuit n'est donc pas à percer.
La piste périphérique permet de souder 4 parois afin de mouler le circuit dans de la résine.

Sans économiser réellement d'énergie, ce circuit économise les lampes, donc leur nombre, autrement dit le nombre de déchets émis. Il sera intéressant de connaitre exactement l'économie réalisée sur la durée de vie des lampes, car on saura alors la proportion de lampes qu'on n'aura pas à jeter.

Actuellement, on essaie de nous imposer l'utilisation de lampes basse consommation et l'abandon de nos vieilles ampoules à incandescence. Mais s'est on posé la question de connaitre l'énergie consommée à la fabrication et au recyclage de ces lampes basses consommation par rapport aux autres ?

D'autre part, dans le cas de lampes souvent allumées et éteintes, on ne connait pas (et les constructeurs se gardent bien de l'indiquer) l'économie réellement réalisée sur la durée de vie.

En fait, j'ai comme l'impression que les indications fournies le sont pour des lampes allumées en permanence, ce qui ne correspond pas du tout à l'utilisation standard des lampes d'une habitation.

Un peu comme les consommations de carburant communiquées par les constructeurs automobiles: qui roule pendant un plein à 90 km/h stabilisés, sur circuit, sans vent, sans passagers ?

Bref, imaginez que notre lampe basse consommation (qui éclaire mal, en plus) qui normalement dure 10 fois plus longtemps qu'une lampe normale lorsqu'elle est allumée en permanence, ne dure que 2 fois plus longtemps lorsqu'elle est utilisée de façon standard (allumée, éteinte souvent). Si de plus, l'énergie consommée pour la fabriquer et la recycler est le double de celle d'une lample à incandescence, où est l'économie ?



Bilan après 2 semaines de fonctionnement

Rien de particulier à noter, à part toujours quelques erreurs de comptage.

Du coup, j'ai décidé d'ajouter des colonnes dans le tableau pour les comptabiliser.

Celà fait plus de 350 heures de fonctionnement pour la lampe N°3 (et la moitié pour les 2 autres qui ont subi près de 750 allumages !)



20/12/07 : Première lampe à mourir au bout d'un mois à peine !

Voilà, la première lampe est morte. C'est celle qui était allumée en permanence.
Elle aura duré seulement 659 heures. Un peu juste pour une lampe donnée pour 1000 heures....
Et encore, c'est celle qui était le moins "stressée": allumée tout le temps, pas de secousses dues à l'allumage.
Celà laisse présager la mort des 2 autres dans peu de temps.


N'empêche....660 heures de durée de vie, ça fait pas beaucoup, une lunaison tout juste.

A noter que les compteurs enregistrent toujours des impulsions en trop (une trentaine sur plus de 1300, ce n'est pas énorme).
Dans le tableau, j'ai indiqué le relevé correspondant à la dernière impulsion enregistrée sur cpt3, juste avant de claquer.

à suivre.....



Et voici la suite tant attendue....

Vous vous souvenez du banc de test des ampoules ?????

et bien voilà: la 3° lampe est morte, paix à son âme.

Résultats :
- la première lampe à mourir, à 659 heures était la lampe alimentée en permanence, donc sans aucun stress de mise en marche...
- la seconde lampe à mourir, à 1023 heures était la lampe alimentée à 50% et avec le circuit économiseur, qui l'alimentait "doucement"...
- la dernière, celle qui a tenu le plus, est morte à 2297 heures ! C'était la lampe alimentée à 50%, sans le circuit d'alimentation douce, et en plus, c'était la lampe dans la boite de conserve, donc qui devait chauffer le plus !!!

Conclusion :
et bien, il faut le reconnaitre, cette expérience ne prouve rien !
ou plutôt, elle prouve que les lampes qu'on achète sont de très mauvaise qualité, au point où les 1000 heures garanties par le fabricant ne veulent rien dire : une lampe n'a tenu que 659 heures, une autre quasiment 1000 (1023) et une plus de 2000 !

Quant au circuit économiseur....et bien, on ne peut rien dire du tout.

Parfois, l'expérience ne prouve pas grand chose, il faut reconnaitre ce genre de mésaventure et rester humble devant le chaos !