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Economies d'énergie

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1/3 : Economies d'énergie avec l'éclairage

Economies d'énergie dans l'éclairage !


Comme vu en vidéo, l'éclairage LED est presque 10 fois plus efficient que la lampe à filamentAppelée aussi lampe à incandescence, halogène... pour un rapport d'environ 3 fois entre la fluocompacte et le filament avec des contraintes en délai de premier allumage, d'impact écologique et qualité de lumière plutôt moyenne (blafarde).




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Lampes utilisées

Ampoules filament, led, fluo
De gauche à droite :
  1. Filament classique
  2. LED dimmableLes LED (DEL : Diode Electro-Luminescentes en français) dites dimmables sont celles qui peuvent être utilisées sur variateur gradateur de lumière comme les halogènes à filament... 'entrée de gamme'
  3. LED de grande marque
  4. Lampe fluo-compacte appelée aussi 'à économie'

Blanc chaud (2700 K) ou froid (5000 K et +) ?

Blanc froid ou blanc chaud ?
Un célèbre humoriste reprenait une publicité '... lave plus blanc que blanc' !

Pour l'éclairage, il existe bel et bien plusieurs nuances de 'blanc' :
Du blanc le plus froid, le plus pur : ≃ 6500 K pour le soleil à midi et ≃ 3000 K au lever et coucher. Les ampoules du commerce offrent plutôt des blancs chauds 2700 K à 'tiède' : 4000 K. Le blanc plus pur 5000 ou 6000 K est plutôt disponible en industrie, s'il est plus juste au niveau du rendu, il est souvent jugé plus 'agressif'.




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Le tube fluorescent


Description des constituants et expérience d'allumage avec une bobine !

La lampe fluorescente fonctionne sur un principe proche avec un ballast électronique haute fréquence ce qui rend l'ensemble compact et léger.




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Disséquons le tube fluo !

Extrémité d'un tube fluorescent
N’appelez pas néonÉmet une lumière rouge sans lien avec la fluorescence le tube fluorescent !
Ce tube est une lampe à décharge faible pression contenant du mercure sous forme gazeuse.
L'intérieur du tube est recouvert d'une poudre fluorescente blanche (blanc froid, chaud, ...Warm ou Cold:
éclairage blanc froid 4000 K et plus ou chaud 3200 K et moins
Eclairage blanc froid : 4000 K et +
Chaud 3200 K (Kelvin) et –
).
Zoom sur la résistance et l'anode du tube fluo
En rouge la résistance en service grâce au starterPhoto du starter favorisant le circuit par les résistances :
Stater de tube fluo, photo Wikipedia
Source : Wikipedia
à chaque allumage.

En bleu clair l’électrode assurant l'ionisation du mercure sous forme gaseude.

Notez que tout tube possède ces éléments à chaque extrémité !
Schéma tube fluorescent
En orange les résistances mises en service via le starter en bleu en haut qui ne sert qu'au démarrage. Ces résistances sont très utiles notamment par basse température !
En noir la bobine souvent appelée ballastBobine créant une surtension à chaque ouverture du circuit : 100 fois par seconde en alternatif 50 Hz, à chaque passage par 0 ! assurant la surtension (par rapport à l'alimentation principale) requise pour provoquer l'ionisation entre les électrodes situées à chaque extrémités.




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Comparatif final...


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2/3 : Expérience d'économie d'énergie sur une ventilation

Variation de vitesse de flux mécanique ou électrique ?


Comme vu dans la vidéo, l'économie d'énergie est ici notable. Dans la vidéo on a mesuré avec l'anémomètre ≃ 50 % mais sur des process de haute puissance on pourrait atteindre plus de 65% ! Attention toutefois aux cas particuliersSi l'on utilise toujours le variateur à plein régime, les économies seront non mesurables et l'impact environnemental sera négatif :
Consommation propre du variateur, rendement, fabrication et recyclage...
, pour lesquels la variation de vitesse n'est pas forcément utile !




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Un moteur asynchrone offre un rendement d'envi...


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3/3 : Les accumulateurs, les supercondensateurs

Les cycles de charge et décharge

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Cycle d'un accumulateur au plomb
Une batterie d'accumulateur automobile est constituée de 6 éléments de 2 Volts en série : 6 × 2 = 12 V.

Mais leur tension unitaire varie de ± 20%
De 1.6 à 2.4 Volts...
Le cycle le plus respectueux serait celui-ci : décharger jusqu'à presqueLes accumulateurs au plomb n'acceptent pas la décharge profonde : elle peut les rendre inopérants de manière irréversible.
Sauf procédure non réalisable pour un particulier...
1.6 Volts, et recharger à 100% !
Phénomène de mémoire de charge
La majorité des accumulateurs requièrent un fonctionnement par cycles sous peine de phénomène 'mémoire de charge' tel que schématisé en animation ci-dessus.
A l'évidence, ce phénomène ne se produira pas comme ici dès le premier non respect de la règle mais les accumulateurs Cd-Ni (Cadium-Nickel) y étaient très sensibles...
Charge et décharge sans respecter de cycle
Seuls les supercondensateurs acceptent un fonctionnement sans respect d'aucun type de cycle.

Les accus Lithium peuvent aussi fonctionner sans respect systématique du cycle mais il est préférable d'en effectuer au moins 1 toutes les 10 à 20 recharges.




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Mesure sur le supercondensateur





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Le supercondensateur : généralités

Là où un accumulateur est limité à quelques centaines (milliers) de cycles charge / décharge ; les supercondensateurs supportent au moins 100 fois plus jusqu'à concurrence d'1 million de cycles !
Ils acceptent aussi d'être rechargés en moins d'une minute (à condition de pouvoir fournir la puissance nécessaire !), supportent des intensités de déchargeRésistance série plus faible et donc absence d'échauffement bien supérieures aux accus, ne chauffent pas et résistent mieux à l'auto-décharge ! Photos de supercondensateurs.3000 Farad SupercondensateurTension de 2.7 V par supercondensateur
En Chine, un tramway utilise cette technologie ; le tramway se rechargeant en quelques secondes à chaque arrêt-bus, en déployant un pantographe et lors des freinages !
Les supercondensateurs offrent en 2017 une densité énergétique proche de celle d'un accumulateur au plomb soit ≃ 1 million de fois supérieure aux condensateurs classiques. Pour une masse bien moindre ! La tension unitaire est de 2.7 V, des modules 16.2 V6 × 2.7 V en série = 16.2 Volts ; un alternateur de voiture ne dépasse pas 14.4 V ; par contre attention aux chargeurs bas de gamme qui fournissent jusqu'à 20 V à vide !
Explosion garantie
sont disponibles pour les automobiles avec équilibrageUn condensateur étant isolant, rien ne garanti que la tension va se répartir uniformément en se divisant par 6 pour mise en série :
Batterie de supercondensateurs 16.2 V




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Comparatif supercondensateur, accumulateur :

Accumulateurs SuperCondensateurs
Charge lente (10 mn à 10 heures)

Puissance faible :
I maxi ≃ 10 fois I nominal

Recyclage indispensable
(recyclage complexe, énergivore ; matériaux utilisés très polluants et rares)

Durée de vie courte
(de 500 à 2000 cycles suivant technologie)

Recharge complexe
(Micro-contrôleur requis)
Charge très rapide
(quelques secondes à 1 mn)

Puissance très élevée :
I maxi 'quasiment' illimité

Recyclage simple
(graphène, nanotubes de carbone)

Durée de vie très élevée
(de 100 000 à 1 000 000 de cycles et + encore !)

Encore onéreux et rare
(pour de fortes capacités)

Les supercondensateurs sont, par exemple, la seule technologie réellement capable de récupérer l'énergie au freinage d'un véhicule (intensité trop élevée et temps trop court pour des accumulateurs), l'industrie de la Formule 1 les utilise d'ailleurs depuis quelques années déjà !
Enfin sa stabilité avec les variations de température est bien supérieure (pas d'acide liquide ou de gel = pas d'évaporation) !




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En vert les vérités !...


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Court-circuit sur un brin de cuivre, tel le filament...


Ce brin de cuivre est porté à blanc avant de brûler, tel un filament (en tungstène) d'ampoule à incandescence...
Conseil+, complément, prérequis :
Brin de cuivre ou filament ?

Cours connexe recommandé par l'auteur :

Lien externe recommandé par l'auteur :

Crée le 09 / 12 / 2016, der. màj le 26 / 10 / 2017 par : Guillaume (Guillaume DUPAS)
Contributeur Guillaume DUPAS Gu5835e07c1389f
Cours vu 159 fois ★★☆☆☆
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Gu5835e07c1389f
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