Un nouveau développement pourrait conduire à des ampoules plus efficaces

Des chercheurs américains affirment avoir mis au point une technique qui peut considérablement améliorer l'efficacité de l'ampoule à incandescence traditionnelle.

Ces ampoules plus anciennes ont été supprimées dans de nombreux pays car elles gaspillent d'énormes quantités d'énergie sous forme de chaleur.

Mais les scientifiques du MIT ont trouvé un moyen de recycler l'énergie perdue et de la concentrer sur le filament où elle est réémise sous forme de lumière visible.

Le développement a été rapporté dans la revue Nature Nanotechnology.

Peu de choses ont changé dans la technologie des ampoules à incandescence depuis leur développement commercial par Thomas Edison aux États-Unis dans les années 1880.

Ils créent de la lumière en utilisant l'électricité pour chauffer un fin filament de fil de tungstène à des températures d'environ 2 700 °C. Cela fait briller le filament et produit une lumière blanche chaude à large spectre.

Cependant, les ampoules de ce type sont extrêmement inefficaces - elles ne convertissent qu'environ 2 à 3 % de l'énergie qu'elles utilisent en lumière - le reste est gaspillé sous forme de chaleur.

Ils ont longtemps été une cible pour les militants écologistes, préoccupés par le changement climatique.

Cela a vu les ampoules interdites dans l'Union européenne, au Canada et leur fabrication et leur importation ont été progressivement supprimées aux États-Unis.

Elles ont été remplacées par des ampoules fluorescentes compactes (CFL) et LED plus chères qui sont nettement plus efficaces à environ 13 %.

Aujourd'hui, des chercheurs du MIT pensent avoir mis au point une technique qui pourrait transformer la faiblesse de l'ampoule à incandescence traditionnelle en une force.

En utilisant la nanotechnologie, ils ont construit une structure qui entoure le filament de l'ampoule et capte le rayonnement infrarouge qui fuit, le réfléchissant vers le filament où il est réabsorbé puis réémis sous forme de lumière visible.

La structure est faite de fines couches d'un type de cristal contrôlant la lumière. Un aspect clé cependant est la façon dont ces couches sont empilées, avec des longueurs d'onde visibles autorisées à passer tandis que l'infrarouge est réfléchi vers le filament comme dans un miroir.

"Ce n'est pas tant le matériau à partir duquel vous fabriquez la structure environnante, c'est la façon dont vous arrangez le matériau pour créer la propriété de filtrage optique qui recyclera la lumière infrarouge et laissera passer la lumière visible", a déclaré Ognjen Illic, l'auteur principal de l'article. Nouvelles de la BBC.

En théorie, les structures cristallines pourraient augmenter l'efficacité des ampoules à incandescence de 40 %, les rendant trois fois plus efficaces que les meilleures ampoules LED ou CFL du marché.

Les chercheurs ont construit leurs premières unités de preuve de concept qui atteignent une efficacité de 6,6%, mais même cela est presque trois fois le niveau d'une ampoule à incandescence standard.

Alors, les chercheurs pensent-ils qu'ils peuvent construire une meilleure ampoule ?

"Je n'exclurais pas la possibilité", a déclaré le professeur Marin Soljacic, un autre auteur de l'article.

"Thomas Edison n'a pas été le premier à travailler sur la conception de l'ampoule, mais ce qu'il a fait, c'est trouver comment la produire en masse à moindre coût et la maintenir stable plus de 10 heures, ce sont toujours les deux critères critiques. Ces sont les questions auxquelles nous essayons de répondre maintenant », a-t-il déclaré.

Les scientifiques soulignent que l'amélioration des ampoules électriques n'est qu'une des options qui pourraient découler de ce développement. Les auteurs disent que cela pourrait avoir des "implications dramatiques" sur les performances d'autres technologies de conversion d'énergie.

"Nous avons cet énorme défi auquel le monde est confronté en ce moment, le réchauffement climatique et l'efficacité énergétique, et cela vous donne un outil de plus dans la boîte à outils pour relever cet énorme défi", a déclaré le professeur Soljacic.

"Nous sommes très excités par le potentiel cependant."

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