De nos jours, une lampe de chevet est généralement un objet électrique, c'est-à-dire un objet fonctionnant à l'aide d'un courant électrique. L'électricité, à l'instar du feu par exemple, est un phénomène dangereux, mais qui, lorsqu'il est contrôlé, améliore grandement la qualité de vie. Et l'invention de l'ampoule à incandescence, évoquée dans le premier article, a été à ce niveau une petite révolution en permettant de produire de la lumière de façon stable à l'aide d'un courant électrique. Si aujourd'hui l'ampoule à incandescence tend à devenir obsolète, elle conserve un point commun avec la technologie d'éclairage qui au contraire tend à devenir dominante, c'est-à-dire la LED: l'électricité. L'électricité est ce sur quoi se base presque toutes, sinon toutes les technologies d'éclairage.
L'électricité dans le langage courant: le courant électrique
Mais qu'est-ce que l'électricité au fait? La définition générale de l'électricité est assez abstraite. L'électricité est généralement définie comme "l'ensemble des phénomènes physiques associés à la présence et au mouvement de la matière qui possède une propriété de charge électrique". Or une "charge électrique", est simplement la présence de protons (positifs) et d'électrons (négatifs). Tout atome de matière étant constitué de protons et d'électrons, l'on pourrait en déduire que tout est électrique. Et c'est en effet le cas. En fait, la majorité des propriétés de la matière provient de l'électricité ou plus exactement de l'"électromagnétisme". Sans elle, pas de matière. C'est l'électromagnétisme qui fait que les électrons d'un atome restent liés à leur noyau, que plusieurs atomes s'assemblent pour former une molécule, ou que l'on ne puisse pas passer sa main à travers un mur.
Ainsi tout est électrique, mais dans le langage courant, le terme "électricité" revêt une signification plus précise, celle d'un phénomène observable, souvent impressionnant comme par exemple la foudre. Un tel phénomène résulte d'un déséquilibre entre des charges positives et négatives, déséquilibre qui créé un mouvement. A l'inverse, les charges s'équilibrent parfaitement dans un objet inerte comme une pièce de monnaie. Le fameux "courant électrique", qui fait fonctionner nos objets du quotidien, dont les lampes de chevet, résulte lui aussi d'un déséquilibre de charges. Un déséquilibre entre des charges positives et négatives produit ce que l'on appelle une tension, qui elle-même produit un courant électrique, soit un déplacement d'électrons.
Pour comprendre le principe de la tension et du courant électrique, l'analogie fréquemment faite est celle de l'eau circulant dans un tuyau. Imaginons par exemple un tuyau d'arrosage, dont l'une des extrémités est branchée à un robinet, et l'autre à un pistolet d'arrosage. Lorsque le robinet est ouvert, une pression se créée à l'intérieur du tuyau. Cette pression correspond à la tension, et plus l'on ouvre le robinet plus la pression est forte. Lorsque le pistolet d'arrosage est actionné, l'eau a alors une voie de sortie et se met à circuler dans le tuyau sous l'effet de la pression. Cette circulation correspond au courant électrique. Le pistolet d'arrosage quant à lui, en permettant à l'eau de circuler lorsqu'il est actionné, et en la dispersant d'une certaine façon à l'aide d'une buse, correspondrait à un objet alimenté par courant électrique, comme une lampe de chevet, qui lorsqu'elle est allumée, fait circuler le courant électrique et l'utilise d'une certaine façon pour produire de la lumière. La différence majeure entre la circulation d'un courant électrique et celle de l'eau dans le précédent exemple, est que le circuit d'un courant électrique doit être fermé.
Les unités de mesure du courant électrique
Le courant électrique, qui est un déplacement d'électrons, possède trois unités de mesure que sont le Volt, l'Ampère, et le Watt. Les trois unités ne mesurent cependant pas le courant de la même manière.
-Le Volt, qui tire son nom du physicien italien Volta, inventeur de la pile électrique, est l'unité de mesure de la tension électrique. La tension comme cela a été dit, est le déséquilibre dont procède le mouvement.
-L'Ampère, qui tire son nom du physicien français éponyme, mesure l'intensité du courant électrique créé par la tension.
-Le Watt pour finir, qui tire son nom de l'ingénieur écossais du même nom, mesure quant à lui la puissance électrique, soit la tension électrique multipliée par l'intensité électrique.
Lorsqu'il s'agit de mesurer la consommation en électricité, c'est à la dernière unité, le Watt, que l'on se réfère.
La consommation d'une lampe
Comme tout autre objet électrique, une lampe de chevet achetée dans le commerce est généralement définie par deux choses, la tension exprimée en Volt, et la puissance exprimée en Watt. Pourquoi pas l'intensité exprimée en Ampère? Parce que cette dernière est une conséquence des deux premières. Lorsqu'il est indiqué sur une lampe de chevet les valeurs "230V 60W" par exemple, la valeur exprimée en Volt est ce que l'on appelle la tension nominale, c'est à dire la tension qui doit être fournie pour que la lampe fonctionne "correctement". En l'occurrence, la tension de 230V est celle des prises de la plupart des pays européens. Et en fonctionnant correctement avec une tension de 230V, la lampe a une puissance de 60W. Ces valeurs ne sont pas absolues, mais servent de repères pour le bon fonctionnement de l'objet. C'est-à-dire que la lampe pourra fonctionner avec une tension moindre de 115V par exemple, mais sa puissance en Watt sera également diminuée, et la lampe ne fournira probablement pas un éclairage satisfaisant.
A partir de la puissance exprimée en Watt et de la tension exprimée en Volt, l'intensité en Ampère peut alors être déduite par l'équation suivante: puissance/tension = intensité, ce qui donne, avec 230V et 60W, environ 0,26 Ampères.
Maintenant, vous aurez peut être remarqué que la puissance en Watt de l'exemple précédent, 60W, est assez élevée. En effet une telle puissance correspond aux anciennes ampoules à incandescence qui consomment énormément en produisant davantage de chaleur que de luminosité comme cela a été dit dans le premier article. Aujourd'hui, ce sont les LED qui sont majoritairement employées, qu'elles soient directement intégrées dans la lampe ou qu'elles se présentent sous la forme d'une ampoule. Parce qu'une LED ne chauffe pas et convertit la majeure partie de l'électricité en lumière, sa puissance dépasse rarement les 15W. Car dans le cas d'une lampe, sa puissance en Watt, soit sa consommation, est relative à l'intensité lumineuse, c'est à dire que la consommation en Watt dépend directement de l'intensité lumineuse qui est requise. C'est là qu'il faut revenir à une unité de mesure abordée dans le précédent article, le Lumen.
Un filament incandescent consomme environ 1 Watt pour produire 12 Lumens. Pour la même consommation, une LED produit environ 100 Lumens. Un gain d'énergie énorme. Si l'on reprend l'analogie précédente du pistolet d'arrosage, un filament incandescent serait un peu comme un pistolet qui fuit, où la majeure partie de l'eau tombe par terre, tandis qu'une LED serait un pistolet étanche dispersant la totalité de l'eau sur la végétation. La conséquence est que le second pistolet étanche aura besoin d'une consommation bien moindre pour arroser correctement.
Ainsi avec ce calcul, et en reprenant l'intensité lumineuse de 1500 Lumens du précédent article (150 Lux * 10 mètres carré = 1500 Lumens), l'on peut très facilement déduire quelle est la consommation en Watt d'une lampe de chevet à LED. Si une LED consomme 1 Watt pour produire 100 Lumens, elle en consommera 15 pour produire 1500 Lumens:
100lm/1W = 1500lm/xW => 100lm/1W*xW = 1500lm => xW = 1500lm/100lm/1W = 15W
Et l'on retombe comme par magie sur la valeur de 15W mentionnée quelques lignes plus haut.