Lampes aux halogénures métalliques : types, structure, avantages et inconvénients + règles de choix

Malgré le développement de la technologie LED, les lampes aux halogénures métalliques (LHM) continuent d'occuper leur niche de marché en raison de leurs caractéristiques uniques. Leur structure interne peut varier considérablement en fonction du domaine d'application prévu. Il vaut la peine de se familiariser avec les types de construction typiques. N'êtes-vous pas d'accord ?

Nous vous aiderons à comprendre les principes de fonctionnement et les spécificités de la structure des LHM. Dans notre article, nous présentons les variétés de construction et indiquons le domaine d'application. Ceux qui souhaitent acheter une telle lampe trouveront chez nous de précieuses recommandations pour le choix.

Comment sont conçues les lampes aux halogénures métalliques ?

Les LHM ont une structure interne complexe. Extérieurement, il s'agit d'un cylindre en verre avec un culot, bien que certains modèles ressemblent extérieurement à une ampoule à incandescence en forme de poire.

À l'intérieur de l'enveloppe se trouve une autre capsule de travail en verre ou en céramique transparente, ainsi que des éléments conducteurs et des résistances.

Le rapport puissance/volume des LHM est limité par la capacité de l'enveloppe externe à évacuer l'excès de chaleur, car une surchauffe peut faire griller la lampe.

L'ampoule externe est généralement remplie d'azote, et l'ampoule interne d'un gaz inerte sous pression, d'une petite quantité de mercure et d'additifs d'halogénures métalliques. Cette structure explique le nom du produit.

Comme halogénures métalliques, on utilise principalement de l'iodure de sodium ou de scandium. Ils servent à corriger le spectre lumineux et influencent le domaine d'application des lampes aux halogénures métalliques. À l'état éteint, le mercure et les additifs se trouvent à l'état solide déposé sur les parois en verre.

Connectée seule au réseau électrique, une LHM ne s'allume pas. Pour cela, on utilise des ballasts (appareils de démarrage et de régulation) qui fournissent le courant et la tension de démarrage nécessaires jusqu'à l'apparition de l'effet d'émission thermoélectronique dans l'ampoule interne.

Mécanisme d'émission de lumière

L'allumage des LHM se fait par étapes. Au début, grâce à un courant de démarrage 10 à 20 fois supérieur au courant de fonctionnement, une décharge électrique minimale se produit dans l'ampoule interne en milieu de gaz inerte.

Grâce à la combinaison de différents additifs participant au rayonnement, on peut obtenir un rayonnement pratiquement blanc pur, coloré ou même monochrome.

Ensuite, pendant 3 à 6 minutes, le mercure et les halogénures métalliques chauffent et, en s'évaporant, passent en phase ionisée. Le courant est alors environ 2 fois supérieur au courant de fonctionnement. Les ions augmentent la conductivité du mélange d'air et assurent une montée progressive de la lampe à la luminosité nominale.

Grâce à la structure à double enveloppe, une température stable et élevée est maintenue dans la capsule de travail, ce qui empêche la condensation des vapeurs métalliques sur les parois. Après l'extinction, la LHM doit absolument refroidir et les vapeurs métalliques se déposer sur les parois de l'ampoule intérieure. Ce n'est qu'après cela qu'il sera possible de redémarrer la lampe.

Cette limitation est un inconvénient majeur, c'est pourquoi les luminaires aux halogénures métalliques ne sont pas utilisés dans les applications domestiques où il est nécessaire d'allumer/éteindre fréquemment l'éclairage. La force de gravité influence également les processus de condensation dans les LHM, c'est pourquoi de nombreux modèles nécessitent une position spatiale bien définie.

Le principe de fonctionnement des lampes à décharge n'est pas simple, mais il permet d'obtenir un spectre correct et un flux lumineux puissant. De plus, l'utilisation d'un ballast permet de stabiliser les caractéristiques de la lumière émise lors des variations des paramètres du réseau électrique.

Variétés de construction des LHM

Les luminaires aux halogénures métalliques sont utilisés pour l'éclairage des couloirs et des pièces, ainsi que des grandes zones industrielles ouvertes. Leur puissance varie donc de 10 à 2000 W.

Les lampes à forte consommation d'énergie sont généralement connectées à un réseau 380 V et ne sont utilisées que sur des sites industriels. Les modèles les plus demandés ont une faible puissance de 35 à 250 W.

Lors du montage d'une LHM avec un culot à vis, il est nécessaire d'assurer une connexion étroite entre le contact inférieur de la lampe et la plaque métallique de la douille.

Il n'existe pas de normes internationales uniformes pour le marquage des LHM, mais dans la plupart des cas, la lettre M signifie « halogénure métallique » et la lettre H indique la présence de mercure dans la lampe.

Les fabricants nationaux peuvent utiliser leurs propres abréviations : D – dougovaïa ; I – yodidnaïa ; R – rtoutnaïa. Après la désignation du modèle, on indique généralement le type et le diamètre du culot.

Les luminaires aux halogénures métalliques ont des conceptions différentes.

Voici les options de classification de ces produits, en fonction de leurs paramètres techniques :

1. Par type d'orientation : vertical (BUD), horizontal (BH), universel (U).
2. Par taille d'ampoule : BT – bulbeuse-tubulaire, R – réflectrice, E ou ED – ellipsoïdale, ET – ellipsoïdale-tubulaire, T – tubulaire, PAR – parabolique.
3. Par couleur de rayonnement : blanc, jaune, pourpre, vert et autres.
4. Par type de construction : sans culot – avec des sorties de courant flexibles, à un culot, à deux culots.

L'aspect extérieur d'une lampe aux halogénures métalliques a peu d'influence sur son efficacité, car l'élément émetteur direct se trouve dans une ampoule intérieure protégée. C'est lui qui détermine les caractéristiques de la lumière émise.

Caractéristiques techniques des lampes

Les caractéristiques techniques des lampes aux halogénures métalliques sont assez variées. Elles dépendent des matériaux utilisés lors de la fabrication et des paramètres électriques de fonctionnement de ces lampes. Ces dispositifs présentent des avantages et des inconvénients marqués qu'il convient de connaître lors de l'achat.

Paramètres de fonctionnement généraux

Les luminaires aux halogénures métalliques ne sont pas exigeants quant à la température extérieure et à la continuité de fonctionnement. Ils peuvent brûler pendant des semaines à des températures négatives sans subir de surcharges.

La large diffusion des lampes aux halogénures métalliques au sodium favorisant la photosynthèse a conduit à un développement rapide de l'activité de serre dans des régions initialement inadaptées.

Les principaux paramètres qui caractérisent les lampes aux halogénures métalliques sont :

• indice de rendu des couleurs (IRC) ;
• durée de vie ;
• puissance ;
• flux lumineux ;
• type de culot ;
• température de couleur ;
• rapport du flux lumineux à la puissance électrique ;
• température de fonctionnement.

L'indice de rendu des couleurs est considéré comme une caractéristique importante des lampes aux halogénures métalliques. L'IRC caractérise la présence de différentes longueurs d'onde dans le spectre émis et l'uniformité de leur intensité.

Cet indicateur se mesure en pourcentage de similitude avec la lumière naturelle du jour. Pour les lampes aux halogénures métalliques modernes, l'indice de rendu des couleurs est de 85 à 95 %, tandis que pour la plupart des dispositifs LED domestiques, il est de 70 à 85 %.

Dans certaines lampes, la restitution des couleurs est délibérément modifiée pour conférer à la lumière les propriétés souhaitées. Par exemple, les lampes aux halogénures métalliques au sodium utilisées pour la croissance des plantes ont un IRC de seulement 50 à 60 %. L'efficacité de la lampe n'en est pas réduite ; elle émet simplement la majeure partie de son énergie dans une gamme de longueurs d'onde déterminée.

Pour donner une teinte jaune à la lumière, on utilise des halogénures de sodium ; le vert – du thallium ; le bleu – de l'indium. En ce qui concerne la performance, les lampes aux halogénures métalliques ne sont pas en reste par rapport aux lampes à LED. Cet indicateur pour les deux appareils de la gamme de prix moyenne est de 100-120 lm/W.

La température de couleur des lampes aux halogénures métalliques peut aller de 2500 à 20 000 °K. Lors d'une chute de tension dans le réseau, elle augmente et la lumière devient plus froide. En cas de dépassement prolongé de la valeur de 240 V, la lampe peut tout simplement exploser en raison de la surchauffe du mélange gazeux dans l'ampoule intérieure.

Contrairement aux LED, les luminaires aux halogénures métalliques ne craignent pas les températures élevées auxquelles leurs éléments internes chauffent en fonctionnement.

Une qualité importante des lampes aux halogénures métalliques (LHM) est la stabilité du flux lumineux pendant toute la durée de fonctionnement, qui est de 6 000 à 15 000 heures. Si l'efficacité des LED après 10 000 heures de travail chute d'environ 50 %, celle des lampes aux halogénures métalliques ne chute que de 2 à 20 %.

Les autres paramètres dépendent du modèle spécifique du luminaire et ne sont pas particuliers.

Avantages des lampes aux halogénures métalliques

Le marché moderne des lampes à décharge se contracte lentement en raison de l'arrivée des LED. Mais les propriétés uniques des lampes aux halogénures métalliques (LHM) seront encore demandées par les consommateurs pendant au moins plusieurs décennies.

Les principaux avantages de ces lampes sont :

1. Excellente efficacité énergétique. Pour chaque watt d'énergie consommée, la lampe produit plus de 100 lumens de lumière.
2. Niveau élevé de l'indice de rendu des couleurs.
3. Technologie de fabrication bien rodée, minimisant les pannes des éléments internes de la lampe.
4. Large gamme de puissances.
5. Longue durée de vie.
6. Résistance aux températures élevées grâce à l'absence de composants électroniques à l'intérieur de la lampe.

Les appareils aux halogénures métalliques concurrencent principalement les lampes LED et les lampes fluorescentes. Les trois technologies se développent activement, on peut donc s'attendre à de nouvelles améliorations des lampes aux halogénures métalliques.

Inconvénients de l'appareil

L'absence de lampes aux halogénures métalliques dans le domaine domestique indique qu'elles possèdent non seulement des qualités positives, mais aussi des qualités négatives.

Le ballast nécessite également un refroidissement, il est donc déconseillé de l'installer dans des espaces confinés non ventilés et à proximité des lampes elles-mêmes.

Les principaux inconvénients des LHM sont :

1. Coût, plusieurs fois supérieur à celui des appareils à LED équivalents.
2. Absence de possibilité de réglage de la luminosité.
3. Nécessité d'un refroidissement de 5 à 10 minutes avant une remise en marche.
4. Présence d'un ballast externe, qui nécessite un espace supplémentaire pour l'installation.
5. Augmentation progressive de la température de couleur lors d'une utilisation prolongée.
6. Risque d'explosion en cas de fluctuations de tension.
7. Sensibilité à la disposition spatiale.
8. Non-réparabilité absolue.
9. Nécessité d'une élimination spéciale en raison de la présence de substances toxiques.
10. Besoin de temps pour atteindre le flux lumineux nominal après la mise en marche.

Ainsi, les inconvénients sont même plus nombreux que les avantages. Cela réduit le champ d'application des LHM aux bâtiments et espaces industriels et publics où un éclairage continu et de qualité est nécessaire.

Domaine d'application des lampes

L'utilisation de lampes aux halogénures métalliques à la maison n'est pas seulement économiquement irrationnelle, mais aussi dangereuse en raison de leur teneur en mercure. L'ampoule peut éclater et la pièce se remplir de vapeurs toxiques.

En raison de leur dangerosité, l'utilisation des luminaires aux halogénures métalliques est principalement demandée pour les espaces non résidentiels :

1. Studios de cinéma, salons de photographie.
2. Phares automobiles.
3. Structures architecturales.
4. Bâtiments publics, centres commerciaux.
5. Ateliers industriels.
6. Chantiers en construction.
7. Éclairage extérieur.
8. Installations sportives.
9. Parcs.
10. Complexes de serres, serres.
11. Éclairage nocturne des maisons de campagne.

La plupart des gens ne sont pas confrontés à l'achat de LHM également parce que ces appareils sont rarement vendus dans les petites quincailleries. Ils sont principalement achetés par les entreprises et les entrepreneurs auprès de sociétés spécialisées.

Comment choisir une lampe aux halogénures métalliques ?

La spécificité des domaines d'application des lampes à décharge oblige à choisir leurs caractéristiques avec soin. Le produit peut bien sûr toujours être échangé, mais il est préférable d'acheter directement le modèle approprié.

Les dispositifs de démarrage sont souvent fournis avec les lampes, car la compatibilité entre eux détermine en grande partie la durée de vie des LHM.

Les principales recommandations lors de l'achat de lampes aux halogénures métalliques sont les suivantes :

1. Lire attentivement les inscriptions sur l'emballage qui peuvent informer des restrictions d'utilisation des LHM dans certaines circonstances.
2. La position de fonctionnement déclarée du produit doit correspondre à la position du luminaire auquel il est destiné. Les modèles orientés verticalement ont la durée de vie la plus courte.
3. Le diamètre du culot doit correspondre à la douille du luminaire.
4. Le boîtier du démarreur doit être en métal avec suffisamment d'ouvertures de ventilation. En effet, selon le modèle, le ballast consomme 10 à 20 % de la puissance de la lampe.
5. Le dispositif de démarrage est conçu pour une tension et un courant spécifiques, donc lors du remplacement de la lampe, ces facteurs doivent être pris en compte.
6. Dans certains cas, un allumage rapide des LHM est crucial, il est donc nécessaire de lire à l'avance dans la notice le temps nécessaire pour atteindre la luminosité nominale.

Si une lampe aux halogénures métalliques est achetée pour remplacer une lampe défectueuse, vous pouvez emporter l'ancien modèle au magasin à titre d'exemple.

Les LHM sont chères, il est donc important de conserver tous les reçus et factures lors de l'achat pour pouvoir faire valoir les droits de garantie par la suite.

Pour comparer les appareils aux halogénures métalliques avec les lampes halogènes, les informations de l'article suivant, consacré à l'analyse des caractéristiques du modèle G4, vous seront utiles.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Vidéo n°1. Aperçu des caractéristiques des luminaires aux halogénures métalliques :

Vidéo #2. Vérification du fonctionnement du projecteur aux halogénures métalliques :

Vidéo #3. Connexion de la lampe aux halogénures métalliques :

Les lampes aux halogénures métalliques continuent d'être utilisées dans de nombreux domaines, malgré certains défauts de conception. Leur spectre d'émission varié permet de les adapter à différents besoins d'activité économique. Par conséquent, les MGL resteront longtemps compétitives dans le créneau de l'éclairage industriel.

Veuillez écrire des commentaires dans le bloc ci-dessous, poser des questions et télécharger des photos sur le sujet de l'article. Partagez vos propres critères de choix d'une ampoule aux halogénures métalliques. Expliquez pourquoi vous avez préféré cet appareil.