Manchon à incandescence - Définition

Histoire

Découverte de la lumière à incandescence

Avant le XIXe siècle, la lumière artificielle avait toujours été produite par une flamme. La lumière oxhydrique, inventée vers 1820, fut surtout utilisée pour l'éclairage des scènes de théâtre, mais la trop forte température requise en rendait l'utilisation difficile pour de petites lampes. Vers la fin du XIXe siècle, plusieurs inventeurs ont tenté de développer une alternative efficace en chauffant des matériaux à des températures plus faibles, mais en utilisant des raies spectrales pour simuler une lumière blanche.

De nombreuses tentatives avec de la gaze de platine-iridium trempée dans des nitrates de différents métaux se révélèrent infructueuses du fait du coût élevé des matériaux et d'une faible durabilité.

Le premier manchon à incandescence efficace fut le Clamond basket en 1881, qui porte le nom de son inventeur. Il fut exposé au Crystal Palace en 1883. Cet appareil était fait d'un mélange d'hydrate de magnésium, d'acétate de magnésium et d'eau qui était pressé à travers une plaque perforée, de manière à former un filet, qui était brûlé. L'acétate se consumait et les produits de la combustion formaient une matrice apte à maintenir en forme l'oxyde de magnésium résultant de la décomposition de l'hydrate. Cette structure très fragile était supportée par une grille de platine, et le tout était chauffé au gaz de houille.

Le manchon à incandescence moderne est l'une des nombreuses inventions du chimiste autrichien Carl Auer von Welsbach, qui étudia les terres rares vers 1880, après avoir étudié auprès de Robert Bunsen. Son premier procédé utilisait un mélange de 60% d'oxyde de magnésium, 20% d'oxyde de lanthane et 20% d'oxyde d'yttrium, qu'il appela Actinophor, et breveta en 1885.

Les premiers manchons donnaient une lumière verdâtre et n'étaient pas très constants dans leurs résultats. Sa première société, dont l'usine fut établie en 1887 à Atzgersdorf, dans la banlieue de Vienne (Autriche), connut l'échec en 1889. En 1890, Auer découvrit que le thorium était préférable au magnésium et, en 1891, il mit au point un mélange à 99% de dioxyde de thorium et 1% de dioxyde de cérium, qui produisait une lumière beaucoup plus blanche et des manchons plus solides. Après son introduction commerciale en 1892, ce nouveau produit se répandit à travers l'Europe. Le manchon à incandescence resta un mode très répandu d'éclairage urbain, qui réussit à se maintenir en concurrence avec l'éclairage électrique jusqu'au milieu du XXe siècle.

Évolution de la fabrication des manchons

Au début, pour produire une manchon à incandescence, du coton était tissé en un filet ressemblant à un petit sac, et imprégné de nitrates solubles de ces métaux. Lors de la première utilisation, le coton brûle et les nitrates sont convertis en nitrites qui fusionnent ensemble pour former une sorte de grille solide. Avec la chaleur, les nitrites se décomposent pour donner les oxydes, dont la température de fusion est très élevée. Ils sont solides mais fragiles.

Chaque manchon à incandescence est vendu sous la forme du filet de coton non brûlé, car la structure en oxyde était trop fragile pour être transportée facilement, et l'acheteur doit effectuer la transformation lui-même, par la simple action d'une allumette avant la première utilisation. Dans les premiers manchons, le coton moisissait rapidement, à cause de la nature corrosive et acide des nitrates de métaux. Ce phénomène fut réduit par la suite par le trempage des manchons dans une solution d'ammoniaque pour neutraliser l'excès acide.

Plus tard, les manchons à incandescence furent fabriqués à partir de nitrocellulose ou de collodion, plutôt que de coton ordinaire, car on pouvait en produire des fils extrêmement fins. Ils étaient convertis en cellulose avant d'être chauffés (car ces matériaux sont très inflammables) en les trempant dans du sulfite d'ammonium.

Il fut découvert que le manchon à incandescence pouvait être vendu préconsumé en le renforçant par immersion dans une solution de collodion : le manchon se trouvait ainsi enrobé d'une fine couche de vernis qui brûlait lorsque le manchon était utilisé pour la première fois. De nos jours, les manchons à incandescence disponibles dans le commerce sont toujours vendus dans leur forme de fabrication d'origine, non préconsumés.

Les manchons à incandescence sont ordinairement pourvus d'un fil d'amiante destiné à les attacher au bec de la lampe, mais du fait de l'action cancérigène de l'amiante, celui-ci est souvent remplacé de nos jours par un fil d'acier, (dans la lampe Northstar de Coleman, par exemple) ou parfois de céramique.