Des chercheurs inventent l'ampoule qui recycle la lumière

On la croyait morte et enterrée. L'ampoule à incandescence pourrait pourtant faire un retour dans nos chaumières, grâce à un nouveau procédé dit de recyclage de la lumière.

Cette ampoule, inventée en 1879 par Joseph Swan et perfectionnée par le plus célèbre Thomas Edison, est bannie depuis des années dans de nombreux pays. Pourquoi ? Parce qu'elle constitue un gouffre en matière de consommation d'énergie.

Le phénomène physique impliqué dans le fonctionnement d'une telle ampoule est appelé rayonnement du corps noir. Portés à très haute température, ces objets émettent naturellement de la lumière. C'est notamment le cas du fameux filament de tungstène qui, chauffé à 2 700 Kelvin (environ 2 427°C), émet la lumière chaleureuse que nous connaissons tous.

Un processus simple, très bon marché, mais qui a un gros inconvénient : 95% de l'énergie envoyée est gaspillée, en grande partie sous forme de chaleur, et donc perdue pour l'utilisateur (à moins de se réchauffer les mains à proximité de l'ampoule...). Une équipe de chercheurs issus de l'Université de Purdue et du MIT pensent toutefois pouvoir offrir une seconde vie à ce type d'éclairage.



Publiés dans la revue Nature Nanotechnology, leurs travaux consistent non pas à modifier le processus de création de la lumière, mais plutôt à éviter la perte d'énergie qui l'accompagne. Pour ce faire, les chercheurs ont entouré le filament d'un cristal photonique dont le rôle est de laisser passer les longueurs d'onde souhaitées et de renvoyer, comme un miroir, les autres, notamment celles situées dans le spectre de l'infrarouge, vers le filament, afin de chauffer ce dernier.

Vous obtenez ainsi un système qui s'alimente de ses pertes, réduisant en conséquence les besoins en énergie. Ce cristal est composé d'un empilement de couches minces dont l'épaisseur est calculée pour optimiser le rendement. Ces couches sont constituées d'éléments répandus et qui peuvent être utilisés dans le cadre de techniques de dépôt de matière classiques.

Un système prometteur qui n'en est qu'à ses débuts. C'est pourquoi le rendement lumineux du dispositif n'est pour l'instant « que » de 36% environ, ce qui est déjà deux à trois fois supérieur aux ampoules à incandescence classiques (de 12 à 20%), mais encore un peu éloigné de certains produits à économie d'énergie actuellement sur le marché, comme les tubes fluorescents (50 à 80%) ou les LED (12 à 60%). L'équipe de chercheurs ambitionne toutefois de parvenir à un rendement bien plus important dans les prochaines années.