Une lampe à incandescence, ou ampoule à incandescence par métonymie, est un luminaire électrique qui éclaire en portant à incandescence par effet Joule un filament de tungstène, le métal qui a le plus haut point de fusion (3 422 °C).
Expérimentée au milieu du xixe siècle, la lampe à incandescence, perfectionnée au cours du xxe siècle, est devenue au cours de ce siècle la principale source d'éclairage. Au xxie siècle, sa mauvaise efficacité lumineuse fait préconiser officiellement d'autres procédés.
Le filament de carbone sous vide des débuts a disparu après la mise au point du filament de tungstène sous gaz noble. Ce procédé, dit « classique », s'est maintenu après l'invention de la « lampe à incandescence halogène », plus chère, dont le gaz régénère le filament lorsqu'il se sublime sous l'effet d'une température élevée.
Les lampes classiques durent d'autant plus longtemps qu'elles éclairent moins bien. Les industriels fabricants se sont entendus pour produire des lampes d'une durée moyenne de fonctionnement de 1 000 heures.
xixe siècle
Les premières expériences d'éclairage électrique par incandescence datent du milieu du xixe siècle.
En 1835, James Bowman Lindsay présente à Dundee une lampe électrique à lumière constante, probablement à incandescence, qui lui permet de « lire un livre à une distance d'un pied et demi » (50 cm). En 1858 et 1859 les Français Charles de Changy et Théodose du Moncel essaient aussi des systèmes d'éclairage électrique à incandescence.
En 1860, le britannique Joseph Swan démontre que l'incandescence peut être prolongée sans détruire le filament, sous vide d'air. La mise au point de pompes à vide efficaces à partir de 1875 lui permet de présenter en 1879 une lampe à incandescence fonctionnelle, avec un filament de carbone sous vide. La même année Thomas Edison conçoit et met sur le marché une ampoule dont le filament est une fibre de coton carbonisée. Il met au point un procédé de fabrication industrielle des ampoules. Dans un procès judiciaire, l'antériorité de Joseph Swan est reconnue, mais celui-ci ne propose pas de procédé de fabrication industrielle. Les deux hommes sont obligés de fabriquer leurs ampoules dans une société commune. Ils diffusent rapidement leur lampe, qui a des avantages évidents sur l'éclairage au gaz qu'elle remplace, mais le filament de carbone, en se sublimant puis en se condensant sur le verre de la lampe, opacifie assez rapidement le verre. Dans les années 1880, les fabricants d'éclairage électrique se livrent à une compétition acharnée. En 1884, Edison recrute Lewis H. Latimer, un ingénieur afro-américain autodidacte, pour déposer et défendre ses brevets et assurer la promotion de son système.
En 1894, l’Italien Arturo Malignani brevète un procédé efficace pour éliminer l'air des ampoules, exploité d'abord en Italie, avant que la compagnie Edison l'achète et le diffuse dans le monde entier. La même méthode sera utilisée, quinze ans plus tard, en remplaçant le vide par un gaz noble.
En 1897, la lampe de Nernst remplace le filament de carbone par un filament de céramique, plus efficace. Ce matériau ne se sublime pas, éliminant la nécessité du vide ; mais la lampe ne s'allume qu'après un préchauffage de 10 à 20 secondes.
xxe siècle
En 1904, la firme hongroise Tungsram met au point une lampe à filament de tungstène, métal ayant le point de fusion le plus élevé, à 3 422 °C). Repris en Allemagne par Auer, puis par tous les fabricants, le métal élimine rapidement le carbone, grâce à sa lumière plus vive et à sa longévité accrue.
En 1913, l'ampoule n'est plus sous vide d'air, mais sous gaz noble, argon puis krypton.
En 1925, Marvin Pipkin invente pour General Electric l'ampoule givrée, ce qui rend la diffusion de la lumière meilleure et l'ampoule bien plus solide.
En 1959, General Electric diffuse la lampe à incandescence sous iode. L'iode, un gaz halogène, et l'enveloppe de verre de quartz permettent de réduire la sublimation du tungstène du filament, permettant de le chauffer plus, améliorant le rendement lumineux et élevant la température de couleur. Les lampes sous gaz halogène, diffusées massivement d'abord pour les automobiles (phare à iode), ont de nombreux usages professionnels.
xxie sièclemodifier
Au xxie siècle, l'Union européenne et d'autres pays disposent le retrait de la circulation des lampes à incandescence en raison de leur mauvaise efficacité lumineuse face aux autres procédés d'éclairage, tube fluorescent, lampe fluorescente, lampe à diode électroluminescente.
