Lampe a acetylene

La lampe à acétylène (ou lampe à carbure) est un moyen d'éclairage le plus souvent portable. Elle a été conçue par le français Henri Moissan en 1892 . La source lumineuse est la flamme de combustion du gaz acétylène, celui-ci résultant de la réaction de l'eau sur le carbure de calcium tous deux contenus dans la lampe.

Sommaire 1 Utilisation 1.1 Souterraine 1.1.1 Spéléologie 1.1.2 Mine 1.1.3 Carrière souterraine, champignonnières 1.2 Transport et éclairage public 2 Fonctionnement 2.1 Le générateur 2.1.1 Le réservoir d'eau 2.1.2 Le réservoir de carbure de calcium 2.2 Le bec et son réflecteur 3 Modèles 4 Référence

Utilisation

Étant donné son principe de fonctionnement, ce type de lampe est très pratique lors d'un besoin continu en lumière, mais moins lors d'une utilisation ponctuelle. En effet, une fois allumé, le plus simple pour l'éteindre est de consommer la totalité du carbure que la lampe contient, car une fois humide il est difficilement réutilisable.

Avantages :

• éclairage omnidirectionnel et puissant, permettant une bonne lumière d'ambiance et une couleur chaude et agréable comparée à la plupart des lampes électriques.
• autonomie (avant l'arrivée des LED puissantes).
• La réaction est exothermique et permet de se maintenir au chaud (sous une couverture de survie) en attendant les secours (en plus de la chaleur de sa flamme).
• Bonne résistance dans le temps à l'humidité et aux condition difficiles, fonctionnement sûr (notamment par rapport au gaz ou au pétrole sous pression).
• Il est possible d'utiliser la flamme pour réchauffer un aliment.
• Évaluation de la réserve d'énergie relativement aisée et sécuritaire (pas de problème de pile défaillante ou vide par erreur)

Inconvénients :

• Éclairage non directionnel.
• Poids de l'ensemble.
• Complexité relative.
• Alimentation en eau nécessaire.
• S'éteint en cas de vent ou d'eau (sur les modèles où la flamme n'est pas protégée).
• Impossibilité de l'éteindre rapidement sans perdre une bonne partie du carburant non utilisé.
• Depuis que l'acétylène industriel n'est plus produit par hydrolyse du carbure de calcium, mais par combustion partielle de méthane et par craquage des hydrocarbures, le carbure de calcium se fait plus rare.

Souterraine

En milieu souterrain, cette lampe est avantageuse de par sa relative résistance aux chocs, à la boue, à l'humidité, et par sa sûreté de fonctionnement. L'éclairage continu est utile dans un lieu totalement obscur, de type carrière ou mine, où la seule lumière visible est celle de la lampe.

Spéléologie

Ce type de lampe est encore utilisée par les spéléologues et les cataphiles. Bien que sérieusement concurrencée par les éclairages à diodes LED, elle est restée pendant longtemps le système d'éclairage offrant à la fois autonomie (entre 6 et 8 heures pour une lampe de taille moyenne), puissance et faible coût d'utilisation. Pour augmenter leur autonomie, les spéléologues transportent le carbure de calcium dans ce qu'ils appellent des bananes (sacs étanches réalisés à partir de chambre à air de voiture ; la fermeture et l'étanchéité sont obtenues par pliage et serrage au moyen de forts élastiques réalisés dans la même matière). La génératrice (parfois appelée calebombe ou dudule), généralement portée en bandoulière, est reliée au système d'éclairage, fixé sur la casque et comprenant un allumeur piézoélectrique, par un tuyau en matière plastique.

Le désavantage spécifique en spéléologie est qu'elle a tendance à noircir les parois des cavités et que les déchets (déchaulage) constituent une source de pollution (au moins visuelle) importante, dans le cas d'un spéléologue peu soigneux. (Cependant, dans les carrières déjà sales, la chaux a l'avantage de tuer les microbes et peut servir à nettoyer les murs si on l'étale dessus. Dans les cavités sèches, il convient également d'emporter de l'eau. Dans les galeries humides ou venteuses, la flamme peut s'éteindre, ainsi que dans les boyaux (écrasement du tuyau, renversement du générateur).

Mine

Cette lampe a aussi été utilisée par les mineurs pendant longtemps ; en effet, lorsqu'elle est protégée (par un mécanisme spécifique aux lampes de mine), sa flamme permet de détecter le redouté grisou. Elle a été abandonné au profit de l'électricité dans les mines grisouteuses à cause du danger d'explosion.

Carrière souterraine, champignonnières

Longtemps utilisée grâce à ses qualités quand ces lieux n'étaient pas électrifiés.

Transport et éclairage public

Ce type de lampes a été utilisé sur la plupart des véhicules : automobile, deux roues, ferroviaire.

Certaines villes se sont aussi éclairées grâce à l'acétylène, bien que la plupart aient utilisé du gaz de ville avec des manchons. Toutefois, dans le cadre de l'éclairage public, les lampes à pétrole furent beaucoup plus répandues en raison d'une plus grande facilité de recharge.

Fonctionnement

La lampe peut être décomposée en deux parties : le générateur à acétylène d'une part, qui fabrique le gaz, et le bec d'autre part avec son réflecteur, fournissant la lumière elle-même. Ces deux parties peuvent être en un seul bloc, pour être facilement portable à la main, ou séparées, et reliées par un tuyau comme c'est souvent le cas en spéléologie, ou sur les véhicules, où le générateur est placé près du pilote pour pouvoir être réglé facilement au cours du déplacement.

Le générateur

Le générateur fonctionne grâce à du carbure de calcium et de l'eau.

Le carbure de calcium est fabriqué industriellement par fusion d'un mélange de coke et de chaux vive, concassé et calibré en blocs ayant l'apparence cailloux très durs de couleur gris-blanc. Ces blocs sont placés dans l'un des deux compartiments de la lampe à acétylène, l'autre compartiment contenant de l'eau.

On règle l'écoulement de l'eau sur le carbure pour fournir le débit d'acétylène nécessaire. C'est l'acétylène, qui en brûlant, éclaire. On peut signaler que la lumière émise est naturellement très blanche contrairement à celle émise par du gaz butane ou propane par exemple.

Comme résidu, on obtient de la chaux "éteinte", qui forme une gangue autour des cailloux de carbure.

La réaction chimique est :

CaC₂ + 2 H₂O → C₂H₂ + Ca(OH)₂ + 31 000 calories

Voici la description des deux parties :

Le réservoir d'eau

Le plus souvent en haut, d'un volume courant de 200 cm³, muni d'un bouchon pour le remplir. On peut régler le goutte à goutte grâce à un robinet souvent appelé pointeau. En effet ce robinet est le plus souvent une longue tige filetée terminée en pointe. La pointe vient se loger dans un trou situé au fond du réservoir. Ainsi plus on dévisse le pointeau, plus le trou est laissé ouvert permettant à l'eau de descendre par gravité dans la partie inférieure. Ce système à l'avantage d'être simple, et de ne pas se boucher facilement avec la chaux produite par le générateur. En cas de bouchage, l'action de fermer le pointeau débouche le trou d'écoulement d'eau grâce à sa pointe.

Ce réservoir se vidant, il faut combler le vide laissé par l'eau s'écoulant. Le réservoir est soit mis à l'air, avec un trou dans le bouchon comme sur les modèles "Fisma", avec l'inconvénient de se vider si on bascule le générateur, soit grâce à un double tuyau, suivant celui du gaz comme pour le modèle "Ariane".
L'autre solution consiste à laisser une partie du gaz produit entrer dans le réservoir d'eau. Ce dernier système à plusieurs avantages :

• l'eau s'écoule bien car les pressions à l'intérieur des deux compartiments du générateur sont égales.
• Le générateur est complètement étanche, pas de risque de perdre de l'eau ou du gaz.

Le réservoir de carbure de calcium

Le plus souvent situé en bas, d'un volume courant de 300 cm³, et muni d'une grande ouverture pour le remplir des blocs de carbure de calcium qui doivent avoir un volume compris autour de 80 cm³ pour l'utilisation dans une lampe.

On accède le plus souvent à ce réservoir en séparant la lampe ou générateur en deux parties.

Ils peuvent être retenus par ensemble par un pas de vis sur le pourtour du réservoir de carbure (modèle Fisma par exemple). Ce système à le désavantage d'être assez fragile selon sa réalisation, et d'être difficile à manipuler lorsque l'ensemble n'est pas bien propre (boue, chaux), ou que le réservoir a été déformé à cause de chocs (réguliers lorsque l'on porte le réservoir à la ceinture) ou par l'augmentation de volume due à l'hydratation du carbure. Certain modèles possèdent une vis centrale, plus solide, et non sujette à la déformation des chocs sur la lampe, mais plus salie par la chaux. Ces modèles sont cependant plus faciles à manipuler que les précédents.

La vis peut-être extérieure, solidaire du réservoir grâce à un étrier mobile, la vis serrant les deux parties ensembles en s'appuyant sur le haut du réservoir d'eau (modèle Arras). Ce système est encombrant, mais assez facile à manipuler, et solide.

Enfin le réservoir peut-être accessible par le bas grâce à un bouchon vissant (modèle Arianne).

Le bec et son réflecteur

Le réflecteur n'est pas indispensable, mais quand il est propre améliore l'éclairage. Le bec lui-même peut être en céramique. Il est soit directement fixé au générateur, sans réflecteur (montage courant sur les modèle "Arras"), ou sur une plateforme fixée au casque (en spéléologie). Dans le dernier cas il possède un réflecteur servant aussi à le protéger. Il possède aussi souvent un allumeur piézoélectrique (ou, plus rarement résistif) pour l'allumer ou le rallumer facilement.

Les modèles courants ont un débit autour de 20 litres/heure.

Modèles

• Fisma
• Arras
• Arianne
• Alp-design

Référence

• Lampes acétylène et lampes à carbure
• Lampes de mine et lampes de sureté
• Les lampes à acétylène françaises

Technologies d'éclairage : lampes, lampes électriques, autres
Incandescent	Classique • Halogène • Nernst • Réflecteur parabolique en aluminium (PAR)
Fluorescente	Tube fluorescent • Lampe fluorescente • Induction
Décharge haute-pression	Halogénures métalliques • Vapeur de mercure • Vapeur de sodium
Décharge gazeuse	Cathode froide • Néon • Germicide • Lumière noire • Stroboscope
Lampe à arc	Arc de carbone • Jablochkoff
Combustion	Acétylène • Bougie • Gaz • Huile • Lanterne • Pétrole • Rushlight • Sécurité • Manchon à incandescence • Torche
Autres	Chimiluminescence • Diode électroluminescente (LED) / Lampe à LED • Plasma • Radioluminescence • Solaire artificielle • Soufre

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