Lampes Sodium Haute Pression

Ces lampes appartiennent à la famille des lampes à décharge. La lumière est générée par luminescence : un rayonnement électromagnétique apparait, suite à l'excitation d'atomes de gaz. Le spectre lumineux est un spectre de raies

Les premières lampes au sodium fonctionnaient en basse pression Leur lumière quasiment jaune pur avait un très mauvais rendu des couleurs	Afin d'enrichir le spectre lumineux émis et donc de mieux rendre les couleurs on eut l'idée d'augmenter la pression dans la lampe
Spectre d'une lampe Sodium Basse Pression - SOX - OSRAM	Spectre d'une lampe Sodium Haute Pression - NAV® - OSRAM

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 Constitution d'une lampe Sodium Haute Pression (SHP) 
HPS (High Pressure Sodium)
L'ampoule est revêtue d'une poudre fluorescente sur sa partie interne
Le tube à arc contient du sodium sous haute pression additionné de mercure et de xénon
Le getter (piège à gaz) absorbe les gaz résiduels (impuretés)

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 Caractéristiques 
L'efficacité et la durée de vie des lampes SHP sont supérieures à celles des lampes aux halogénures, mais leur couleur est moins froide et moins blanche et leur qualité de rendu des couleurs est moins bonne
Leur efficacité lumineuse est supérieure à celle des lampes à vapeur de mercure à haute pression
Si on les compare aux lampes à vapeur de sodium à basse pression, elles ont une meilleure qualité de rendu des couleurs, mais une efficacité lumineuse inférieure

Puissance 50 - 1000 W Indice de Rendu des Couleurs IRC 20 - 65 Température de couleur 1700 - 2200 K Éfficacité lumineuse 65 - 150 lm/W Durée de vie 10 000 - 24 000 h

Durées de vie indicatives des lampes Sodium Haute Pression standard Puissance (W) 70 100 150 250 400 Durée de vie (h) 12 000 20 000 24 000 24 000 20 000

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 Comportement des lampes SHP en fin de vie 
Durant la fin de vie des lampes SHP, le courant lampe et la tension d'arc ne sont plus symétriques
Le courant continu ainsi généré va endommager les composants inductifs comme les ballasts et les amorceurs série
Le ballast monte en température, jusqu'à dépasser la température maximum admissible pour les enroulements

Tension et courant d'une lampe SHP neuve	Tension et courant d'une lampe SHP en fin de vie

Un dispositif de protection thermique appelé thermo-switch peut être utilisé pour protéger le ballast

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 Amorceurs
L'amorceur produit une haute tension (tension de claquage) pour provoquer la décharge
Les 3 principaux types d'amorceurs sont les suivants :

Parallèle	Semi-parallèle	Série
impulsions plus énergétiques tolère des distances longues entre amorceur et lampe moins coûteux que l'amorceur série moins de pertes après l'amorçage ballast plus coûteux		impulsions moins énergétiques limitation de la distance amorceur-lampe plus coûteux que l'amorceur parallèle pertes permanentes ballast moins coûteux compatible avec tous les ballasts
halogénures métalliques sodium basse pression SOX	sodium haute pression SON	iodures métalliques compactes

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 Schéma d'une platine 

Pour que le gaz soit ionisé la tension appliquée aux bornes du tube à décharge doit atteindre une tension suffisamment élevée dite tension d'amorçage -> amorceur Lorsque l'amorçage est obtenu le courant augmente rapidement et il faut réduire la tension pour stabiliser la décharge -> ballast ou self Le condensateur permet d'améliorer le facteur de puissance La platine dispose aussi d'une protection par fusibles ou disjoncteur

Platine

Self

Condensateur

Amorceur

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 Caractéristiques tension-courant 

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 Courbe de température d'un ballast 

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 Ballast électronique 

Le remplacement des platines traditionnelles par des ballasts électroniques permet d'augmenter progressivement la puissance absorbée et d'améliorer le bilan énergétique

Bilan énergétique annuel
Lampe	Ballast conventionnel		Ballast électronique		Économie
	Consommation	Rendement	Consommation	Rendement
150 W	575 kWh	80%	460 kWh	95%	115 kWh
250 W	1385 kWh	83%	1152 kWh	95%	233 kWh
400 W	2115 kWh	87%	1843 kWh	95%	272 kWh

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 Evolution de l'efficacité lumineuse des différents types de lampes 

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 Essais d'une lampe SHP 

Un essai a été effectué avec : - une lampe sodium haute pression   Philips Pro SON-T 150 W - un ballast électromagnétique L   ETI VSHM T150 - un condensateur de compensation C   Icar Ecofill 20uF - un amorceur   Fournitec SON2 50 A 1 kW temporisé Les lampes à haute pression exigent, pour leur allumage des impulsions à haute tension envoyées dans le respect de paramètres stricts fournis par le fabricant des lampes L'amorceur permet de générer des impulsions conformes afin d'obtenir des allumages à froid et à chaud sans endommager ou détériorer la lampe de façon prématurée

Photo de la platine d'essai de lampe

Oscillogrammes tension (A) et courant (B) réseau	Oscillogrammes tension (A) et courant (B) lampe
Ueff = 232 V Ieff = 0,81 A P = 165 W S = Ueff x Ieff = 188 VA fp = P / S = 0,88	Ueff = 107 V Ieff = 1,7 A P = 145 W S = Ueff x Ieff = 182 VA fp = P / S = 0,80

On remarque que la tension aux bornes de la lampe présente un pic (surtension générée par l'amorceur)
Elle se stabilise ensuite autour de 100 V (voir notice technique de la lampe)
Le facteur de puissance est acceptable côté réseau (grâce au condensateur de compensation)

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