Studies and improvement of efficacy of mercury free fluorescent tubes for publicity lighting under pulsed electrical excitation.
Etude et optimisation de l'efficacité énergétique d'enseignes lumineuses sans mercure excitées en régime d'impulsions électriques
Résumé
This thesis presents results of research work carried out on pulsed neon xenon glow discharges to be used in replacement of mercury based signs for illuminated advertising or architectural lighting. Signs are formed by cold cathodes fluorescent tubes operating at high voltage. This distinguishes signs from common fluorescent tubes used in general lighting, which work with the same type of mixture, but at low voltage with preheated cathodes. This work has benefited from a partnership GREMI-ADEME- Region Centre-Aupem Sefli, and is motivated by a desire to propose a mercury-free technology for lighting purposes. Indeed, mercury is a toxic element which requires the development of efficient mercury recovery programs. Some basic mechanisms of the light production have been studied and better understood. This work has also permitted to optimize characteristics of neon-xenon signs in terms of illuminance, efficacy, and lifetime. At the end of this thesis, lifetime and efficacy of cold cathodes fluorescent tubes based on neon xenon pulsed discharge lie between those of incandescent lamps and those of mercury based fluorescent tubes. Possible prospects exist for further improving the luminous efficacy.
Cette thèse présente les résultats de travaux de recherches menés sur les décharges luminescentes pulsées de néon xénon destinées à être utilisées en remplacement des décharges gaz rares-mercure pour les applications d'enseignes lumineuses publicitaires ou architecturales. Les enseignes lumineuses sont formées par des tubes fluorescents à cathodes froides fonctionnant à haute tension. Ceci les distingue notamment des tubes fluorescents pour l'éclairage général qui fonctionnent avec le même type de mélange mais à basse tension avec des cathodes chaudes préchauffées. Ces recherches ont bénéficié d'un partenariat GREMI-ADEME-Région Centre- Aupem Sefli, et sont motivées par la volonté de proposer une technologie sans mercure, qui est un élément toxique pour l'environnement et qui nécessite la mise en place de filières de récupération et de valorisation lourdes. On s'est attaché à vérifier et préciser certains mécanismes fondamentaux de la décharge. Ces travaux ont aussi permis de dégager des conditions permettant d'optimiser les caractéristiques des enseignes néon-xénon en terme de flux lumineux, d'efficacité énergétique, et de durée de vie. A l'issue de cette thèse, la durée de vie et l'efficacité des tubes fluorescents à cathodes froides basés sur une décharge pulsée de néon xénon les placent entre les lampes à incandescence et les tubes fluorescents au mercure. Des pistes existent pour poursuivre l'amélioration de l'efficacité lumineuse.