Il faut tout d’abord savoir que la lampe à vapeur de sodium, qu’elle soit à haute (HPS) ou basse pression est une lampe à décharge…
A la différence des lampes à incandescences (ampoules électriques classiques) et des tubes fluorescents.
Une lampe à décharge est une lampe qui fonctionne grâce à l’ électricité. Elle est constituée d’un tube ou d’une ampoule remplie de gaz inerte (néon ou xénon par exemple) ou de vapeurs métalliques (mercure, sodium…), tube où l’on fait passer un courant électrique…
Les atomes du gaz métallique ont le pouvoir de s’ioniser lorsqu’elles sont traversées par un courant électrique (un flux d’électron). Les ions libérés traversent l’ampoule vers la cathode pour les ions positifs et vers l’anode pour les ions négatifs. Un énorme flux d’électrons traverse l’ampoule.
Sur leur passage ces électrons flux entre en collision avec les électrons du gaz de la lampe. Lors de ces chocs électroniques, les électrons changent de couche orbitale (il va falloir se replonger dans les vieux bouquins de physique-chimie) et y reviennent en émettant un photon, dont la longueur d’onde (la couleur) dépend de l’énergie qu’il contient. Ils peuvent aussi (et notamment à l’amorçage) se désolidariser complètement de l’atome qui les contient, et faire augmenter le courant électrique circulants. C’est pour cela que lors de l’amorçage le courant initialement faible explose littéralement pour atteindre la puissance maximale donnée par le générateur électrique.
A propos des couleurs émises :
Et bien cela dépend simplement du gaz ou du métal contenu dans l’ampoule :
- le néon donne une couleur rouge
- le mercure proche du bleu et de l’ultraviolet
- le sodium a une teinte essentiellement jaune
- le xénon est le gaz qui permet de s’approcher le plus possible du blanc du soleil
A chaque couleur son application…
Le xénon est utilisé depuis peu pour les phares des voitures. Les lampes à sodium (HPS) et mercure (mH) sont elles utilisées dans l’horticulture pour leur capacité à faire pousser des plantes en intérieurs comme si elles poussaient au soleil…
A voir : tableau récapitulatif des couleurs émises par les différents gaz et une petite vidéo sodium Vs. mercure pour bien comprendre la différence de couleur :