Guirlande à ampoule filament éternelle

L'elixir de longue vie existe pour les guirlandes avec ampoules à filament : un condensateur suffit en effet pour rendre éternelle une guirlande lumineuse à ampoules à filaments. De nombreuses guirlandes lumineuses reposent sur un ensemble de petites ampoules branchées en série, le tout sur le 230 Volts (secteur). Réduire la tension (ou le courant) qui circule dans ces ampoules augmentent leur durée de vie jusqu'à l'infini.

Guirlande d'ampoules avec filament

Ici, une guirlande lumineuse a été récupérée et plusieurs ampoules de cette guirlande ont grillé. Pour tester la guirlande, on peut dénuder de petites portions de fil et tester au multimètre (ohmmètre ou fonction continuité) un ensemble de 5 ou 10 ampoules par exemple :

Si un ensemble de mettons 4 ampoules ne laisse pas passer le courant, on peut couper en 2 sous ensembles de 2 et tester chacune des moitiés.

Guirlande à ampoules à filament

Test d'une ampoule individuelle de la guirlande lumineuse

Les petites gaines bleues sont des morceaux de gaine de fil monobrin rigide pour électricien :

Raccord entre 2 morceaux de guirlande à ampoules

Si l'ampoule ne laisse pas passer le courant, on peut supprimer la portion de guirlande où l'ampoule est morte. La guirlande sera alors raccourcie d'une ampoule. Au final, toutes les ampoules grillées sont éliminées et la guirlande fonctionne (elle est un peu plus courte...) :

Guirlande d'ampoules à filaments

Schéma d'une guirlande à ampoules à filament

Attention, vu que le 230 Volts se répartit sur moins d'ampoules en série, chacune des ampoule voit une tension (et un courant) trop grande ! La durée de vie va être très réduite dans ce cas. Il faut donc ajouter un élément qui baisse la tension aux bornes de ce qui reste de guirlande (la mise bout à bout des morceaux qui étaient encore bons).

L'élixir de longue vie : un condensateur en série

Diminuer de 1 % la tension aux bornes d'un filament fait augmenter de +16 % la durée de vie de l'ampoule à incandescence concernée. Diminuer de 5 % la tension fait plus que doubler la durée de vie de l'ampoule à filament ! Pour donner la vie éternelle à votre guirlande lumineuse, il faut donc insérer un élément en série qui permette de diminuer la tension aux bornes de chacune des ampoules (ou de l'ensemble d'ampoules en série). Typiquement, le courant nominal dans la guirlande est de l'ordre de 50 à 100 mA.

On pourrait mettre une résistance en série avec la guirlande, mais cette résistance chaufferait et on pourrait s'y brûler ou elle pourrait amorcer un départ de feu sur un rideau ou quelque chose de sensible. L'astuce consiste à utiliser un condensateur qui sert d'impédance en alternatif. Ce condensateur se charge et se décharge au rythme de la tension secteur et freine ainsi le passage du courant (voir : impédance du condensateur).

Plus le condensateur est de grande valeur, plus il laisse passer de courant alternatif. Il doit être dimensionné pour supporter la tension secteur 230 V . On peut donc choisir un condensateur de type X2 :

Condensateur type X : élixir de longue vie pour guirlandes à ampoules

Il faut insérer le condensateur en série avec la guirlande, à une extrémité ou l'autre de la guirlande (près de la fiche secteur), ou en fait n'importe où dans la guirlande. Cela n'a aucune importance parce que le condensateur et toutes les ampoules sont en série.

Schéma de la guirlande et son condensateur en série

La résistance de 470 kOhms 1 Watt sert à décharger le condensateur après un débranchement de la guirlande. En effet, sans résistance, le condensateur resterait chargé à sa valeur instantanée à l'instant du débranchement. Cette tension pourrait être dangereuse. La résistance de 470 kOhms décharge quasi instantanément le condensateur (1 uF et 470 kOhms = constante de temps de 0,47 s). On peut toucher la fiche secteur sans danger après 1 seconde. On peut mettre 220 kOhms pour accélérer encore la décharge du condensateur, mais attention, plus on diminue la résistance, plus elle chauffera. 470 kOhms est un bon compromis.

Condensateur type X pour guirlande

Ici, on a choisi un condensateur de 1,2 uF 250 V AC (attention, il faut 250 V alternatifs). Il a été fait avec deux condensateurs en parallèle (1uF + 220nF). Si on diminue la valeur totale du condensateur, la guirlande brillera moins mais durera encore plus longtemps. C'est un compromis, mais un premier essai avec 1 uF 250 V AC convient. On pourra ensuite diminuer (680 nF, 470 nF 250 V AC) ou augmenter en mettant 220 nF ou 470 nF en parallèle.

Guirlande : alimentation réduite et vie (presque) éternelle

On peut mesurer la tension aux bornes de la guirlande et constater qu'avec le condensateur, il reste moins de 230 V aux bornes de la guirlande. Elle brille moins et sa durée de vie est devenue quasiment infinie. On peut mesurer la tension aux bornes du condensateur et constater que la somme des tensions n'est pas égale à 230 V. En effet, un déphasage de 90° (1/4 de période) existe entre le courant et la tension dans un condensateur, contrairement à une résistance (les ampoules).

Si vous disposez d'un petit variateur de lumière, vous pouvez aussi l'utiliser pour réduire l'intensité lumineuse de la guirlande à ampoules

Il est aussi possible d'insérer une diode 1N4007 (standard 1 A 1000 V) en série avec la guirlande à ampoules mais on voit un léger scintillement dû au 50 Hz. Avec un condensateur ou un variateur de lumière, le phénomène n'existe pas parce que les deux alternances (positive et négative) sont conservées.

La vie éternelle grâce à un condensateur

Voici donc la guirlande avec un peu moins d'ampoules, mais avec son élixir de longue vie (condensateur 1 uF 250 V AC en parallèle avec une résistance 470 kOhms 1 W). La diminution de la tension d'alimentation rend aussi les filaments moins sensibles aux chocs.

Attention, ces manipulations impliquent la tension secteur directement, il y a danger électrique. Pour la vie éternelle d'une guirlande, ne risquez pas la vôtre !

Pour finir, la guirlande réparée voit 160 V environ à ses bornes, sa luminosité est atténuée mais encore suffisante :

Lumière chaleureuse des filaments des ampoules.

Que la lumière soit ! Et soit éternelle !