Consommation d’une ampoule halogène/incandescence au démarrage

Un appel de courant a lieu quand on allume une lampe halogène ou à incandescence. En effet, le filament de tungstène présente à froid une résistance 15 fois inférieure à celle qu'il aura en fonctionnement (2700 à 3000K).

L'appel de courant se caractérise par sa durée (inertie thermique du filament) et sa valeur de crête (qui dépend de l'impédance interne du secteur). En effet, un appel de courant de 20 ou 30 A va faire chuter sensiblement la tension secteur.

Etude d'une lampe halogène 500W en culot R7s

Lorsqu'on allume une lampe halogène de 500W, on visualise l'appel de courant suivant :

Appel de courant de la lampe halogène 500W

Type de projecteur utilisant cette lampe

Appel de courant d'une ampoule halogène 500 W

Une constante de temps de l'ordre de 100 ms apparaît, ainsi qu'une pointe de courant de l'ordre de 2A. La valeur de cette pointe dépend de l'instant où la lampe est allumée. Le pire cas correspond à l'allumage de la lampe lorsque la tension secteur instantanée est à son maximum (320 V).

Petit zoom sur l'appel de courant au démarrage

En zoomant davantage, on voit une chute de tension très transitoire (0.1ms environ). Cela est sans doute dû à l'inductance série du réseau électrique (longueur des câbles jusqu'à la prise de courant, transfo de quartier, etc).

Zoom sur une demie période de la tension réseau 230 V

Sur la courbe d'en bas, l'allure du courant n'est pas symétrique par rapport à la courbe de la tension (bleue). Sur cette demie période, le filament a déjà eu le temps de chauffer et de voir ainsi sa résistance augmenter. Le courant atteint 12 A lorsqu'il y a 300 V : la puissance instantanée atteint 3600 W !

Appel de courant théorique

La résistance du filament à froid vaut 7.1 Ohms (mesure à l'ohmmètre). L'appel de courant théorique maximal correspond donc à cette résistance branchée sur 320 V (valeur crête du secteur). Cet appel de courant vaut donc 45A !

En pratique, l'impédance série du secteur, les contacts du culot de l'ampoule et le cordon d'alimentation limitent cet appel.

Etude d'une ampoule à incandescence 75 W

Les mêmes mesures sont réalisées.

Ampoule à incandescence 75 W utilisée

Lorsqu'on allume l'ampoule à incandescence 75 W, l'appel de courant est plus bref (30 ms environ) que sur l'halogène. Ceci tient à la plus faible puissance de l'ampoule, donc à son filament plus fin, donc une inertie thermique réduite.

Allumages de l'ampoule à incandescence

En zoomant, on voit que l'appel de courant monte à un peu moins de 4 A. Lors de cet essai, le filament n'était pas complètement refroidi...

Appel de courant de l'ampoule à incandescence (zoom)

Test de l'ampoule à incandescence sur 230 VDC

Une source de tension délivre 230 VDC (continus !). L'ampoule brille ainsi autant que sur 230 V alternatifs (tension efficace, qui produit le même effet Joule moyen).

Appel de courant lorsqu'on allume l'ampoule à incandescence

En zoomant sur le pic de courant :

L'oscillation transitoire du début vient de la source de tension utilisée lors du test.

Appel de courant théorique

La résistance du filament à froid vaut 51 Ohms (mesure à l'ohmmètre). L'appel de courant théorique maximal correspond donc à cette résistance branchée sur 320 V (valeur crête du secteur). Cet appel de courant vaut donc 6,4A !

Conclusion

La consommation au démarrage des lampes à incandescence ou halogène présente un appel de courant au démarrage qui va de 2 à 10 fois la consommation nominale pendant une durée inférieure à 100 ms. Ceci est dû à la résistance du filament qui est bien plus faible à froid.