Plusieurs inventeurs ont créé les premiers prototypes de l'ampoule électrique. Le chimiste anglais Humphry Davy a mis au point une lampe à arc électrique au carbone en 1809, mais elle s'est rapidement éteinte et a consommé de grandes quantités d'électricité.
L'inventeur américain Thomas Edison a utilisé différents matériaux pour fabriquer les filaments de sa lampe. Il a finalement opté pour une lampe en bambou qui pouvait durer plus de 1 200 heures.
Thomas Alva Edison
À la fin du XIXe siècle, l’inventeur Thomas Edison cherchait des moyens de développer une alternative bon marché à l’éclairage au gaz et au pétrole. Il imaginait un système qui produirait des courants électriques capables d’alimenter les ampoules des bâtiments. Mais l’entrepreneur s’est vite rendu compte qu’il devait créer une ampoule à incandescence longue durée pour que cela soit possible. Il a commencé à expérimenter avec des filaments de papier carbonisé et d’autres matériaux. Il a également travaillé à l’amélioration de la technologie de la pompe à vide qui rendrait son invention commercialement viable.
À la fin des années 1870, Edison avait développé un prototype de son lampe Il s'agissait d'un système à filament de platine enroulé à l'intérieur d'une ampoule à vide en verre. Cependant, il n'avait toujours pas développé de moyen fiable pour alimenter les filaments en électricité. Il était également confronté à la concurrence de Nikola Tesla et de George Westinghouse, qui avaient développé un système utilisant le courant alternatif au lieu du courant continu pour fournir de l'électricité.
L’inventeur de l’ampoule, surnommé « le magicien de Menlo Park » pour ses autres inventions comme le télégraphe à quatre fils et le télégraphe à quatre fils, a embauché une équipe de 14 ingénieurs et machinistes pour l’aider à perfectionner sa conception. L’équipe, qui comprenait le mathématicien américain Francis Upton et le machiniste d’origine suisse John Kruesi, a travaillé avec diligence sur le projet de lampe pendant des mois avant de réussir. Ils ont réussi à créer une lampe qui a fonctionné pendant plus de 1200 heures.
Pendant ce temps, le chimiste britannique Joseph Swan travaillait sur une idée similaire pour une lampe électrique pratique. Il avait commencé à travailler sur le concept trente ans plus tôt et avait obtenu un brevet au Royaume-Uni en 1878. En février de la même année, il présenta sa lampe électrique devant un public de scientifiques à Newcastle. Mais sa conception présentait des défauts importants, notamment l'absence de filament de carbone durable et de pompes à vide fiables.
Edison a finalement résolu ces problèmes en combinant sa conception à filament de carbone fin avec une technologie de pompe à vide améliorée. Il a été le premier à produire une lampe commercialement viable combinant ces technologies. Il a créé l'Edison Electric Light Company en 1878 et a poursuivi en justice la United Electric Light Company de Joseph Swan en Grande-Bretagne. Le tribunal a statué en faveur de Swan, de sorte que les deux inventeurs ont fusionné leurs entreprises pour devenir Ediswan.
Joseph Swan
Joseph Swan était un chimiste et physicien anglais qui inventa la première lampe électrique efficace. Il apporta également des améliorations à la plaque photographique sèche, ce qui constitua une avancée majeure vers le film photographique moderne. Il reçut de nombreuses distinctions pour ses inventions, notamment la médaille Hughes de la Royal Society. Il fut fait chevalier en 1904.
En 1860, Swan commença à expérimenter le passage du courant électrique à travers un filament de carbone et, en 1871, il présenta au public sa première lampe électrique. Il améliora sa conception au cours des années suivantes, mais elle n'était toujours pas commercialement viable. Cela était dû au fait que son appareil nécessitait une connexion filaire à une source d'électricité externe. Swan continua à peaufiner son prototype et, en 1879, il avait développé une ampoule à la fois plus durable et moins chère que les modèles précédents. La nouvelle ampoule n'était pas encore parfaite, mais elle était nettement plus efficace que les précédentes.
D'autres inventeurs avaient expérimenté l'idée d'un moteur électrique. Les concepteurs de l'ampoule électrique étaient soit trop chers, soit peu efficaces. Warren de la Rue utilisait du platine comme filament, ce qui était extrêmement coûteux, et l'ampoule de William Staite ne dura que peu de temps. Edison acheta certains de leurs brevets et tira les leçons de leurs erreurs, mais l'ampoule qu'il produisit en 1879 n'était toujours pas aussi efficace que celle de Swan. Il finit cependant par découvrir le bon matériau pour son filament, la fibre de bambou carbonisée, et une fois qu'il l'eut découvert, son ampoule devint beaucoup plus pratique.
Lorsque Swan réussit à produire une ampoule plus économique et plus pratique, il l'exposa à la Royal Society of Chemistry de Londres le 10 novembre 1880. Il éclaira ensuite le Savoy Theatre de Londres et sa propre maison avec cette ampoule, devenant ainsi le premier propriétaire privé à utiliser une lampe électrique. Il créa également une entreprise pour fabriquer ses ampoules, ce qui déclencha une bataille juridique avec Edison. Au final, les deux entreprises fusionnèrent pour former la Edison & Swan United Electric Light Company.
Swan continua à peaufiner son concept et, en 1883, il fit breveter un filament amélioré fabriqué à partir de cellulose extrudée. Il brûlait de manière beaucoup plus uniforme que les filaments précédents et les lampes qu'il fabriquait étaient plus fiables que celles de ses prédécesseurs.
Warren De la Rue
Avant Thomas Edison, les inventeurs ont essayé des dizaines de modèles différents d'éclairage électrique. Ils ont utilisé divers matériaux, dont le cuivre et le platine. Ces appareils émettaient une lumière intense, mais ils étaient dangereux et nécessitaient trop d'électricité pour un usage domestique. Malgré ces défauts, la lampe électrique a révolutionné l'industrie et la société.
Humphrey Davy fut l'un des premiers inventeurs à tester une ampoule électrique. Son invention de la lampe à arc au carbone suscita un grand enthousiasme de la part de la communauté scientifique et du public. La lampe à arc était également utile en photographie astronomique. Cependant, elle n'était pas pratique pour une utilisation quotidienne car elle déchargeait rapidement les piles et produisait une lumière très vive.
L'invention de Davy a inspiré d'autres scientifiques qui ont tenté de fabriquer une ampoule durable et à longue durée de vie. James Bowman Lindsay a inventé une lampe à filament de cuivre en 1835 et Warren De la Rue a introduit une lampe à filament de platine en 1840. Cependant, leurs ampoules étaient trop chères pour une production commerciale.
Bien que beaucoup considèrent Thomas Edison comme l'inventeur de l'ampoule électrique, son concurrent, Joseph Wilson Swan, mérite tout autant de crédit. Il a commencé à expérimenter une lampe à incandescence en 1878 et a réussi à créer un courant électrique qui alimentait une lampe. Bien que ses premiers prototypes étaient inefficaces et se détérioraient rapidement, il était déterminé à résoudre le problème d'une lampe électrique durable et abordable.
Il a finalement trouvé un filament de bambou carbonisé qui brûlait plus longtemps et plus fort que tout autre matériau testé jusqu'à présent. Il a réussi à créer une lampe capable d'éclairer des pièces pendant plusieurs heures, mais elle n'était pas prête pour la production en série.
Parmi les autres scientifiques qui ont expérimenté l'ampoule électrique, on compte le physicien français Marcellin Jobard et l'inventeur anglais Sir Joseph Wilson Swan. L'absence d'un vide approprié et d'une source électrique a entravé leurs efforts. Malgré ces échecs, ils ont persévéré et amélioré leurs conceptions.
L'ampoule électrique est l'une des inventions humaines les plus importantes. Elle a révolutionné les industries et les sociétés, permettant aux gens de travailler après la tombée de la nuit et de voyager en toute sécurité la nuit. Sans l'ampoule électrique, il serait difficile de faire fonctionner des usines ou de vivre confortablement dans l'obscurité.
William Staite
Bien que Thomas Edison soit largement reconnu pour avoir créé la première ampoule commercialement viable, de nombreux autres inventeurs s'en sont approchés. Le chimiste anglais Humphry Davy, le souffleur de verre Heinrich Geissler et d'autres ont créé plusieurs ampoules qui pouvaient être utilisées pour éclairer les maisons et les entreprises après le coucher du soleil. Cependant, aucun de ces prototypes n'était suffisamment long pour être pratique pour un usage quotidien.
En 1848, William Staite a breveté une conception qui améliorait la longévité des lampes à incandescence à tige de carbone. La lampe fonctionnait en plaçant du charbon de bois en poudre entre deux filaments de platine pour produire de la lumière, mais la nature corrosive du carbone et le coût élevé des métaux ont empêché les ampoules de devenir une alternative pratique aux lampes traditionnelles alimentées au gaz ou au pétrole, selon Interesting Engineering.
À la fin du XIXe siècle, la nouvelle technologie des ampoules électriques permettait de produire une grande variété de modèles. Les fabricants expérimentaient également différents filaments, formes et connexions afin d'améliorer les performances. Au final, la plupart des ampoules duraient plus de quelques heures et les ventes augmentaient.
Une série de fusions industrielles dans les années 1920 a accru la concurrence sur le marché des ampoules électriques, ce qui a permis d'obtenir des composants moins chers et des prix plus bas pour les consommateurs. Cela a constitué un grand avantage pour les consommateurs, mais cela a également signifié que les ingénieurs qui s'étaient auparavant concentrés sur l'allongement de la durée de vie des ampoules étaient désormais chargés de les raccourcir.
Bien que ce soit Edison qui ait inventé l'ampoule électrique, d'autres inventeurs ont contribué à rendre les ampoules plus durables . Joseph Swan a créé un filament de carbone sous vide capable de rester allumé pendant de longues périodes et a réussi à obtenir une protection par brevet avant qu'Edison ne duplique le concept en 1878.
Au début des années 1900, les fabricants ont introduit des ampoules à filament de tungstène qui pouvaient durer bien plus longtemps que leurs homologues à filament de carbone. Cependant, une ampoule à filament métallique à base d'osmium qui pouvait fonctionner à des tensions plus élevées et produire plus de lumière par watt a rapidement surpassé cette invention. C'est le type d'obsolescence programmée que nous observons dans les smartphones modernes lorsque les fabricants publient des mises à jour conçues pour ralentir les appareils plus anciens.
