Une leçon d'économie au plafond – AIER

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Je suis professeur d'économie universitaire à la retraite. Mes élèves ont dû jeter un coup d'œil au plafond de la classe plusieurs fois par ennui ou peut-être quelque chose que j'ai dit qui semblait scandaleux. S'ils avaient pensé à ce qu'ils avaient vu là-haut, ils auraient peut-être appris une meilleure leçon d'économie que ce que j'offrais.

Je parle des luminaires fluorescents que nous tenons tous pour acquis dans les écoles, les bâtiments commerciaux, les hôpitaux, les trains, etc. Quoi de plus banal, de plus facile à prendre pour acquis? En fait, il y a une quantité infinie que nous pourrions apprendre sur la physique, l'ingénierie et l'économie qui rendent possible l'éclairage fluorescent.

Passons d'abord à la physique des lampes fluorescentes. Comment la lumière est-elle produite? Ce n’est pas aussi évident qu’avec une ampoule à incandescence dont nous pouvons voir le filament incandescent. Voici un aperçu; vous pouvez facilement suivre à partir de Wikipedia.

Pour comprendre la lumière fluorescente, vous devez comprendre un peu la physique nucléaire: les électrons ne peuvent orbiter leur noyau que dans des niveaux d'énergie discrets. Lorsqu'un atome est bombardé par une source externe suffisamment énergétique, les électrons de sa couche externe sautent temporairement sur une orbite plus élevée, et lorsqu'ils retombent, ils émettent des photons (particules de lumière) à une longueur d'onde particulière.

Les tubes fluorescents sont remplis de vapeur de mercure. Un courant électrique traverse le tube et les électrons dans le courant bombardent les atomes de mercure, faisant tomber leurs électrons extérieurs «à l'étage». Lorsque ces électrons retombent, ils produisent de la lumière ultraviolette. Mais la lumière UV n'est pas ce que nous voulons. Il n’est pas visible et à une intensité suffisante, il peut être assez nocif. Pour obtenir la lumière visible, l'intérieur des tubes fluorescents est recouvert de phosphore qui absorbe la lumière UV et émet de la lumière visible.

La technologie fluorescente a beaucoup évolué depuis les années 1930, lorsque General Electric a fait les premières tentatives sérieuses de produire des ampoules commercialement. Questions à rechercher: pourquoi les ampoules modernes démarrent-elles instantanément? Pourquoi ne fredonnent-ils pas comme les anciens? Pourquoi durent-ils si longtemps?

Les ampoules fluorescentes standard de quatre pieds sont disponibles pour environ 30 $ pour un paquet de quatre. Est-ce que c'est un prix juste? Un prix juste est celui qui tend à équilibrer l'offre et la demande dans un marché concurrentiel. Puisqu'il y a beaucoup de fournisseurs et de demandeurs, 30 $ est très probablement un prix juste. Lorsque nous réfléchissons à tous les efforts et à toutes les réflexions nécessaires au développement, à la fabrication et à la distribution des ampoules, cela peut être qualifié de prix incroyable. Les ampoules fluorescentes n'étaient, après tout, pas disponibles pour Rockefeller ou Carnegie à tout prix.

Cette observation soulève la même question que Leonard Read a posée à propos du crayon humble dans sa pièce classique «I, Pencil». Qu'est-ce qui motive les milliers de personnes dont les efforts sont essentiels, directement ou indirectement, pour nous fournir des crayons ou des ampoules fluorescentes?

Qui fabrique les tubes en verre sans soudure? Comment parviennent-ils à les rendre sûrs, durables et économiques? De quelle marge profitent-ils, le cas échéant?

Que diriez-vous des courts filaments de tungstène à l'intérieur des ampoules à chaque extrémité? Comment le tungstène est-il extrait, transporté, étiré en fils et distribué?

Les ampoules fluorescentes doivent être évacuées dans une infime fraction d'une atmosphère. Comment cela se fait-il de manière sûre et économique et comment les tubes sont-ils scellés?

Les ampoules sont de tailles standard. La grande majorité des luminaires commerciaux utilisent des ampoules de quatre pieds de long, un pouce de diamètre et équipées de connecteurs d'extrémité standard. Le marché a convergé vers cette norme sans en aucune manière inhiber la concurrence entre les fournisseurs quant au prix, à l'efficacité, au spectre et à la longévité.

Les ampoules fluorescentes ont une leçon à offrir sur la politique industrielle, l'idée que les politiciens et les bureaucrates savent le mieux quelles industries devraient tirer nos économies durement gagnées. En fait, le bilan de la politique industrielle est un échec presque ininterrompu. Exemple: il n'y a pas longtemps, on nous a dit de passer aux ampoules fluocompactes. Oups, ils sont presque oubliés maintenant. C'est en partie parce qu'il était trop facile de les briser et de libérer des gaz toxiques, et en partie parce que des lampes à LED sont désormais disponibles qui émettent une lumière à spectre complet et sont plus petites et plus efficaces. (Au fait, qu'est-ce qu'une diode? Une diode électroluminescente? Regardez-la!)

Un mot sur l'efficacité, un concept d'ingénierie standard qui repose en fait sur des valeurs subjectives. L'efficacité de l'éclairage est définie comme l'obtention de la lumière la plus visible par unité d'énergie consommée. Les ampoules à incandescence sont loin d'être à la hauteur de cette mesure et pourtant pour moi, elles sont 100% efficaces pendant les nuits d'hiver. Comment est-ce possible? La chaleur qu'ils génèrent, normalement considérée comme un déchet, aide à chauffer ma maison, qui dispose d'un chauffage électrique par plinthes. Même la lumière qui sort par la fenêtre n’est pas gaspillée, comme je la vois, car elle montre que la maison est occupée. L'efficacité signifie tirer le meilleur parti de ce que vous attendez de ce que vous avez et même si nous voulons tous souvent la même chose, pas toujours. (Attention: les bureaucrates rendent les ampoules à incandescence plus difficiles à trouver. Faites le plein!)

Puis-je suggérer que l'apprentissage est sa propre récompense et que la curiosité ouvre la voie à l'apprentissage. Que vous soyez étudiant ou âgé, soyez curieux de connaître la physique, l'ingénierie et l'économie derrière les appareils et les systèmes quotidiens dont vous dépendez si fortement et que vous prenez tellement pour acquis. Bien sûr, vous n’avez pas le temps de tout rechercher, mais avec tant de ressources désormais disponibles en ligne, vous pouvez vous récompenser en apprenant quelque chose de nouveau chaque jour.

Warren C. Gibson

Warren Gibson

Warren Gibson est retraité de deux carrières: en tant qu'ingénieur et maître de conférences en
économie à l’Université d’État de San Jose.

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