Projection avec lampes à arc au mercure

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Photon

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Projection avec lampes à arc au mercure

Message » mar. 9 juin 2015 - 13:56

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studios74

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Message » mar. 9 juin 2015 - 15:33

C'est bizarre, même les photos de gauches ne sont pas géniales (trop de rouge).
Tu as utilisé quel type de lampe quand tu parles d'halogénures aux terres rares ? HMI ?

MOSS

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Message » mar. 9 juin 2015 - 18:22

Moi de toutes façons, vu mon écran.... :roll:
A noter que les projecteurs numériques sony 515 utilisent une technologie proche (et l'image est superbe, pour avoir projeté avec.)
S'il n'y a pas de solution, c'est qu'il n'y a pas de problème!

Photon

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Message » mar. 9 juin 2015 - 18:57

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Message » mer. 10 juin 2015 - 20:56

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Message » mer. 10 juin 2015 - 21:02

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Message » ven. 12 juin 2015 - 16:14

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studios74

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Message » ven. 19 juin 2015 - 8:48

Merci pour toutes ces infos :D

sylpieste

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Message » ven. 19 juin 2015 - 9:07

07534 Très intéressant tout cela ! :wink:
:idea: A suivre donc
"Images d'argent" association loi 1901 (Sauvegarde du Patrimoine Photographique et Cinématographique Argentique), nous assurons le démontage et l'enlèvement de matériel pour restauration et expositions. https://www.facebook.com/imagesdargent/

Photon

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Message » mar. 7 juil. 2015 - 0:27

Je profite d'un moment de répit pour continuer le sujet là où je l'avais laissé (non, je ne l'ai pas abandonné, j'ai été juste bien occupé).
Donc pour revenir au sujet principal, l'introduction des lampes à vapeur de mercure au milieu des années 30 a littéralement révolutionné le domaine de l'éclairage, tant général que la projection optique. Si l'usage des lampes à double culots et à arc court connurent un essor considérable pendant la décennie suivant leur introduction, leur design rendit l'usage relativement complexe et des sources à simple culot furent très rapidement conçues afin de simplifier les systèmes de projection. Une des premières entreprises à proposer une telle alternative fut Osram (Allemagne) qui commercialisa sa HgB 500W en 1938 - un modèle très rare, quasiment unique, présenté ci-dessous:

Image

Cette lampe est une vraie œuvre d’art qui requit pas mal de travail de la part des maîtres verriers.

Image

La première approche mise en œuvre pour la réalisation de ces lampes mono culot consistait donc à fabriquer le brûleur d’une telle manière que toutes les amenées de courant se trouvent d’un seul coté. Vu que cette approche s’averra très onéreuse, et donc peu compétitive vis-à-vis des lampes à double culots, ce design fût abandonné avant 1940. Le nouveau design impliqua l’usage de brûleurs plus standard dont on courbât les amenées de courants, un peu à la manière de cette ME/D 250W Anglaise (General Electric Company of England) de 1970.

Image

Cette lampe présente la particularité de contenir le brûleur dans une boîte métallique pourvue d’une fenêtre épaisse. Cette construction présente l’avantage de protéger l’utilisateur et l’équipement du rayonnement UV et du risque d’explosion - qui reste assez élevé du fait de la forte pression interne en fonctionnement (~20 à 40 bars).

Image

Ces lampes "simplifiées" restent tout de même très complexe, donc chères à produire, ce qui amena dans les années 50 les fabriquants a développer une troisième génération de sources mono-culot. Ce sera le sujet de mon prochain post, car il se fait déjà bien tard.

sylpieste

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Message » mar. 7 juil. 2015 - 7:37

07534 j'attends la suite avec impatience :wink:
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Message » sam. 11 juil. 2015 - 12:41

Alors, continuons sur la lancée :D. La troisième et dernière génération de lampe mono-culot à vapeur de mercure qui apparut dans les années 45-50 présenta une structure interne simplifiée par rapport aux générations précédentes. On employa simplement un brûleur quartz standard à double extrémité enfermé dans une enveloppe en verre dur de type borosilicate ou aluminosilicate. Cette conception est tellement simple qu'il est quand même surprenant que ces lampes là ne furent pas les premières à avoir été conçues...

Bref, le concept fut aussi simple qu'efficace et cette plateforme démocratisa réellement l'usage des sources compactes au mercure dans les applications impliquant la projection d'image N&B. Le domaine d'application fut aussi rapidement étendu aux instruments scientifiques et industriels, qui firent les beaux jours de lampes comme celle présentée ci-dessous (Philips CS150W/4, 1961, Pays Bas):

Image

Ces lampes sont généralement pourvues d'un culot de type préfocus, ce qui simplifie leurs installations et remplacements dans les projecteurs, tout en garantissant la bonne position de l'arc lumineux dans le système optique. Il est aussi intéressant de noter que le brûleur quartz employé dans ces lampes est généralement plus court que les sources à double culot sans ampoule secondaire. Cela est dût au fait que les lampes monoculot sont remplis d'un gaz neutre - de l'azote en général - ce qui permet l'usage de brûleurs plus courts qui peuvent fonctionner à plus haute température sans risquer l'oxydation des amenées de courant aux extrémités. En usage à l'air libre, la présence d'oxygène impose de longues extrémités aux brûleurs afin d'en limiter la température et l'oxydation de ses parties métalliques.

Comme les lampes monoculot sont destinées à un usage en position verticale avec le culot en bas, le brûleur est souvent asymétrique, avec l'arc placé dans la partie basse afin d'assurer une température homogène de l'ampoule en quartz (i.e. à cause de la convection). La photo ci-dessous montre la CS150W/4 pendant la phase de démarrage, alors que la dose de mercure n'est pas encore entièrement évaporée. La majeure partie de ce métal est condensée dans la partie haute du brûleur, dont la température n'est pas encore homogène. Cette photo met en évidence la position extrême de l'arc. On peut aussi y voir l'épaisseur importante du quartz, qui est nécessaire afin de contenir la forte pression de mercure à haute température.

Image

Philips optimisa aussi ses lampes pour un rendement optique maximum dans les systèmes de projection et une particularité intéressante de certaines CS est la position excentrée du brûleur, qui permet un meilleur contrôle de la lumière émise.

Image

La popularité de ce types de source fit qu'un certain nombre de fabricants proposèrent ces lampes dans des versions diverses et variées. Il faut cependant noter que quasiment toutes furent conçues pour un fonctionnement en courant alternatif afin de simplifier l'alimentation électrique - et aussi par ce que les systèmes optiques utilisés alors ne nécessitaient pas les performances photométriques des arc à courant continu.

La lampe présenté ci-dessous est une Westinghouse SAH 250 A de 1970, produite aux Etats Unis et destinée pour un usage en courant alternatif du fait de ses électrodes symétriques. Cette entreprise proposa aussi une variante à électrodes asymétriques pour systèmes à courant continue, la SAH 250 B.

Image

On peut voir que cette lampe a la partie basse (à gauche) de son brûleur recouverte d'une couche de platine, qui sert d'écran thermique afin de maintenir la température aussi élevée que possible en compensation de la position centrale de l'arc.

Bien que l'addition d'une ampoule en verre supplémentaire simplifia l'usage des sources au mercure à arc court, leurs dimensions élevées et la distance imposée entre l'arc et les éléments optiques limita grandement le rendement réalisé dans les systèmes de projection. Il en résulta que l'usage de ces lampes déclina fortement durant les années 70 au profit des brûleurs à double extrémités et de faible puissance qui permit la réalisation de systèmes compactes à fort rendement pour un usage surtout en instrumentation scientifique (microscopie, etc.).

Dans mon prochain post je traiterai de sources qui eurent plus d'impacte dans le domaine de la projection cinéma: les lampes à arc capillaire!

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Message » sam. 11 juil. 2015 - 16:16

Très intéressant cet historique.
Vivement la suite ! (avec plein de photos) :D
Merci

(J'ai une question bête : le double sertissage de maintient sur l'ampoule interne de la Philips ne risque pas d'arquer en cas de défaut ?)

Photon

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Message » dim. 12 juil. 2015 - 15:04

La question n'est pas bête car cette observation est plutôt bien vue. Le risque d'arc entre les deux supports rapprochés dans la CS150W/4 est très limité car d'une part la tension d'amorçage de la lampe est de l'ordre de un kilovolt, et d'autre part l'atmosphère d'azote dans l'ampoule est très difficile à ioniser dans la gamme de potentiel appliqué aux bornes du brûleur. Cela empêche donc la formation d'arc, même dans le cas improbable où le contenu du brûleur viendrait à se répandre dans le volume de l'ampoule. Il faut aussi noter que contrairement aux lampes à double culots, ces sources monoculot ne sont pas conçues pour un réamorçage à chaud, qui nécessite normalement dans les 50-70 kV.

Avant de passer aux lampes à arc capillaire, j'ai oublier d'indiquer qu'il existe aussi une classe très particulière de lampe au mercure à arc court: les sources mercure-xénon. Il s'agit de lampes similaires aux sources employées en projection cinéma, à l'exception du fait qu'une dose de mercure est introduite afin de produire plus de rayonnement UV pour des applications telles que la lithographie, qui implique une forme de projection d'image. Ces lampes sont un peu plus récentes de conception et furent introduites dans les années 50. La Hanovia de 200W (USA) ci-dessous date de 1977.

Image

L'avantage d'un remplissage aux xénon par rapport à l'argon est une meilleure isolation thermique de l'arc au mercure, ce qui se traduit par un rendement plus élevé et par un spectre d'émission décalé vers les UVA - ces sources sont principalement utilisées pour la raie I du mercure à 365 nm (qui sont en fait trois raies spectrales, élargies par la forte pression et température de l'arc pour former une raie assez large) .

sylpieste

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Message » lun. 13 juil. 2015 - 12:54

Vraiment un grand merci pour tout cet historique très intéressant et pour les photos qui accompagnent le texte.
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