Dictionnaire du Cinéma 2001Éd. 2001
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SOURCES DE LUMIÈRE (suite)

En projection, les lampes à incandescence ne sont pas assez puissantes — même aujourd'hui — pour fournir une image lumineuse sur grand écran. Dès les débuts du cinéma, et jusque dans les années 60, on eut recours à l'arc à charbons. (Pendant un temps, on se servit aussi de lampes à chalumeau, rapidement prohibées après le tragique incendie du Bazar de la Charité, provoqué par une manœuvre malheureuse de rechargement en éther du chalumeau.) L'arc à charbons est aujourd'hui abandonné et remplacé par la lampe au xénon.

Sources incandescentes, sources à décharge.

Le cinéma — comme l'éclairage domestique ou public — fait appel à deux grandes familles de sources lumineuses.

Les lampes à incandescence, de même que le Soleil, relèvent de la famille des corps qui émettent de la lumière parce qu'ils sont portés à température élevée. La quantité de lumière émise croît très vite avec la température, et toutes les radiations visibles possibles sont présentes dans cette lumière mais avec une répartition qui dépend de la température : vers 3 000° (lampes à incandescence), on trouve surtout du rouge, peu de vert, moins encore de bleu ; vers 6 000° (température apparente du Soleil), rouge, vert et bleu sont à peu près également représentés ; au-delà, le bleu domine. La température de couleur de ces sources n'est autre que la température d'une source « idéale » ( TEMPÉRATURE DE COULEUR) offrant une lumière de même aspect visuel ; elle s'exprime en degrés Kelvin (K), c'est-à-dire en degrés usuels augmentés de 273 ; pour les lampes à incandescence, elle est très voisine de la température du filament. (En toute rigueur, on ne doit plus parler de « degrés Kelvin » mais de « kelvins ».)

Dans l'autre grande famille, qui est notamment celle des tubes fluorescents, l'émission lumineuse est provoquée par une décharge électrique dans un gaz. Ici, seules sont émises quelques radiations précises, caractéristiques du gaz. Comme on ne peut plus assimiler cette lumière à celle de la source « idéale » évoquée plus haut, la notion de température de couleur n'a, en principe, plus de sens. Toutefois, si la lumière émise procure le même effet visuel (ou photographique) que celle d'une source incandescente, on lui attribuera la même température de couleur, étant entendu que ce raisonnement par analogie doit être manié avec circonspection.

L'arc xénon, tout comme l'arc à charbons, est une source à décharge qui provoque un important échauffement local : en pratique, c'est une source de type intermédiaire.

Notre sens de la vision inclut un système d'adaptation qui nous permet de percevoir à peu près correctement la couleur « objective » des objets quelle que soit la température de couleur de la lumière qui les éclaire. ( COULEUR.) Les films n'ont pas cette capacité : ils ne restituent correctement les couleurs que pour une température de couleur donnée, celle pour laquelle ils sont « équilibrés ». (En pratique, l'étalonnage permet un certain rattrapage.) L'amateur dispose de films « lumière du jour », équilibrés pour l'éclairage naturel par temps ensoleillé, et de films « lumière artificielle », équilibrés pour 3 200 K. Le professionnel ne connaît que des films équilibrés pour 3 200 K, mais des filtres de conversion ( TEMPÉRATURE DE COULEUR) lui permettent de s'adapter à d'autres températures de couleur.

La lampe à incandescence.

Depuis son invention par Edison, il y a un siècle, la lampe à incandescence fonctionne sur le même principe : un filament, chauffé par un courant électrique, est porté à une température suffisamment élevée pour que le rayonnement émis, centré sur l'infrarouge (90 % d'infrarouge), contienne une quantité appréciable de lumière visible.

Pour l'éclairage domestique, où l'on favorise la durée de vie (environ 1 000 heures), la température de couleur étant limitée à 2 900 K environ. Satisfaisante pour l'œil, la lumière émise est trop pauvre en vert, et surtout en bleu, pour procurer un rendu photographique satisfaisant. Pour les lampes de prise de vues, la température de couleur fut portée à 3 200 K, la durée de vie étant alors limitée à une centaine d'heures. Ces types de lampe à incandescence furent pendant longtemps, dans des puissances allant jusqu'à 5 kW, l'outil de base de l'éclairage artificiel de prise de vues.

La lampe à cycle d'halogène.

Apparue il y a une vingtaine d'années, la lampe à cycle d'halogène, communément appelée « lampe à iode » ou « lampe à quartz », améliore notablement la lampe à incandescence.

On ajoute ici dans l'ampoule en quartz une petite quantité de gaz (iode, brome) de la famille chimique des « halogènes ». Au voisinage de la paroi, ce gaz se combine avec le tungstène évaporé pour former un « halogénure de tungstène » gazeux, chimiquement instable, qui se redécompose au-delà de 2 000° en ses constituants d'origine. Ce processus compense la vaporisation du tungstène sur l'ampoule ce qui accroît la durée de vie de l'ampoule. Le quartz entraîne certaines contraintes de manipulation : il faut éviter de toucher l'ampoule avec les doigts, la sueur amorçant une dévitrification du quartz. En revanche, la taille réduite permet de réaliser des appareils d'éclairage de dimensions, et donc de poids, eux aussi réduits.

En raison de son efficacité supérieure, la lampe à cycle d'halogène se substitue progressivement, pour la prise de vues, à la lampe à incandescence traditionnelle, tout comme pour l'éclairage domestique.

Les lampes à décharge.

Le type le plus connu de cette famille est le tube fluorescent. C'est un tube dans lequel, après avoir fait le vide, on introduit une gouttelette de mercure, dont une petite partie se vaporise. Si l'on applique une tension électrique suffisante entre les deux électrodes situées aux extrémités du tube, une décharge électrique apparaît entre ces électrodes. Sous l'effet de cette décharge, les atomes de mercure vaporisé émettent, en proportions variables selon la pression, certaines radiations caractéristiques : ultraviolettes, violette, bleue, verte, jaune. La paroi du tube, garnie intérieurement d'un revêtement fluorescent, réémet des radiations visibles. Les tubes fluorescents présentent un double avantage : une efficacité lumineuse trois fois plus élevée que celle des lampes à incandescence traditionnelles, et deux fois plus élevée que celle des lampes à cycle d'halogène ; une durée de vie qui se compte en milliers d'heures. En revanche, ils nécessitent — comme les autres lampes à décharge — un dispositif d'amorçage et de stabilisation, le plus souvent disposé dans le socle du tube.