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Jean-Marc Petit
Tel: +33 4 76 46 49 01
Email: jean-marc.petit@comsol.fr
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Lampe à décharge aux halogénures métalliques et enveloppe céramique
Avenue Gambetta à Albi éclairée par les luminaires Aviso Thorn (lampes à Halogénures métalliques 150W). © Consortium EU-NumeLiTe (NNE5-2001-0282)
Economiser 40% d’énergie pour l’éclairage urbain
Réduire la consommation d’énergie de l’éclairage public, par exemple celui des rues, est réalisable avec des sources de lumière plus efficaces, telles que les lampes à décharge. Celles-ci améliorent à la fois la qualité visuelle, l’efficacité énergétique et la maintenance du système. Le projet européen NumeLiTe sert de cadre à un développement à l’échelle industrielle. COMSOL Multiphysics a permis à J-B. Rouffet, du Centre de Physique des Plasmas et Applications à Toulouse, d’optimiser la conception de l’enveloppe en céramique et les conditions d’utilisation. Une expérience grandeur nature est en cours à Albi depuis deux ans et donne d’excellents résultats.
Un projet européen
NumeLiTe est un projet européen de 11 partenaires de 6 pays, tant industriels qu’académiques, qui explore la mise au point d’un système d’éclairage urbain pour le XXIième siècle. La conception des lampes a ainsi été étudiée au CPAT de Toulouse, les lampes fabriquées par GE et les déflecteurs par Thorn.
Schéma d’une lampe à décharge et distribution de température selon la géométrie (la température maximale en rouge atteint 6000K). Sur les indications obtenues en simulation, le renforcement de zones précises a permis de doubler la durée de vie des lampes.
La mise au point et l’industrialisation des lampes à décharge nécessite la réduction de plusieurs faiblesses initiales, liées à une meilleure définition de l’alimentation électrique et à l’apparition d’instabilités de l’arc électrique, du fait par exemple de résonances acoustiques, et qui réduise la durée de vie des lampes.
La simulation numérique avec COMSOL Multiphysics accélère le choix des géométries, des éléments du gaz et des paramètres d’utilisation, avec la prise en compte des processus chimiques à haute température, du transport de chaleur par conduction et convection dans un plasma, du rayonnement etc. Une simulation du fonctionnement électrique complet de la lampe est en outre rendu possible par le couplage du modèle réalisé dans COMSOL Multiphysics avec Simulink (Matlab®).
La lampe à décharge, un système complexe
Une lampe à décharge comporte deux électrodes placées aux extrémités d’une enceinte, dans une enveloppe céramique. Mercure et iodure de thallium sont les composés majoritaires du plasma confiné dans l’enceinte. La mise sous tension des électrodes provoque un arc électrique, qui rayonne de la lumière. La géométrie de l’enceinte influence fortement les propriétés électriques.Schéma d’une lampe à décharge et distribution de température selon la géométrie (la température maximale en rouge atteint 6000K). Sur les indications obtenues en simulation, le renforcement de zones précises a permis de doubler la durée de vie des lampes.
La mise au point et l’industrialisation des lampes à décharge nécessite la réduction de plusieurs faiblesses initiales, liées à une meilleure définition de l’alimentation électrique et à l’apparition d’instabilités de l’arc électrique, du fait par exemple de résonances acoustiques, et qui réduise la durée de vie des lampes.
La simulation numérique avec COMSOL Multiphysics accélère le choix des géométries, des éléments du gaz et des paramètres d’utilisation, avec la prise en compte des processus chimiques à haute température, du transport de chaleur par conduction et convection dans un plasma, du rayonnement etc. Une simulation du fonctionnement électrique complet de la lampe est en outre rendu possible par le couplage du modèle réalisé dans COMSOL Multiphysics avec Simulink (Matlab®).
Configuration
Les produits COMSOL fonctionnent sous Windows 2000/XP/Vista et sous Linux, sous Mac OS X ainsi que sur stations Sun. La version 64-bit est disponible sous Linux, sous UNIX et sous Windows XP Professional x64 / Vista. Configuration minimale du système: processeur Pentium III, 1024 Mo de RAM et une carte graphique compatible OpenGL (32Mo minimum).
Prix et disponibilité
Le tarif d’une licence monoposte de COMSOL Multiphysics est de 7995€. Le tarif du module Import CAO (formats IGES, Parasolid, SAT et STEP) et des modules optionnels (formats Pro/E, CATIA, VDA-FS et Inventor) débute à 1995€. La licence est perpétuelle et inclut 12 mois d’accès au support technique personnalisé et aux mises à jour; tarifs spéciaux pour l’éducation et la recherche. Tous les détails sur les produits et leur distribution sur www.comsol.fr.
La famille de produits COMSOL
Bien conçu, rapide, facile à utiliser, COMSOL Multiphysics répond aux défis de la simulation multiphysique. Résoudre des modèles complexes de plus de 10 millions de degrés de liberté, coupler arbitrairement n’importe quelle équation, modifier à loisir les modes d’application prédéfinis, tout en restant transparent à l’utilisateur : voici ce que nous proposons pour répondre aux défis de l’innovation des procédés et des produits.
La société COMSOL
Fondée en 1986, la société COMSOL est présente en Europe et en Amérique du Nord au travers de plus de quinze filiales, dont la France depuis 2002. Elle se développe activement dans le monde entier.
