LA GRADATION « TRAD »

Les lampes traditionnelles, résistives, produisent leur lumière par augmentation de la température du filament. La modification du flux lumineux s’obtient par variation de la tension moyenne d’alimentation de la source.

Le principe de cette gradation a été découvert dès 1890 par Granville Woods, un brillant inventeur afro-américain, ingénieur en mécanique et électricité à l’origine de plus de 50 brevets, dont des solutions de télécommunication. Le principe de gradation à angle de phase qu’il a imaginé a été mis à profit dans le spectacle à partir des années 1960 pour modifier l’intensité lumineuse des lampes à incandescence et halogènes.

Ce système, appelé également « commande par angle de phase », consiste, en conservant la fréquence initiale d’alimentation (50 Hz pour le secteur en Europe), à permettre le passage du courant sur des parties plus ou moins longues de chaque demi-période  1 . Plus on autorise tôt le passage du courant, plus la puissance qui circule, et donc le flux lumineux, est élevé, et inversement. Cette variation du rapport cyclique entre alimentation et extinction permet une gradation de 0 à 100 % de la lumière.

La fréquence de 50 Hz est suffisamment élevée pour que les périodes d’allumage et d’extinction de la lampe soient indécelables par l’œil humain. Elles se retrouvent intégrées par la persistance rétinienne de notre œil. Selon la loi de Ferry- Porter, le seuil critique de fusion du papillonnement permettant de percevoir  un visuel continu est de 1/25e de seconde, soit 40 ms. Ce qui correspond précisément à notre fréquence de « hachage » de la tension d’alimentation de 50 Hz, chaque demi-période. Si on ajoute dans l’équation l’inertie thermique du filament, les conditions sont réunies pour que l’on ne distingue aucun scintillement.

LA TECHNOLOGIE DU GRADATEUR TRADITIONNEL

D’un point de vue électronique, on utilise le triac, un interrupteur statique, constitué de semi-conducteurs. Les gradateurs historiques sont bruyants. Un grésillement du triac accompagne celui du filament du projecteur dès que l’on diminue le flux lumineux. Ce bruit est dû à la forme de l’onde, faite de la succession de brusques mises sous tension, lesquelles occasionnent des interférences électromagnétiques ainsi que des oscillations du filament. Les gradateurs ont donc progressivement été équipés de filtres, qui réduisent les interférences mais dégagent beaucoup de chaleur et nécessitent une ventilation.