L'abondance et l'accessibilité des produits pour notre génération occultent énormément les difficultés vécues à des époques plus primitives. Il y a à peine cent ans, la technologie était loin d'être celle que l'on connaît aujourd'hui. Des pionniers ont alors su se forger une place et mettre leurs idées en œuvre. Voici donc pourquoi il est important de souligner les efforts de tous ces gens! Cette recherche portera plus particulièrement sur Werner von Bolton, chercheur infatigable, qui découvrit une nouvelle façon de s'éclairer grâce au fil de tantale. Les grandes lignes de cette recherche sont basées sur la biographie de von Bolton, sur ses découvertes, en particulier le tantale, avec en conclusion les conséquences qu'elles ont entraînées.
Werner von Bolton naquit en 1868 à Tiflis, en Russie. C'est à vingt ans qu'il commence ses hautes études à l'École technique supérieure de Berlin. Par la suite, il entreprend des études aux universités de Berlin et de Leipzig. En 1895, il termine sa thèse de doctorat. Engagé par la firme Siemens en 1896, il fait ses preuves dans le domaine de la physico-chimie. Le directeur de ce laboratoire, Wilhelm von Siemens, pleinement confiant en ce jeune docteur, lui confia la tâche de trouver un métal, parmi les métaux rares, capable de remplacer le filament de carbone dans les lampes électriques.Les longues années de recherche de Werner von Bolton lui portèrent fruit puisque sept ans plus tard, il réussit à mettre au point une ampoule à filament de tantale. C'est le 28 septembre 1903 qu'un brevet pour la lampe de tantale, de l'entreprise Siemens et Halske à Berlin, fut déposé. Un événement popularisa cette lampe, qui connut son essor à travers le monde: l'exposition «Le lin de feu» à Berlin, alors que tous les yeux étaient rivés sur ces lampes du futur. C'est ainsi que la lampe de tantale traversa l'océan pour vivre sa pleine expansion aux États-Unis. Mais, déjà à la fin de 1905, «un Autrichien, Alexander Justt, réussit à agglomérer la poudre de tungstène pour réaliser un filament pouvant être porté à très haute température sans être détruit rapidement». En 1907, Bolton travailla encore quelque temps dans son laboratoire de chimico-physique, à la firme Siemens, et rendit l'âme en 1912, à l'âge de 44 ans, à Berlin.
L'éclairage au carbone était, avant le début du vingtième siècle, la façon la plus moderne de s'éclairer. La lueur produite par ce filament était rougeoyante et faible, et ce filament n'était efficace que pour seulement une quarantaine d'heures. Dès 1896, avec le consentement de son supérieur, Wilhelm von Siemens, Bolton mit en œuvre ses idées de réinventer le filament de carbone par un métal plus résistant. Après sept ans d'échecs et de trouvailles, il réussit à rendre le tantale à l'état pur. Le tantale est un métal rare dont la fusion advient à 2 996 degrés Celsius. Par la suite, il réussit à faire fondre ce métal à l'état pur dans le four Vakkum-Lichtbogenofen à l'aide d'électrodes de nickel refroidies par l'eau. Tout ce procédé servait à la fabrication d'un filament de tantale durable.
Une fois le processus terminé, on a pu facilement remarquer tous les avantages que possédait cette lampe de tantale: une durée de combustion plus élevée, avec environ 600 heures d'éclairage de plus que toutes les autres lampes précédentes, une plus grande luminosité et une plus faible consommation d'énergie électrique que la lampe au carbone.
Grâce au temps et aux efforts que Bolton combina tout au long de ses recherches, la lampe de tantale fut hautement commercialisée. Elle bouleversa la technologie de l'éclairage encore plus que ne l'avaient fait les lampes au carbone et à l'osmium. Même avec une popularité immédiate comme l'a connue cette lampe, elle ne s'imposa tout au plus qu'une décennie sur le marché. Bolton ayant ainsi relancé et réinventé le domaine de l'éclairage, on a vu un essor rapide des recherches importantes sur les lampes à filament métallique. Cela explique bien pourquoi la lampe à filament de tungstène apparut si vite après la médiatisation de la découverte de Bolton. La lampe au tungstène favorisera la production de masse de l'ampoule et entrera dans la révolution industrielle en installant des chaînes de fabrication de lampes électriques dédiées à l'usage domestique. Aujourd'hui, la transformation du tantale s'est divisée en plusieurs champs, ce métal étant maintenant utilisé dans les matériaux d'outillages chirurgicaux, dans les pointes de stylographes, dans les fusées et les avions supersoniques, ainsi que dans une dizaine d'autres usages. Bref, le tantale est devenu au fil des années un métal polyvalent à usage courant.
Bien que Werner von Bolton n'eut qu'un très court temps de gloire, il a réussi à faire allumer les autres scientifiques sur le besoin d'un meilleur éclairage à coûts moindres. Il s'est démarqué en tant que chercheur avec des concepts originaux et des découvertes importantes. Toujours en quête de performance, «la recherche du rendement a conduit à développer de nouvelles générations de lampes comme les lampes à atmosphère d'argon, d'azote et les lampes «à iodes»». Et vous, comment imaginez-vous l'éclairage du futur?
Bibliographie
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Recherche : Geneviève Ross, Centre le Goéland, Sherbrooke (Québec), CANADA.
Validation du contenu : Marc Richard
Révision linguistique : Béatrice Migneault
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