La science du gaz néon
La science du gaz néon est étonnamment simple : le gaz néon a été découvert en 1898 par William Ramsay et Morris Travers lorsqu’ils l’ont isolé dans leur spectomètre atomique. Ils ont immédiatement découvert la couleur rouge-orange du néon lorsqu’il est chargé électriquement et lui ont donné le nom grec ancien de « nouveau » : néon. Dès lors, l’histoire du néon se développe très rapidement : en 1902, le gaz néon est vendu en quantités industrielles et en 1912, les enseignes au néon commencent à apparaître comme des panneaux publicitaires accrocheurs à Paris.
Comment fonctionnent les néons ?
Le néon appartient aux gaz nobles, avec l’hélium, l’argon, le krypton, le xénon et le radon. Ensemble, ils constituent le groupe 18 du tableau périodique. Les gaz nobles sont connus pour leur propriété d’être très peu réactifs : c’est parce qu’ils ont tous une coquille externe complète d’électrons, ils sont donc complètement stables.
Cela signifie que le néon est incolore, inodore et inerte à température ambiante, il est donc également sans danger. Il est présent naturellement dans l’air que vous respirez et même dans l’exosphère de la lune. Dès que vous l’isolez en plus haute densité (c’est là qu’intervient le tube de verre) et que vous lui appliquez une tension électrique modérée, il devient réactif et brille.
Les lampes au néon sont donc composées d’un tube de verre scellé contenant une petite quantité de gaz néon. A chaque extrémité du tube se trouve une électrode, ce qui permet de connecter le tube à une source d’énergie électrique et de créer un circuit électrique. Une fois que la tension électrique est appliquée aux atomes de néon, l’énergie retire un électron de la coquille externe de l’atome – ayant perdu une électrode à ce moment-là, les atomes de néon sont chargés positivement et sont attirés par la borne négative, tandis que les électrons uniques sont attirés par la borne positive.
Ce mouvement des atomes et des électrodes est à l’origine de la production de lumière : lorsque les atomes se heurtent les uns aux autres et que les électrodes libèrent de l’énergie sous la forme d’un photon, de la lumière et de la chaleur sont produites.
Les électrodes de chaque gaz noble libèrent une longueur d’onde de photons spécifique et caractéristique, qui détermine la couleur dans laquelle le gaz brillera – le néon par exemple brille en rouge/orange.
La couleur du néon est strictement rouge orangé, dans sa forme pure et dans un tube en verre transparent, il fait la couleur rouge classique. Toutes les enseignes au néon qui ne sont pas en rouge classique, ne contiennent pas réellement le gaz néon. Chacun des gaz nobles brille dans sa propre couleur lorsqu’il est exposé à une haute tension ; par exemple, l’hélium devient rose, le krypton brille en jaune/vert, le xénon brille en bleu lavande et l’argon en bleu clair. Le radon est le seul gaz noble qui ne réagit pas à l’électricité en s’illuminant en couleur, et est donc le seul gaz noble qui n’est jamais utilisé dans les enseignes au néon. Aujourd’hui cependant, toutes les couleurs, à l’exception du rouge classique, contiennent en fait de l’argon. En effet, l’argon est le gaz qui nécessite le moins d’apport électrique pour réagir et qui utilise donc le moins d’énergie de tous.
Le spectre plus large des couleurs des néons est obtenu en utilisant différents types de revêtement pour le verre employé pour les tubes : c’est pourquoi les tubes néons sont le plus souvent blancs lorsqu’ils sont éteints, ou parfois teintés. Ainsi, si le rouge classique et le bleu classique sont faits de verre transparent et respectivement de verre au néon et à l’argon, toutes les autres couleurs sont obtenues en manipulant le verre soit avec des poudres fluorescentes (comme pour les néons roses, violets ou verts), soit en colorant réellement le verre (pour l’orange, le bleu de cobalt et le rouge rubis), plutôt que le gaz.
L’entrée électrique requise pour les enseignes au néon, c’est-à-dire votre enseigne » ouverte » typique, est d’environ 90 watts, ce qui la rend en fait plus efficace en termes de consommation d’énergie qu’une ampoule fluorescente. En outre, les néons durent généralement environ 10 ans, après quoi il suffit de les recharger en gaz.
Intéressant, les utilisations alternatives du néon sont les tubes à vide, les tubes de posemètres, les tubes de télévision et autres, bien que son utilisation la plus intéressante et sans tube doive probablement être la cryogénie : la congélation de cadavres pour les conserver, en espérant qu’à l’avenir nous aurons développé la technologie médicale nécessaire pour les ranimer. Dans le cinéma et l’art, le néon a continuellement été associé au futurisme au cours des 100 dernières années – on pourrait dire que le néon est l’un de ces cas où la science du néon s’avère en fait fournir la preuve d’une perception culturelle apparemment infondée.