Les MOTS du PLATEAU

Tungstène...
est le nom d'un métal appelé aussi Wolfram (symbole : W) ; du suédois tungsten : "pierre lourde" (ancien symbole : Tu). De couleur blanc d'étain, sa densité est très élevée : 19,3. Très réfractaire, il a la température de fusion la plus élevée parmi les métaux : 3 380°C (le Fer : 1 540°C). Sa masse atomique est 183,04, et son classement atomique 74. Sur un tournage on ignore ou on oublie bien vite ces données scientifiques pour ne conserver le nom de Tungstène que pour qualifier un type d'éclairage dont la source est effectivement le tungstène qui compose le filament des ampoules, mélangé à de l'oxyde de thorium (Th) et porté à incandescence par le passage du courant électrique. Pour le cinéma, son nom est historiquement associé à la Lumière Artificielle au sens photographique, lié à la couleur. Le filament est porté au maximum de 2 927°C ce qui correspond à 3 200 K, cette donnée scientifique donnera le repère de colorimétrie fixé pour la prise de vue en couleur.

Les ampoules avec filament de tungstène sont introduites sur les plateaux, progressivement, à partir de 1910. Leur filament permettra un éclairage qui avoisinera 2 800K, sans problème pour les films noir et blanc. Elles mettront de nombreuses années à remplacer, en studio, les tubes au mercure et les arcs (nus) dont le rendement lumineux est très supérieur, malgré le grave danger des rayons ultra-violets qu'ils produisent. L'inconvénient majeur du tungstène pour l'éclairage est que son filament "perd" progressivement ses molécules qui se déposent sous la forme de noir de fumée sur la paroi intérieure du bulbe de l'ampoule. Pour remédier à ce problème, les fabricants d'ampoules introduiront dans le bulbe de la limaille de fer. Ces petites particules abrasives permettront de gratter le noir déposé sur le verre. Les électriciens feront un nettoyage régulièrement en effectuant une rotation répétée avec les ampoules à la manière de joueurs de maracas ! Cette toilette, au bruit caractéristique, permettait de récupérer au mieux le rendement des ampoules de grande puissance (5, 10 et 20 KW). Dès 1918, on introduisit des gaz rares inertes pour ralentir ce noircissement (Krypton, Argon, Azote...).

L'adoption progressive du film en couleur imposera une augmentation de la température du filament de tungstène, qui sera porté à 2 927°C pour une colorimétrie de 3 200K. Dès 1953, les fabricants fournissent ces nouvelles ampoules aux studios. Les ampoules des salles de spectacle resteront très souvent à 2 800K (avec une plus longue durée de vie et un rendu un peu plus "chaud"). Le verre des ampoules tungstène est ordinaire et ne nécessite aucune précaution particulière. Certaines ampoules, souvent appelées Photo Floods, seront "poussée" à 3 400K (en limite des performences du filament !). Les projecteurs à filament de tungstène étaient l'équipement ordinaire des studios, bien que les arcs, avec des charbons adaptés à la lumière artificielle, servaient de base de direction de lumière sur les grands décors.

En 1959, le chercheur Edward G. Zubler - qui travaille pour Genaral Electric - met au point les ampoules Tungstène Halogène (TH). Il améliore considérablement le rendement des ampoules en introduisant des halogénures (sels ou esters contenant des halogènes, sels de métaux : Brome, Fluor, Chlore ; et des di/iodes de bromure de Méthyle et dibromure de Méthylène). Les molécules de tungstène sont "régénérées" par l'halogène, elles se déposent sur le verre puis refroidissent et se redéposent sur le filament (tout cela pendant que l'ampoule est allumée). Comme elles reviennent sur le filament de façon aléatoire, à n'importe quelle place, il se produit des points de faiblesse qui finissent par produire une rupture (c'est la mort de l'ampoule). Mais ce cycle (qui s'effectue à 650°C) permet une plus importante durée de vie, une lumière plus forte et plus blanche qui garde (presque) sa qualité jusqu'à la fin (sans noircissement). Cette amélioration s'accompagne d'une réduction du bulbe lui-même qui engendrera de nouvelles carrosseries de projecteurs, plus compactes. L'utilisation de l'ampoule avec un variateur de tension (dimmer ou résistance) annule le procédé de régénération du filament si celui-ci n'est pas assez "chaud". On épargne alors l'ampoule en ne lui infligeant pas un allumage trop brusque mais on réduit le renouvellement du filament si la tension reste trop faible, et donc la température trop basse (toute proportion gardée !).

Le verre de ces ampoules performantes est fait de Quartz - ou de Vycor (96% de Silice) - qui supporte des températures très élevées. Il ne faut jamais tenir une ampoule tungstène halogène à main nue, ni avec un gant en cuir, l'une comme l'autre déposerait une petite quantité de matière minérale alcaline qui en "cuisant" provoquerait la porosité du verre, en favorisant rapidement l'introduction de l'air dans l'ampoule, suivie de la mort de celle-ci ! Parfois en explosant ! Un chiffon propre et sec, un mouchoir en papier peuvent servir à manipuler l'ampoule. Si par mégarde on pose les doigts dessus, il est prudent de passer un peu d'alcool sur le verre pour effacer la trace. Cette remarque s'applique aussi aux ampoules H.M.I. faites également de Quartz. Malgré le réel progrès de ces ampoules halogène leur rendement n'en reste pas moins encore très faible, puisqu'environ 95% de l'énergie dépensée part en chaleur ! Laissant 5% pour la lumière ! (10 à 25 lm/watt).

Le filament « meurt » souvent à l’allumage du projecteur. Comme tous les métaux, le tungstène est moins résistant à froid. L’intensité du courant est 10 fois supérieure à sa « normale » pendant 1/6e de seconde à l’allumage, les parties les plus affaiblies du filament sont alors portées à une température supérieure à ce qu’elles peuvent encaisser, la réduction de l’épaisseur du filament provoquant une augmentation de la résistance. Par un joli et dernier flash, l'ampoule finit sa vie ! Le projecteur a beau être contrôlé avant le départ chez le loueur, sa première utilisation sur le plateau peut parfois produire un bel éclair de fin de vie ! C'est la "loterie" pour ce type d'ampoule, celui qui a la malchance qu'elle finisse "entre ses mains" devra la payer. Seule l'ampoule tungstène de 20 kW sera facturée à l'aide d'un compteur horaire équipant le projecteur (comme la plus rare 24 kW - les deux plus puissantes du marché). Les ampoules tungstène mortes ne sont pas recyclées, elles sont à déposer avec les ordures ménagères.

La fabrication d'ampoules domestiques tungstène (simple / sans halogène) est arrêtée (retrait du marché entre 2009 et 2012, étalé suivant les puissances). Dans le commerce on peut trouver des ampoules dites "double enveloppe". L'ampoule quartz est incluse dans une ampoule en verre ordinaire qui peut être manipulée à mains nues (une fois refroidie !).

Pour le spectacle (et donc le cinéma et la télévision) les fabricants continuent à proposer des ampoules Tungstène et Tungstène Halogène, mais également des ampoules Double enveloppe. Il existe deux types d'ampoules tungstène qui peuvent être associés (approximativement) à la lumière du jour, grâce à un bulbe teint en BLEU : la RFL 500W Bleue E27 et la Photolita Bleue 250W E27. D'autres sources peuvent aussi produire de la Lumière Artificielle : les tubes FLUOs en 3 200K et 2 900K, les LED, dont certaines avec réglage de la colorimétrie, et les lampes à décharge (système HMI) STUDIO 3 200.

Le filament de tungstène permet des variations de température de couleur lorsque l'alimentation du projecteur qu'il équipe passe par une résistance (variateur / dimmer). En réduisant l'intensité du courant, on peut faire "descendre" la colorimétrie ce qui provoque un "réchauffement" de la lumière. En modulant cette alimentation de façon aléatoire et rapide, par des montées et des descentes d'intensité, on peut obtenir des effets d'éclairage particuliers : Flammes, feu de cheminée, incendie...

Le tungstène permet une restitution intégrale des couleurs pour une prise de vues réglée sur 3 200 K (ou avec une pellicule de type Lumière artificielle). Toutes les nuances de couleurs sont représentées à 100%. Avec la lumière solaire, le tungstène est le seul moyen d'atteindre un rendu à 100% parfait - (jusqu'à ce jour, en 2019).

La carrosserie des projecteurs équipés d'ampoules tungstène halogène se rétracte après leur extinction. Des cliquetis sonores se font entendre pendant le refroidissement. Lorsqu'un projecteur doit être éteint juste avant une prise de vues avec prise de son, ce bruit parasite peut empêcher le bon enregistrement du son. Lorsque la prise de vue est terminée et que l'on souhaite faire un son seul (sans la caméra) il est important de laisser tous les projecteurs allumés, pour éviter de devoir attendre le refroidissement et le silence complets.

Les projecteurs tungstène sont très "énergivores" ! Ce sont les plus gros "consommateurs" d'électricité ; le dégagement de chaleur qu'ils poduisent est toujours un problème, tant pour les maquillages que pour la température ambiante du plateau qui peut atteindre plus de 45°C en passerelles ! Les gélatines positionnées devant les projecteurs subissent une dégradation rapide due à la forte chaleur. Lorsque les pellicules demandaient une quantitée de lumière énorme, du fait de leur très faible sensibilité, les sources tungstène étaient alignées les unes à côté des autres dans les studios, sur des dizaines de mètres, telles des chaudières ! La profession de doublure lumière fut créée pour remplacer les acteurs et actrices pendant les mises en place et les répétitions. Le but n'était pas de leur éviter du travail, mais seulement de préserver le maquillage jusqu'au moment de la prise de vues. De plus, le temps occupé par les "départements beauté" : maquillage, coiffure et costumes, ne retardait pas le tournage grâce aux doublures lumière qui restaient au service de la technique sur le plateau.

Avant l'arrivée des HMI (début des années 70), on utilisait les arcs pour se marier avec la lumière naturelle (Lumière du Jour), mais ces équipements lourds et chers étaient très modestement remplacés par le "tungstène gélatiné" sur les productions les moins riches. Les projecteurs de lumière artificielle (3 200K) étaient filtrer par une gélatine bleue (CTO Full) pour transformer leur lumière en lumière du jour (approximativement), le passage au travers du bleu faisait perdre environ 60% du rendement ! Mais la consommation électrique restait la même et la chaleur également.