L'obsolescence programmée : exemple de l'ampoule

[Philippe Raybaudi]

L'obsolescence programmée n'est peut-être pas celle à laquelle vous pensez. Le bon vieil exemple de l'ampoule à incandescence est présenté ici en détail pour justifier que la durée de vie limitée des ampoules était en fait à l'avantage du consommateur...

On peut tout d'abord voir quelques notions autour de l'obsolescence programmée, de façon générale avant de s'intéresser plus particulièrement à l'obsolescence programmée de l'ampoule à incandescence et un peu de conception des produits industriels.

Définitions autour de l'obsolescence programmée
L'obsolescence technique

L'obsolescence technique désigne un type d'obsolescence où une partie du produit ne fonctionne plus et que cette partie est essentielle et n'est pas remplaçable. Dans le même thème, l'obsolescence indirecte survient quand les pièces de rechange ne peuvent être plus être achetées. Cela peut être le cas de téléphones portables qui fonctionnent mais dont on ne peut plus acheter le chargeur.

Dans ce cas, on le trouvera (à moindre frais !) sur des sites de ventes aux enchères ou de produits d'occasion sans problème. Cela contribue à une démarche écologique et vous fera de plus économiser de l'argent.
L'obsolescence esthétique

Il arrive que certains fabricants proposent rapidement de nouveaux produits dotés de nouvelles fonctions et options, rendant ainsi obsolètes les gammes précédentes. L'obsolescence esthétique concerne ainsi le domaine de la mode. De même, chaque année, de nouveaux vêtements sont proposés, rendant ainsi ceux qui n'ont qu'un an "old fashioned". Mais cela peut être le choix des croqueurs et croqueuses de shopping. Dans ce cas, l'obsolescence programmée est parfaitement assumée et non pas subie.

Pour celles et ceux qui n'attachent pas d'importance à être habillés ou meublés dernier cri, il existe de nombreuses possibilités d'acheter d'occasion ou d'échanger des biens déjà utilisés en leur redonnant une seconde (ou troisième...) vie. Là encore, on peut y voir une démarche écologique et économique à la fois.

Péremption planifiée, une forme d'obsolescence programmée bien connue

Nous connaissons toutes et tous les produits fabriqués avec une date de péremption. A partir de cette date, les produits sont annoncés comme "périmés" ! Il s'agit en fait principalement des aliments et des boissons, mais aussi les produits pharmaceutiques et cosmétiques.

Obsolescence programmée et théorie du complot

Lorsqu'on entend parler d'obsolescence programmée, il s'agit souvent de personnes qui ne participent pas à la conception des produits et qui relayent des informations lues ou entendues, et issues de sources plus ou moins (peu) fiables.
Public intéressé par l'obsolescence programmée

Il est intéressant d'observer quels sont les personnes qui parlent d'obsolescence programmée et qui sont ceux qui sont réceptifs à ce sujet. L'obsolescence programmée est souvent dénoncée par des personnes qui manquent de discernement quant aux réalités industrielles et aux contraintes techniques lors de la conception d'un produit. L'obsolescence programmée est aussi un instrument pour dénoncer l'industrie et le capitalisme en général. Il s'agit alors d'une idéologie plutôt que d'une réalité des bureaux d'études d'ingénieurs.
Avantages de la théorie du complot

La théorie du complot s'insère parfaitement dans l'obsolescence programmée : il s'agit de révéler à son public une information tenue secrète et dont on détient la précieuse vérité. Voici des répliques typiques, pour briller en société, à une soirée par exemple :

"Mes ami.e.s, je vous annonce que tel modèle d'imprimante est programmé pour tomber en panne après...".

"Je vais vous dire un truc tout bête, mais vous ignorez qu'en fait..."

La théorie du complot permet de se placer implicitement dans une position de supériorité par rapport aux autres et ainsi de se valoriser. Cela flatte l'ego.
Biais cognitifs en psychologie sociale

Notre perception du monde est très subjective et il existe de nombreuses erreurs de perception qui nous incitent à de fausses croyances. Ce sont les biais cognitifs. Voici par exemple le biais de confirmation d'hypothèse.

Nous accordons naturellement une plus grande importance aux faits qui confirment nos croyances, nos préjugés, nos idées. Si nous croyons à l'obsolescence programmée et que nous connaissons quelqu'un dont un appareil est tombé en panne précocement, cela nourrira évidemment notre idée que l'obsolescence programmée sévit et frappe les consommateurs démunis et exploités. La réalité est qu'une majorité d'appareils fonctionnant bien n'attirent pas l'attention des plus critiques.

Conception des produits industriels : la durée de vie bien prise en compte

Exemple : ce produit est conçu pour durer 5 ans minimum. Non, il ne s'agit pas d'obsolescence programmée, mais plutôt d'une durée de vie minimum garantie.
Durée de vie minimale et non programmation d'une obsolescence

Lors des différentes phases de la conception de produits industriels, les bureaux d'études prennent en compte la durée de vie du futur produit, au même titre que son marché, son prix, son processus de fabrication ou les fonctions qu'il intègrera.

La durée de vie du produit est un élément à prendre en compte pour les ingénieurs. Lorsqu'on dimensionne un produit électronique, il y a un arbitrage entre le prix et la durée de vie qu'on souhaite garantir pour le produit. Dans ce cas, il ne s'agit pas de programmer une obsolescence au sens déterminer une durée de vie au delà de laquelle le produit ne fonctionnera plus (par exemple : "Ce produit s'auto détruira au bout de 100 utilisations"). La durée de vie que l'on vise est une durée de vie minimale. Au delà, le produit peut encore fonctionner longtemps. Le consommateur pourra encore utiliser le produit, s'il le souhaite.
La durée de vie des condensateurs chimiques

En électronique, la durée de vie d'un condensateur chimique dépend de la température et du courant efficace qui le traverse (courant d'ondulation). Pour respecter une durée de vie maximale, plusieurs paramètres sont à prendre en compte :

- température : chaque fois que la température ambiante augmente de 10 degrés, la durée de vie est réduite de 50%.

- courant efficace d'ondulation : le courant d'ondulation affecte la durée de vie à cause de l'échauffement interne du condensateur. Plus le courant efficace est élevé, plus faible sera la durée de vie du condensateur.

Lorsqu'on répare des cartes électroniques d'alimentation, on constate que les condensateurs chimiques sont souvent source de panne. Cela engendre des appareils qui ne s'allument plus ou qui s'éteignent quelques secondes après leur mise en marche : alimentations d'ordinateur, écran plats, téléviseurs, vidéoprojecteurs.

Réparer soi-même les appareils électroniques

Les réparateurs en électronique sont souvent confrontés à ce type de panne et la réparation ne coûte pas bien cher (quelques euros de composants tout au plus). De nombreux articles sur Astuces Pratiques présentent des réparations à faire soi-même dans ce domaine. Il ne s'agit pas là d'obsolescence programmée mais de pannes liées à une durée de vie calculée de façon trop juste par des fabricants ou encore au hasard statistique des défaillances ou au vieillissement inévitable des appareils plus anciens (faux contacts, oxydation de connecteurs, etc).

Sur les forums, on lit de nombreux témoignages d'utilisateurs insatisfaits de leurs appareils qui ont rendu l'âme. La critique est facile et on n'entend souvent que les mécontents. Et on oublie tous celles et ceux qui sont parfaitement satisfaits de leur achat et qui ne prennent pas de temps pour l'exprimer sur les forums.

De la même façon, les garagistes ne voient que des voitures qui présentent des pannes et les médecins ne voient que des gens malades.

Le pourcentage de pannes ne dit finalement pas grand chose sur le bon fonctionnement de votre appareil. Imaginons deux appareils avec leurs probabilités de panne sur une durée de 1 an :

- Appareil 1 : probabilité de panne : 1 %

- Appareil 2 : probabilité de panne : 0,1 %

L'appareil 1 a 10 fois plus de chances de tomber en panne, on pourrait ainsi affirmer qu'il est 10 fois moins fiable que l'appareil 2. Cependant si j'achète un des deux appareils, les probabilités qu'ils fonctionnent bien sont :

- Appareil 1 : probabilité de bon fonctionnement : 99 %

- Appareil 2 : probabilité de bon fonctionnement : 99,9 %

Entre 99% et 99,9% de probabilité de bon fonctionnement, la différence est insignifiante dans l'absolu.

Le même genre de raisonnement peut expliquer certains ressorts de la discrimination basée sur les préjugés et les stéréotypes.

Ampoule à incandescence, exemple mal compris d'obsolescence programmée

L'obsolescence programmée cite souvent l'ampoule à incandescence comme exemple. Erreur de calcul que nous allons démontrer.
Contexte d'obsolescence programmée

On cite souvent en exemple l'ampoule à incandescence et sa durée de vie limitée. L'ampoule à incandescence a progressivement été retirée de la vente depuis septembre 2009 parce qu'elle consommait trop d'énergie pour fournir trop peu de lumière. Il ne reste aujourd'hui que les ampoules à incandescence dont la fonction principale n'est pas d'éclairer : ampoules décoratives, témoins lumineux, ampoules de four (la température ambiante dans un four en fonctionnement ne permet pas l'utilisation d'une ampoule avec alimentation électronique).
La durée de vie de 1000 heures programmée

Il est exact que les ampoules à incandescence d'autrefois avaient une durée de vie fixée à 1000 heures environ. C'est une information qu'on pouvait trouver sur l'emballage. Les ampoules d'aujourd'hui (à LED, fluocompactes) présentent des durées de vie annoncées bien supérieures (souvent de 10000 heures à 50000 heures).

On raconte aussi qu'une ampoule à incandescence "brille" depuis plus de 100 ans (depuis 1901), quelque part en Californie. Il faut se demander ce que signifie "briller". Pour rendre une ampoule à incandescence éternelle ou presque, il suffit de réduire considérablement la tension électrique qui l'alimente. Lorsqu'elle rougeoie, elle ne s'use en effet pratiquement pas, mais produit très peu de lumière.

Durée de vie plus longue, moins de lumière : le mauvais choix

En réalité, malgré ce qu'on peut imaginer, l'exemple de l'ampoule à incandescence est à l'avantage du consommateur. Ce que paye le consommateur, c'est le prix de l'ampoule et les 1000 heures d'électricité consommée. L'intérêt du consommateur est de minimiser le coût total. Il y a donc un compromis entre une ampoule qui produit plus de lumière et dure moins longtemps ou l'inverse.

Étudions les chiffres concernant la physique de l'ampoule à incandescence en considérant une ampoule de 100 W et 1340 lumens.

Prix de l'ampoule à l'achat : 0,40 euro

Prix du kWh : 0,15 euro (ordre de grandeur)

Durée de vie de l'ampoule : 1000 heures (seulement ?)
Consommation sur la durée de vie de l'ampoule : 1000 heures x 100 W = 100 kWh
Prix de l'électricité consommée : 100 kWh x 0,15 euro/kWh = 15 euros

Flux lumineux produit : 1340 lumens.

Pendant les 1000 heures de la durée de l'ampoule à incandescence, elle aura coûté 15,40 euros (15 euros d'électricité + 0,40 euro)

Conclusion : il faut payer 15,40 euros pour obtenir un éclairage de 1340 lumens pendant 1000 heures. Ce qui coûte, c'est l'électricité, et non l'ampoule.

Imaginons maintenant qu'on souhaite augmenter la durée de vie de cette ampoule. Pour cela, il suffit de diminuer un peu la tension électrique à ses bornes. En effet, lorsqu'on diminue de 1% la tension d'alimentation de l'ampoule, sa durée de vie augmente de 12 à 16%. Cela semble considérable et si on souhaite voir une ampoule à incandescence devenir éternelle ou presque, il suffit de la sous-alimenter. Ainsi de l'ampoule qui brille depuis plus de 100 ans...

Cependant, lorsqu'on diminue sa tension d'alimentation, elle brille moins, et même beaucoup moins ! On pourrait imaginer qu'on se contente de cette situation, mais le but est de comparer à performance égale, c'est-à-dire un flux lumineux de 1340 lumens.

Lorsqu'on diminue de 1% la tension d'alimentation (par exemple passer de 230 V à 227,7 V) d'une ampoule à incandescence, elle brille moins fort, ce qui entraîne deux effets :

- elle consomme moins. La puissance consommée diminue de 1,5 % environ.

- la température du filament diminue et la lumière produite diminue à 3,1 à 3,4 %.

En gros, si on baisse un peu la tension d'alimentation, elle consomme un peu moins et brille beaucoup moins.

A partir de ces deux données, on peut déduire que l'efficacité lumineuse (en lumens par Watt électrique consommé) de l'ampoule diminue aussi. Ceci est dû à une baisse de la température du filament et à la physique du rayonnement du corps noir.

A partir des deux chiffres cités plus haut, on peut déduire qu'une baisse de 1 % de la tension entraîne une baisse de 1,5 à 2 % de l'efficacité lumineuse.

Et donc, si une petite diminution de la tension d'alimentation donne une perte modérée sur l'efficacité lumineuse et une augmentation substantielle dans la durée de vie de l'ampoule, pourquoi cela coûterait-il plus cher ?

Réponse : le prix de l'ampoule est très faible vis à vis de celui de l'électricité ! Le but étant bien sûr de ne pas s'éclairer moins avec une même ampoule qu'on fait briller moins fort. Sinon on pourrait aussi ne pas s'éclairer du tout et c'est gratuit !

Imaginons deux situations :

- Situation 1 : tension normale

On souhaite éclairer une salle avec 10 ampoules de 100 W, ce qui fournit au total 10 x 1340 lumens = 13400 lumens. A raison de 3 heures par jour d'éclairage, 1000 h d'éclairage correspondent environ à un an.

Coût total de l'opération sur 1000 heures :

Achat de 10 ampoules : 10 x 0,40 euro = 4 euros

Électricité : 10 x 0,1 kW x 1000 h = 1000 kWh = 150 euros

Total : 154 euros

- Situation 2 : tension réduite

Pour éviter de racheter des ampoules, on diminue la tension de 3% (passage de 230 V à 223,1 V). L'efficacité lumineuse est diminuée de 9% environ. Chaque ampoule fournit un flux lumineux réduit :

1340 lumens - 9% = 1340 x 0,91 = 1219 lumens

Il faut donc maintenant ajouter une 11ème ampoule pour obtenir le même éclairage que dans la situation 1.

11 x 1219 lumens = 13409 lumens

Par ailleurs, chaque ampoule voyant 3% de moins de tension consomme 4,5% de moins, mais il en faut 11. La consommation d'électricité totale vaut maintenant :

11 x 95,5 W = 1045 Watts

Sur 1000 heures, la consommation totale d'électricité vaut :

Électricité : 11 x 0,0955 kW x 1000 h = 1045 kWh = 156,75 euros

Par ailleurs, la durée de vie des ampoules a augmenté d'environ 50% avec 3% de moins de tension. Au bout de 1000 heures, elles ont donc fait les 2/3 de leur vie.

Achat de 11 ampoules : 2/3 x 11 x 0,40 euro = 2,93 euros

Électricité : 156,75 euros

Total : 159,68 euros

Conclusion sur l'obsolescence programmée

En voulant augmenter un peu la durée de vie des ampoules à incandescence, on passe d'un total de 154 euros à 159,68 euros. Le prix de l'ampoule à incandescence est si faible vis à vis de l'électricité qu'il faut en fait privilégier l'efficacité lumineuse, et donc réduire la durée de vie. Il s'agit ici d'un raisonnement purement économique.

Voilà pourquoi les fabricants d'ampoules se sont fixé la durée de 1000 heures. Cela peut sembler court, mais c'est à l'avantage du consommateur.

L'obsolescence programmée est souvent un argument énoncé par des personnes peu informées de la physique et des réalités industrielles. Les biais cognitifs ou l'envie de briller en société, ainsi que l'appel à l'émotion fait par les médias, tend à donner à l'obsolescence programmée une réalité qui ne sert souvent qu'à critiquer un modèle économique de la société.

Références

http://physlab.org/wp-content/uploads/2 ... k_ref8.pdf

https://en.wikipedia.org/wiki/Longest-l ... ight_bulbs