Vuurlicht !
Om de werking te begrijpen van de nieuwe lichtbronnen van vandaag, moeten we de geschiedenis van de oude lichtbronnen onder de loep te nemen. Want het antwoord op de vraag naar wat de toekomst brengt op vlak van lichtevolutie, ligt vervat in het verleden.
De mens ontdekte de lichtbron op het moment dat hij vuur leerde maken. Beide werden samen uitgevonden. We zien de ontdekking van het vuur altijd als hét middel om ons te verwarmen – en te koken – en staan niet zo vaak stil bij het feit dat we erdoor ook licht kregen in de donkere uren. Open vuur was dus de eerste door de mens gecreëerde lichtbron. Vandaar naar toortsen en vervolgens kaarsen was een kleine stap, waarbij licht nog steeds bestond uit een pure vorm van vuur.
Een grotere stap werd gezet toen hij dit vuur leerde controleren door middel van gas. Voor het eerst werd toen een tussenstap gemaakt: niet de vlam was lichtbron, maar de kalksteen (limestone(1)) die door de vlam witgloeiend werd verhit tot hij licht uitstraalde. Het niveau werd bepaald door de gastoevoer te regelen. Eigenlijk zijn tot op vandaag alle lampen – inclusief inductie en plasma lampen – systemen die atomen in aangeslagen toestand brengen, en door de verhitting fotonen afstaan. Verhitting door gecontroleerd vuurtje stook of, zoals in de inductie- en de plasmalamp, door elektromagnetische energie of microgolf-energie. Zuiver procesmatig is die lichtproductie een bijverschijnsel van verhitting, en wordt gewoon het grootste deel van de energie in warmte omgezet.
De gloeilamp(2) was een volgende stap. Stroom werd door een gloeidraad gestuurd tot die zo heet werd dat hij licht uitstraalde. Het geheel werd in een glazen bolletje gestopt, gevuld met een inert gas of met halogeen, zodat de verbranding heel langzaam verliep. Door de spanning en/of stroom af te stellen, werd de hoeveelheid geproduceerd licht bepaald. Gasontladingslampen(3) – bijvoorbeeld de HMI, fluorescentielampen(4) en spaarlampen – zijn een soort gecontroleerde bliksem: een gas ioniseert waardoor er ofwel direct zichtbaar, ofwel UV licht wordt uitgestraald. Bij HMI Xenon en alle afgeleiden wordt er meteen zichtbaar licht geproduceerd, bij fluorescentie lampen wordt UV geproduceerd en dat wordt door middel van fosfor omgezet naar zichtbaar licht.
In al deze bronnen blijft vuur hét middel om licht te produceren. De manier om vuur te makenveranderde wel voor een stuk, maar fundamenteel wordt er nog altijd iets verbrand. Dat is meteen ook de belangrijkste verklaring voor de al bij al geringe efficiëntie van lichtproductie, en de vrij korte levensduur. Twee evoluties liggen vandaag aan de basis van een nieuwe vorm van licht waarbij de opwarming niet meer door vuur gebeurt, maar door hetzij hoogfrequent elektromagnetische golven, of door microgolven. Het gaat om de inductie lamp(5) en de plasmalamp.(6)
De inductielamp is een variante op de fluorescentielamp, de plasmalamp een variante op de ontladingslamp. Voordeel bij beiden is dat er geen elektroden door de omhulling van de lamp heen steken. Er wordt dus niets verbrand. Dat betekent een veel langere levensduur en hoge intensiteiten. Toch blijven het thermische lichtbronnen die door middel van verhitting een gas ioniseren waarbij de fotonen vrijkomen. Ze vragen omvangrijke elektronica die sneller faalt dan de lamp zelf. De reële levensduur is daarom korter dan de eigenlijke lamp zou kunnen halen. Door verhitting en druk is het kwartsglas ook nog steeds permeabel: het gas ontsnapt toch, en de lamp faalt uiteindelijk.
De enige lichtbron, die aanzienlijke hoeveelheden licht kan produceren uit een klein emissie-oppervlak zonder warmte te gebruiken, is de LED. (7)Light emitting diode. De lichtproductie hier is een zuiver foto-voltaïsch proces. Er wordt helemaal niets verbruikt. De werking kan je je simpelweg zo voorstellen: in een diode zitten een anode en een kathode met daartussen een scheidingswand waarin een aantal gaatjes zitten op elektron-niveau. De elektronen willen van de ene naar de andere kant springen, maar kunnen alleen door de gaps als ze een foton afstaan. Dat foton wordt als licht uitgestraald. Vermeldenswaard is dat LEDs en Zonnecellen beiden diodes zijn, de een zet licht om in stroom, de andere stroom in licht. Het is nu ook makkelijk te begrijpen dat de warmte die in een led wordt geproduceerd pure wrijvingswarmte is – een rest energie van het proces. Precies andersom als bij de klassieke lampen: daar is warmte de gangmaker voor lichtproductie. LEDs presteren dan ook best als ze zo koel mogelijk worden gehouden. Het zijn bovendien de enige lichtbronnen die hun emissie specifiek in één bepaalde golflengte kunnen uitstralen. Dat maakt ze bij uitstek geschikt voor kleurlicht. Dat ze produceren zonder verlies maakt ze tegenover de klassieke lampen ongelooflijk efficiënt.
Alle thermische lichtbronnen zijn einde evolutie. De fysische limieten van de materialen zijn bereikt. Je kan Wolfram of kwartsglas nu eenmaal niet harder stoken dan hun smeltpunt. En in een plasmalamp – waar koeling nu al noodzakelijk is – kan je het gas ook niet heter opwarmen dan de kwartsballon. Enkel LEDs kunnen nog significant evolueren. (De Wet van Haitz voorspelde statistisch die evolutie – merkwaardig: ze blijkt tot nu toe te kloppen(8)). Ook de bouwvorm kan nog in alle richtingen evolueren. In de stijl van de klassieke puntlichtbron zoals de lampen, ofwel op compleet andere manieren: met O-led behangpapier kan je lichtgevende muren ontwerpen.
En de toestellen die we gebruiken? Blijft het fresnel, par, profielspot etcetera ? De specifieke foto-metrische en fysische eigenschappen van lampen hebben geleid tot de optische systemen en lichttoestellen die we vandaag kennen. De lichtbron bepaalt het optische systeem, en dat beslist op zijn beurt over de bouwvorm van het toestel. Daarom is het zo moeilijk om nieuwe lichtbronnen te aanvaarden: we blijven denken in de klassieke vorm van een lamp en het toestel dat erbij hoort. Die ‘design-nostalgie’ is logisch, ze komt bij elke evolutie voor. Niet iedereen had het even makkelijk bij het omschakelen van gaslamp naar gloeilamp. En de intrede van elektriciteit werd door sommigen afgedaan als modegril.
Maar voor evolutie is het noodzakelijk om de nostalgie los te laten en ons te richten op nieuwe doeleinden en wat daarvoor nodig is. Omschakelen van klassieke lichtbronnen naar nieuwe lichttechnologie vereist dat we afstappen van de klassieke opbouw van een lichttoestel of meer specifiek voor podiumkunsten: de schijnwerper. Natuurlijk blijven functionele basics geldig: afbeeldend systeem, directief systeem, floodlight, softlight, … Er komen gewoon een hoop nieuwe bouwvormen bij, anderen zullen verdwijnen. Denk aan de PAR (Parabolic aluminized reflector): ontworpen als sealed beam lampen voor voertuigen en landingslichten voor vliegtuigen. Toen Chip Monck er een tros boven een podium hing was er plots de goedkope rock ‘n roll lamp. Voor de concerten van Pink Floyd werden er massa’s van die PAR-lichten in heuse grote conserven blikken gestopt(9) – later werd er een eigen armatuur voor gemaakt. Die PAR’s zijn voorbijgestreefd, nieuwe bronnen laten zich niet graag inblikken. Een LED lamp in de vorm van een gloeilamp, of een LED-PAR is nu hype, en zeker een vorm van ‘design-nostalgie’.
Een nieuwe gedachtengang is nodig: bij het kijken naar nieuwe lichtbronnen moeten we beseffen dat er geen ontbranding meer plaatsvindt. ‘Vuur maakt licht’ is een struikelblok waar we veel te lang bij stilstonden. Vuur zorgt in de eerste plaats voor warmte. We moeten ons richten op nieuwe lichtbronnen, met de huidige kunnen we niet verder. De schijnwerper moet herbouwd worden en dat vraagt om meer dan enkel het vervangen van de armatuur.
Ander punt is de discussie over duurzaamheid, energiezuinigheid en voetafdruk. Die is in feite al lang achterhaald. Het is poepsimpel: lichtbronnen en lichttoestellen van de toekomst zullen duurzaam en zuinig zijn, of er zal geen toekomst zijn. De huidige energiebronnen zijn ofwel opgebruikt, ofwel ronduit gevaarlijk. Hernieuwbare energiebronnen mogen niet meer toelaten om 70 % ervan domweg te verspillen. (10)
Op het podium beschikken we over een concept dat nergens in de gewone economie bestaat : artistieke vrijheid. We kunnen beslissen een voorstelling te belichten met kaarsen, gas of wat dan ook. Dat geeft ons net de mogelijkheid het anders aan te pakken. Precies daarin kunnen de podiumkunsten een voortrekkersrol vervullen op maatschappelijk, economisch en ecologisch vlak. Onze amberdrift raken we heus niet kwijt. And so what indien wel ? In de tijd van het gaslicht werd elk theater om de 10 jaar vernieuwd omdat het afbrandde.(11) De nieuwe technologie zullen meer nieuwe artistieke middelen scheppen dan we vandaag al kennen. Ook de installatie-techniek voor het podium zal compleet veranderen, met mogelijkheden die we voorheen niet konden realiseren. Dat is stof voor een volgend artikel. Want nieuwe bronnen leiden tot nieuwe toestellen, nieuwe toestellen tot nieuwe installatietechniek, en dat betekent nieuwe lichtontwerpen. We moeten er alleen maar eens aan beginnen.(10)
Ludwig Billiet
