Éclairagisme/Grandeurs photométriques

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La technique de l'éclairagisme se réfère à la photométrie, qui mesure les grandeurs lumineuses, l'intensité lumineuse, le flux lumineux et l'éclairement.

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L'intensité lumineuse

Cette grandeur a été fixée arbitrairement. Elle caractérise l'éclat d'une source ponctuelle. C’est à partir de l'intensité lumineuse que l’on définit toutes les autres unités.

Symbole : I
Unité : la candela [cd]

Définition : l'intensité I d'une source lumineuse est, dans une direction donnée, la valeur limite du rapport entre un flux émis dΦ et l'angle solide dΩ dans lequel ce flux est émis, quand cet angle devient infiniment petit.

$I={\frac {\mathrm {d} \Phi }{\mathrm {d} \Omega }}$

Définition : la candela est l'intensité lumineuse, dans une direction donnée, d'une source qui émet un rayonnement monochromatique (d'une seule et unique longueur d'onde) de fréquence 540.10¹² Hz (d'une longueur d'onde de 555 nm dans le vide), et dont l'intensité énergétique dans cette direction est $\scriptstyle {\frac {1}{683}}$ watt par stéradian.

Le flux lumineux

Le flux lumineux est la quantité de lumière émise par une source lumineuse dans un certain cône.

Symbole : Φ ou F
Unité : le lumen (lm)

Définition : C’est le flux émis par une source ponctuelle uniforme de 1 cadela (1 cd) dans l'angle solide de 1 stéradian

Φ = I x α

Avec :

• Φ : flux lumineux [lm]
• I : Intensité lumineuse [cd]
• α : Angle solide [stéradian] [sr]

Le stéradian : Le stéradian est l'angle solide qui, ayant son sommet au centre d'une sphère, découpe, sur la surface de cette sphère, une aire égale à celle d'un carré ayant pour côté le rayon de cette sphère. Sur le schéma ci contre, si A = r² alors l'angle du sommet du cône est égal à 1 sr.

Le flux lumineux émis par une lampe est la principale caractéristique d'une lampe.

Exemple : Lampe à incandescence de 45 W – 230 V donne 450 lm.

Éclairement

Le flux lumineux produit par une source peut se répartir sur des surfaces différentes donnant des effets différents. Il a fallu définir une unité de flux lumineux par unité de surface, c’est l'éclairement.

Symbole : E
Unité : le lux [lx]

Le lux est l'éclairement E d'une surface de 1 m² recevant un flux lumineux de 1 lumen.

$E={\frac {\Phi }{S}}$ Avec : E : éclairement [lx] Φ : flux lumineux [lm] S : surface [m²]

Exemple : Si on désire un éclairement de 250 lux sur une surface de 3 m², il nous faut 750 lumens.

L'éclairement se mesure à l'aide d'un appareil, le luxmètre. Cet appareil est muni d'une sonde, constituée par une cellule photoélectrique de surface bien déterminée.

Luminance

Deux sources lumineuses peuvent avoir la même intensité lumineuse, l'une provoquera un éblouissement, l'autre pas. La différence est dans la luminance.

Définition : La luminance est que quotient de l'intensité lumineuse dans une direction donnée par l'aire de la projection orthogonale sur un plan perpendiculaire à cette direction.

Symbole : L
Unité : candela par mètre carrée [cd.m-2]

$L={\frac {I}{S}}$

Avec :

• L : luminescence [cd.m-2]
• I : intensité lumineuse [cd]
• S surface considérée [m²]

Autres leçons abordant le même thème

Les leçons suivantes peuvent apporter des informations supplémentaires sur les grandeurs photométriques :

• rudiments de photométrie ;
• photométrie.