Rudiments de photométrie/Flux lumineux

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De façon abusive mais intuitive, on peut donner une idée de ce qu'est le flux lumineux en disant que c’est la puissance visible d'un rayonnement. Étant bien entendu que (à puissance en watt égale) plus un rayonnement aura une fréquence proche du maximum de sensibilité de l'œil, plus son flux lumineux sera important.

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L'unité de mesure du flux lumineux est le lumen.

Définition du lumen

Le lumen est la valeur du flux lumineux émis dans un angle solide de 1 stéradian par une source ponctuelle située au sommet de cet angle et dont l’intensité lumineuse vaut 1 candela dans toutes les directions.

Le lumen est une unité directement lié à la puissance énergétique. D’ailleurs pour un faisceau lumineux monochromatique, le flux lumineux $\scriptstyle \Phi$ est proportionnel à la puissance P en watts du faisceau et peut être exprimé :

$\Phi =683\cdot V(\lambda )\cdot P.$

$\scriptstyle V(\lambda )$ est la fonction d'efficacité lumineuse spectrale dans le domaine photopique, parfois appelée sensibilité relative de l'œil.

De la définition, on déduit la formule donnant le flux lumineux dans un angle solide Ω émit par une source ponctuelle dont on connaît l’intensité lumineuse :

$\Phi =I\cdot \Omega .$

• $\scriptstyle \Phi$ Flux lumineux en lumen.
• $\scriptstyle I$ Intensité énergétique en candela.
• $\scriptstyle \Omega$ Angle solide en stéradian.

Si l’on désire connaître le flux lumineux total émis par une source lumineuse ponctuelle qui émet de façon uniforme dans toutes les directions avec une intensité I (source isotrope), on obtient, sachant que l’angle solide ouvert sur l’espace entier est de 4π :

$\Phi =4\pi I.$