Mesure en Eclairage Jean Bastié.pdf

20/12/2013
Auteurs : Jean Bastié
Publication 3EI 3EI 2003- Journées
OAI : oai:www.see.asso.fr:1044:2003-:5530
DOI :

Résumé

Mesure en Eclairage Jean Bastié.pdf

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Article_Bastie.doc Page 1/13 Mesure en éclairage Jean Bastie BNM-INM/CNAM, 292 rue Saint Martin, 75141 Paris cedex 03 Tel : 01 40 27 20 25, Fax : 01 42 71 37 36, e-mail : bastie@cnam.fr Article_Bastie.doc Page 2/13 Sommaire Sommaire .............................................................................................................................................2 I- Introduction ......................................................................................................................................3 II- La photométrie ................................................................................................................................4 II.1- La vision humaine ...................................................................................................................4 II.2- Les conventions pour les mesures photométriques .................................................................5 III- La pratique des mesures.................................................................................................................7 III.1- Le luxmètre ............................................................................................................................7 III.2 - Adaptation spectrale à la courbe V(λ)...................................................................................8 III.3- Sensibilité directionnelle (Correction cosinus) ......................................................................9 III.4- Autres paramètres influençant les résultats des mesures .....................................................10 III.5- Le luminancemètre...............................................................................................................10 III.5.1- Les luminancemètres classiques..............................................................................10 III.5.2- L’appareil photo numérique....................................................................................11 IV- Conclusion ...................................................................................................................................11 V- Références.....................................................................................................................................12 Annexe ...............................................................................................................................................13 Article_Bastie.doc Page 3/13 I- Introduction Si l’utilisation de la lumière remonte à la plus haute antiquité (l’homme des cavernes ne s’éclairait-il pas avec le feu), sa mesure n’est apparue que très tardivement en comparaison de celles d’autres grandeurs, telles que longueur, masse ou temps. Les premiers travaux sérieux sur ce sujet ont été faits par Pierre Bouger (1698-1758) qui publia en 1729 un « Essai d’optique sur la gradation de la lumière » et décrivit dans un second ouvrage « Traité d’optique sur la gradation de la lumière », publié à titre posthume en 1760 par l’abbé de La Caille, le premier photomètre visuel utilisant la loi de l’inverse carré de la distance. La même année, 1760, Johann Heinrich Lambert (1728-1777) publia un ouvrage intitulé « Photometria, sine de mesura et gradibus luminis et umbrae » qui énonçait les principes fondamentaux de la photométrie : loi d’additivité des éclairements, loi de l’inverse carré de la distance, loi du cosinus de l’éclairement et de l’émission, etc… [1][2]. Ces deux ouvrages fixent les bases et donnent les principales lois de la photométrie, mais la lumière n’est pas encore réellement une grandeur mesurable. En effet, pour mesurer une grandeur physique, il faut donner à une propriété observable de cette grandeur une valeur numérique, en la comparant, directement ou indirectement, à un étalon représentant l’unité de cette propriété. Il n’y avait pas encore à cette époque d’étalon de lumière bien défini. Vers 1800, la découverte de l’éclairage à partir du gaz de houille par Ph. Lebon et de l’arc électrique par Volta amènent de nouvelles sources de lumière artificielle, qu’il devient nécessaire de comparer aux bougies et aux chandelles alors utilisées. C’est donc aux environs des années 1820- 1830 qu’on peut fixer les débuts de la photométrie, avec l’apparition des premières bougies étalons [3]. Au début de la photométrie toutes les mesures se faisaient à l’aide de l’œil de l’observateur, que l’on peut considérer comme un appareil de mesure d’une très bonne sensibilité, pouvant couvrir une dynamique très grande, mais seulement capable de réaliser des égalisations avec une très bonne exactitude, si les rayonnements à comparer sont de même couleur. Evidemment son usage est limité à la partie visible du spectre des ondes électromagnétiques. Cet état de fait a donc conduit tout naturellement à établir, comme étalon de lumière une source de référence pouvant être facilement comparée aux sources que l’on désire mesurer et à définir un système de grandeurs et d’unités propre à la photométrie (voir annexe). Les détecteurs thermiques puis les détecteurs quantiques ont permis, d’une part de mesurer les rayonnements optiques, non plus en fonction de la sensation produite sur l’œil mais en fonction de l’énergie transportée par le rayonnement, et d’autre part d’étendre le domaine spectral en deçà et au- delà du spectre visible. Dans ce nouveau contexte, les concepts et les grandeurs définis pour la photométrie étaient encore utilisables mais les unités devaient être remplacées par des unités énergétiques. La coexistence de deux systèmes de grandeurs identiques, mais se rapportant à des détecteurs différents (œil, détecteur physique) et ayant des applications et des unités différentes, conduisit rapidement à une certaine confusion et à nombre de difficultés. Pour tenter de clarifier cette situation, la Commission Internationale de l’Eclairage (CIE) proposa une terminologie et des symboles pour les différentes grandeurs et pour les différents cas d’utilisation de ces grandeurs [4]. Puis, afin d’éviter les confusions et les difficultés liées à l’existence de deux systèmes d’unités indépendants pour mesurer des grandeurs qui physiquement Article_Bastie.doc Page 4/13 ne l’était pas, la Conférence Générale des Poids et Mesures (CGPM) en 1979 a lié par définition ces deux systèmes d’unités en adoptant une nouvelle définition pour l’unité d’intensité lumineuse, la candela. Pour la mesure des grandeurs relatives à l’énergie rayonnante c’est le terme de radiométrie qui a été retenu. Et pour préciser ce terme on commence à lui adjoindre quelquefois le qualificatif « énergétique » pour préciser que l’on s’intéresse à l’énergie transportée par le rayonnement ou le qualificatif « photonique » dans le cas où l’on considère le nombre de photons. Le terme de photométrie, est exclusivement réservé à la mesure des grandeurs se rapportant au rayonnement, tel qu’il est évalué par l’œil, c’est à dire aux mesures utilisées en éclairage. Le problème traditionnel de la radiométrie et de la photométrie est de déterminer le transport d’énergie, dans les champs de rayonnements essentiellement incohérents. Mais il est possible moyennant certaines précautions d’étendre les mesures radiométriques aux rayonnements cohérents émis par les lasers. De plus, il est supposé que la propagation de ces radiations à travers l’espace vide et à travers les systèmes optiques, peut être étudiée en utilisant les lois de l’optique géométrique. En particulier, on suppose que l’énergie du rayonnement est transportée le long de la direction des rayons de l’optique géométrique. On admet également que l’énergie du champ de rayonnement est conservée, aussi longtemps que le champ se propage à travers un milieu non absorbant. II- La photométrie La photométrie est définie dans le vocabulaire international de l’éclairage de la manière suivante : « Mesure des grandeurs relatives aux rayonnements, évaluées selon l’impression visuelle produite par ceux-ci et sur la base de certaines conventions ». Pour expliciter cette définition nous donnerons dans un premier temps quelques indications sur l’œil et la vision, et ensuite les conventions qu’il est nécessaire d’adopter pour pouvoir faire des mesures photométriques. II.1- La vision humaine Une vue en coupe horizontale d’un œil est représentée sur la figure 1. La plus grande partie de la puissance de l’œil est due à la réfraction de l’interface entre la cornée et l’air. Cette puissance optique est adaptée par le cristallin dont la convergence est contrôlée par des muscles qui peuvent modifier sa forme, permettant à l’œil d’accommoder à différentes distances, dans les limites de sa déformation. Une image se forme sur la rétine, qui est la partie de l’œil sensible à la lumière. Figure 1 – Vue en coupe horizontale d’un œil. Article_Bastie.doc Page 5/13 La rétine contient deux types de récepteurs visuels appelés les cônes et les bâtonnets. Les cônes sont principalement utilisés pour la vision aux luminances élevées tandis que les bâtonnets le sont pour la vision aux faibles luminances. Puisque seuls les cônes contribuent à la vision des couleurs, une perte complète de sensation de couleur se produit aux faibles luminances. Le système visuel peut s’adapter à un large domaine de niveau de luminance. L’adaptation à des niveaux de luminances supérieures à 3 cd.m-2 correspond à la vision photopique (diurne) tandis que l’adaptation à des niveaux inférieurs à 3.10-2 cd.m-2 conduit à la vision scotopique (nocturne). La vision mésopique intervient si le système visuel est adapté à un champ de luminance intermédiaire. La capacité de l’œil à fournir une réponse à une excitation dépend de nombreux paramètres et, en particulier, de la composition spectrale du rayonnement. En effet l’œil est insensible aux rayonnements infrarouge et ultraviolet, dont les longueurs d’onde sont respectivement supérieures à 780 nm et inférieures à 380 nm. Dans l’intervalle compris entre 380 et 780 nm sa sensibilité varie d’une manière continue en passant par un maximum. Comme nous avons vu précédemment qu’il existe plusieurs mécanismes de la vision en fonction du niveau de luminance, il existe aussi plusieurs courbes de sensibilité spectrale. Actuellement la sensibilité spectrale de l’œil a été étudiée dans le domaine photopique et dans le domaine scotopique, avec des résultats satisfaisants. Par contre dans le domaine mésopique où les deux types de photorécepteurs rétiniens fonctionnent simultanément, les travaux se poursuivent activement et les divers modèles proposés n’ont pas encore fait l’objet d’un consensus. De plus, les résultats obtenus pour les différents niveaux de luminance varient d’une manière significative d’un individu à l’autre. Pour la vision photopique, la courbe qui représente l’efficacité lumineuse relative spectrale est connue sous le nom de courbe V(λ) et pour la vision scotopique de courbe V’(λ) (figure 2). Figure 2 – Courbes d’efficacité lumineuse relative spectrale pour la vision photopique V(λ) et la vision scotopique V’(λ) II.2- Les conventions pour les mesures photométriques Le but de la photométrie est de mesurer la lumière, c’est à dire de donner une valeur numérique à une perception ou une sensation, produite sur l’organe de la vision par un rayonnement 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 300 400 500 600 700 800 longueur d'onde nm Efficacitélumineuserelative spectrale Scotopique Photopique Article_Bastie.doc Page 6/13 électromagnétique. L’interaction du rayonnement, grandeur physique mesurable, et de l’œil, organe vivant fort complexe, est un phénomène difficile à étudier. La mesure ne peut se faire que sur la base de certaines conventions qui ne peuvent décrire que d’une manière imparfaite le phénomène réel. Physiquement le rayonnement peut être défini par la répartition spectrale de l’énergie qu’il transporte. La réaction de l’œil peut être caractérisée, en toute première approximation, par l’absorption sélective de cette énergie produisant une sensation [5]. On peut donc définir une grandeur photométrique par une relation de la forme : λλλλ dVddLekL mv ∗∗= ∫ )()/)(( 780 380 avec : Lv luminance visuelle km coefficient de conversion des unités énergétiques en unités lumineuses dLe(λλλλ)/d(λλλλ) répartition spectrale du rayonnement exprimée en unité énergétique V(λλλλ) fonction de sensibilité de l’œil dans le domaine photopique La définition mathématique des grandeurs lumineuses, ainsi présentée, met en évidence trois conventions implicites ou explicites. La première résulte de l’utilisation d’une intégrale qui suppose implicitement que les lois de l’additivité arithmétique sont respectées pour les grandeurs photométriques. C’est à dire que deux excitations se produisant à deux longueurs d’onde différentes, et produisant la même sensation lumineuse, produisent une sensation double si elles sont appliquées simultanément. Par exemple, deux rayonnements, l’un de couleur jaune et l’autre de couleur bleue, ayant la même luminance, devraient, s’ils sont appliqués simultanément, produire une sensation de couleur sensiblement blanche ayant une luminance double. Suivant les conditions expérimentales, cette loi, n’est qu’approximativement vérifiée. La seconde convention est l’utilisation d’une ou plusieurs fonctions d’efficacité spectrale pour représenter les phénomènes visuels. Du fait des fortes variations individuelles, ces fonctions présentent toujours un caractère quelque peu arbitraire et nécessitent un consensus international sur des courbes moyennes représentant au mieux les différents effets visuels. Les courbes d’efficacité visuelle V(λ) pour la vision photopique et V’(λ) pour la vision scotopique, définies précédemment ont été adoptées par le Comité International des Poids et Mesures en 1933 pour la première et en 1976 pour la seconde pour effectuer les mesures photométriques. Dans la pratique seule la courbe V(λ) est habituellement utilisée. La troisième convention apparaît dans le choix des unités photométriques qui donne la valeur de la constante km, lien mathématique entre les unités énergétiques et les unités photométriques. La définition de la candela, unité SI d’intensité lumineuse, adoptée en 1979 par la Conférence Générale des Poids et Mesures fixe la valeur de km. La candela est l’intensité lumineuse, dans une direction donnée, d’une source qui émet un rayonnement monochromatique de fréquence 540.1012 hertz et dont l’intensité énergétique dans cette direction est de 1/683 watt par stéradian. L’utilisation des conventions définies précédemment permet de réaliser des mesures fiables et reproductibles dans le domaine de la photométrie et qui représentent d’une manière acceptable ce Article_Bastie.doc Page 7/13 qui est perçu par la majorité des individus. Ces mesures, même si elles ne sont pas parfaitement satisfaisantes dans tous les cas, sont indispensables dans le domaine de l’éclairage pour concevoir, réaliser et contrôler les installations. III- La pratique des mesures D’un point de vue pratique, la mesure la plus couramment utilisée est la mesure de l’éclairement reçu par une surface parce qu’elle est relativement facile à effectuer et permet d’avoir des informations sur la quantité de lumière disponible sur le plan de travail. En effet plus la tâche à effectuer est complexe et minutieuse plus le niveau d’éclairement doit être élevé. En France, l’Association Française de l’Eclairage (AFE) [6] publie des recommandations préconisant les niveaux d’éclairement à avoir sur son plan de travail en fonction de l’activité exercée. Par exemple, des travaux de manutention demandent un éclairement minimum de 100 lux, le travail de bureau usuel s’effectue avec 500 lux au minimum et des travaux de mécanique de précision ou d’électronique fine demandent au moins 1500 lux. Ces mesures s’effectuent avec un luxmètre. Mais la mesure des éclairements est insuffisante pour rendre compte de l’ambiance lumineuse d’un local ou d’une scène. En effet, ce que perçoit l’œil de l’observateur c’est la luminance ou plus exactement les contrastes de luminance. La mesure des luminances est donc une mesure qui apporte plus d’information que la précédente puisqu’elle correspond à ce que perçoit l’œil de l’observateur, mais sa réalisation est plus délicate. Cette mesure est particulièrement utilisée pour l’éclairage routier où la visibilité des obstacles, c’est à dire la différence de luminance entre un objet et l’environnement, est primordiale. III.1- Le luxmètre Le luxmètre est un appareil destiné à la mesure des éclairements lumineux exprimés en lux (lx). En général, l’éclairement est mesuré sur un plan, mais pour certaines applications particulières on peut être amené à mesurer des éclairements sur des sphères ou sur des cylindres. Nous limiterons notre étude au cas des éclairements plans. Un luxmètre est constitué de trois parties principales : une tête photométrique qui reçoit le rayonnement à mesurer, un transducteur qui convertit le signal reçu de la tête photométrique en indication exploitable et d’un afficheur qui indique la valeur de l’éclairement mesuré en lux. La tête photométrique d’un luxmètre (figure 3) est constituée d’un détecteur photoélectrique, généralement une photodiode au silicium, associé à un filtre permettant de modifier sa sensibilité spectrale afin de la rendre aussi proche que possible de la courbe V(λ). Pour les appareils utilisés sur le terrain, elle est complétée par un dispositif, le correcteur d’incidence, permettant de prendre en compte la répartition spatiale des rayonnements incidents. Dans le cas de la mesure de l’éclairement sur un plan, ce dispositif porte généralement le nom de « correcteur cosinus » parce que dans le cas idéal l’éclairement varie comme le cosinus de l’angle d’incidence. Article_Bastie.doc Page 8/13 Figure 3 – Tête photométrique d’un luxmètre d’après : Application notes Brüel & Kjær BO 0132-11 (1987) III.2 - Adaptation spectrale à la courbe V(λλλλ) Pour obtenir une mesure d’éclairement lumineux qui soit correcte il faudrait que la courbe de sensibilité spectrale relative du luxmètre, déterminée par la combinaison de la sensibilité du détecteur et la transmission du filtre, soit identique à V(λ). Mais, en pratique, il est impossible de réaliser une telle correction. Pour réaliser l’adaptation spectrale des luxmètres, on utilise généralement des filtres composés de verres colorés ou quelquefois de gélatines colorées pour les appareils bon marché. Ces verres colorés peuvent être assemblés de différentes manières pour atteindre le but recherché. Une première méthode consiste à placer devant le détecteur une pile de verres colorés dont on ajuste le nombre et l’épaisseur pour obtenir la sensibilité spectrale recherchée. Dans ces conditions, pour obtenir une bonne correction, il est généralement nécessaire d’utiliser un nombre relativement important de filtres et la transmission du système de correction devient rapidement très faible. On est donc amené à faire un compromis entre la sensibilité du détecteur corrigé et la qualité de la correction. Cette méthode porte le nom de « correction série ». Une seconde méthode consiste à placer les différents verres colorés les uns à coté des autres devant le détecteur de manière à réaliser un petit vitrail. Cette solution offre beaucoup plus de possibilités que la précédente puisqu’on peut jouer non seulement sur l’épaisseur des filtres mais aussi sur la surface. La transmission d’un ensemble de ce type étant nettement supérieure à celle obtenue avec une correction série, on peut affiner beaucoup plus la qualité de la correction. Cette méthode présente cependant l’inconvénient de conduire à des têtes photométriques relativement grandes et qu’il est indispensable d’éclairer uniformément pour que la correction puisse fonctionner correctement. Cette méthode est connue sous le nom de « correction parallèle » ou « méthode de Dresler ». Une troisième méthode, présentée sur la figure 4, est constituée par la combinaison des deux précédentes. Une première correction grossière du détecteur est effectuée par un ou deux verres colorés couvrant toute la surface sensible. Ensuite, une mosaïque permettant l’ajustage fin de la courbe de correction désirée est collée sur les premiers filtres. Filtre Photodiode Correcteur cosinus Article_Bastie.doc Page 9/13 Figure 4 – Correction de la sensibilité spectrale d’une tête photométrique par la méthode la correction série et de la correction parallèle associées (d’après une documentation LMT). Lors de l’étalonnage le luxmètre est éclairé par une source dont la répartition spectrale est parfaitement définie et normalisée. Cette source connue sous le nom « illuminant A » à une répartition spectrale, dans le domaine visible, identique à celle d’un corps noir à la température de 2856 K. Si le luxmètre est utilisé pour mesurer des sources ayant une distribution spectrale très voisine de celle utilisée pour l’étalonnage, l’erreur introduite par une correction V(λ) imparfaite est généralement négligeable. Mais actuellement les sources utilisées pour l’éclairage sont très variées et ont des répartitions spectrales très éloignées de celle d’un corps noir. Dans ces conditions la qualité des mesures d’éclairement dépend directement de la qualité de la correction V(λ) du luxmètre. Pour caractériser la qualité de la correction V(λ) de leurs appareils les fabricants utilisent un indicateur défini par la Commission Internationale de l’Eclairage (CIE) sous l’appellation « f’1 » et qui est un estimateur relatif, exprimé en %, de l’écart global existant entre la courbe de correction réalisée et la courbe V(λ) [7]. Pour les très bons appareils f’1 est de l’ordre de 1%. III.3- Sensibilité directionnelle (Correction cosinus) L’effet de la lumière incidente sur la surface réceptrice d’une tête photométrique dépend de l’angle d’incidence. La variation de la sensibilité directionnelle en fonction de l’angle d’incidence est déterminée par la forme et les propriétés de l’optique de la surface réceptrice, ainsi que par la forme géométrique de la tête photométrique. Compte tenu de la définition de l’éclairement, un détecteur parfait du point de vue de la sensibilité directionnelle donnerait, pour un éclairement produit par une source ponctuelle, une réponse qui varierait comme le cosinus de l’angle d’incidence à la surface réceptrice. Un photomètre constitué uniquement d’une photodiode et d’un filtre ne peut pas avoir une réponse qui varie comme le cosinus de l’angle d’incidence. Aussi, pour les appareils de terrain, la tête photométrique est équipée d’éléments optiques permettant de réaliser une sensibilité directionnelle déterminée. Dans le cas des luxmètres usuels on parle de « correcteur cosinus ». Suivant les fabricants, la réalisation pratique d’une correction cosinus peut prendre différentes formes. En général, pour la plupart des détecteurs utilisés dans les luxmètres, on observe une diminution de la sensibilité lorsque l’angle d’incidence augmente. Un des principes utilisés consiste à mettre devant le détecteur un disque diffuseur opalin d’une certaine épaisseur (figure 3). Lorsque Article_Bastie.doc Page 10/13 les faisceaux s’inclinent par rapport à la normale, le détecteur reçoit le flux lumineux provenant de la surface du diffuseur augmenté du flux capté par les bords qui reçoivent le rayonnement. Une hauteur de bord judicieusement choisie permet de réaliser une bonne correction cosinus. Comme pour l’estimation de la qualité de la correction V(λ) la CIE a défini un indicateur appelé « f2 »qui est un estimateur relatif, exprimé en %, de l’écart global existant entre la correction cosinus réalisée et la valeur idéale. Pour les très bons appareils la valeur de f2 est de l’ordre de 1%. III.4- Autres paramètres influençant les résultats des mesures La qualité de l’adaptation V(λ) et de la correction cosinus sont les deux principaux paramètres qui déterminent la qualité d’un luxmètre. Mais la caractérisation complète de ces instruments fait intervenir d’autres facteurs parmi lesquels on peut citer la sensibilité aux rayonnements ultraviolet et infrarouge, la linéarité, le coefficient de température, la fatigue, la réponse à un éclairement modulé, l’influence de la polarisation de la lumière, le recoupement de calibre, la réponse en fréquence, etc. En France, les méthodes à utiliser pour caractériser, étalonner et contrôler les luxmètres ont été normalisées [8]. III.5- Le luminancemètre La définition de la luminance (voir annexe) fait intervenir des paramètres géométriques relativement complexes pour la détermination du flux pris en compte pour la mesure. En effet la mesure s’effectue sur une surface, dans une direction donnée et dans un angle solide bien déterminé. L’appareil de mesure utilisé doit donc être capable de sélectionner une surface déterminée sur la source que l’on veut mesurer et également limiter un angle solide de mesure. III.5.1- Les luminancemètres classiques Un montage simple qui peut remplir ces conditions est constitué d’un détecteur dont la surface utile est limitée par un diaphragme et d’un second diaphragme placé à une certaine distance sur l’axe du détecteur. Dans la pratique, ce montage est peu utilisé car il ne permet des mesures de luminance que sur des surfaces de grandes dimensions et ne permet donc pas une analyse détaillée de la scène visuelle telle que la pratique l’œil. Aussi préfère-t-on utiliser des appareils plus complexes donnant des informations avec une résolution spatiale nettement meilleure. Le schéma de principe d’un tel appareil est représenté sur la figure (5). Figure 5 – Schéma de principe du luminancemètre. Filtre V(λλλλ) Objet Objectif Diaphragme de champ Diaphragme d ’ouverture Image Détecteur Article_Bastie.doc Page 11/13 L’objectif forme l’image de l’objet à mesurer sur le diaphragme de champ qui limite très précisément la surface prise en compte pour la mesure. Le diaphragme d’ouverture fixe l’angle solide de mesure. Pour effectuer des mesures photométriques le dispositif est complété par un filtre V(λ) placé devant le détecteur. La zone prise en compte pour les mesures étant de faible dimension il est nécessaire de la localiser avec précision. Pour cela un système de visualisation, non représenté sur le schéma, est ajouté au dispositif. Comme pour les luxmètres, pour obtenir de bonnes mesures il est nécessaire que la correction V(λ) du détecteur soit de bonne qualité. Les méthodes utilisées pour effectuer cette correction sont les mêmes que celles décrites précédemment. La caractérisation des luminancemètres est très semblable à celle des luxmètres et peut se faire en utilisant soit les documents de la CIE [7], soit les normes en vigueur [9]. Bien utilisé les luminancemètres peuvent fournir de bons résultats, mais comme le champ de mesure est très réduit la description d’une scène complète par des mesures de luminance est très longue. III.5.2- L’appareil photo numérique L’apparition des appareils photo numérique a ouvert de nouvelles perspectives pour la mesure des luminances. En effet, du point de vue optique, chaque pixel du récepteur qui reçoit l’image peut être considérée comme le diaphragme de champ d’un luminancemètre et donc chaque point d’une image numérique peut être converti en luminance. Mais pour cela il faut que l’appareil puisse fonctionner dans des conditions optiques et surtout électroniques parfaitement bien définies et maîtrisées et que la courbe de sensibilité spectrale des pixels soit proche de V(λ), ce qui n’est pas toujours le cas. De plus il faut réaliser l’étalonnage de l’appareil en luminance pour chaque pixel ce qui nécessite la mise en œuvre de moyens nouveaux au niveau des centres d’étalonnage. Les travaux effectués jusqu’à ce jour dans un certain nombre de laboratoires ont donné des résultats très prometteurs. Ces résultats permettent à l’éclairagiste de disposer d’une carte des luminances existant dans le champ visuel de l’observateur et donc de déterminer les zones d’éblouissement, les zones correctement éclairées et les zones d’ombre. Ils peuvent donc essayer d’optimiser le confort visuel de l’utilisateur. IV- Conclusion La photométrie, qui a pour but la mesure des rayonnements optiques tels qu’ils sont perçus par l’œil humain, ne peut se faire que dans le cadre de certaines conventions qui utilisent un modèle très simplifié de la vision humaine. Malgré ces simplifications, la réalisation d’appareils permettant de faire des mesures de bonne qualité n’est pas une chose simple car de nombreux paramètres sont à prendre en compte. Par exemple, le luxmètre semble un appareil simple, mais, pour qu’il donne des mesures de bonne qualité, représentative d’une manière acceptable de ce qui est perçu par les individus, il est indispensable d’avoir des instruments soigneusement fabriqués, régulièrement étalonnés et périodiquement contrôlés. Bien utilisés, ces appareils donnent des informations très importantes aux éclairagistes pour la vérification et l’amélioration des installations d’éclairage. Très souvent ces installations passent inaperçues tellement elles nous sont familières dans la vie de tous les jours. Article_Bastie.doc Page 12/13 V- Références [1] Photometry, Constable, J.W.T. Walsh, 2ème édition, Chap. 1 (1953). [2] Lambert et la loi de Lambert, M. La Toison, Lux n° 101, p. 1 à 5 (1979). [3] La photométrie, J. Terrien, F. Desvignes, « Que Sais-Je », n°1467, Presse universitaire de France, p.5 à 9 et 29 à 36 (1972). [4] Vocabulaire International de l’Eclairage, Publication de la Commission Internationale de l’Eclairage (CIE) n°17.4 (1987). Vocabulaire Electrotechnique International, Publication de la Commission Electrotechnique Internationale (CEI) n°50 chapitre 845 : Eclairage (1987). [5] Sur les grandeurs comportant un facteur biologique, leurs définitions et leurs unités, J. Terrien, Comité Consultatif de Photométrie et Radiométrie, 9ème session, annexe P2, p27 à 36 (1977). [6] AFE, 17 rue Hamelin, 75116 Paris. (www.afe-eclairage.com.fr). [7] Methods of characterizing illuminance meters and luminance meters, Publication de la Commission Internationale de l’Eclairage (CIE) n°69 (1987) [8] Luxmètres. Détermination des caractéristiques métrologiques, classification selon ces dernières, étalonnage, contrôle des caractéristiques principales susceptibles d’évoluer dans le temps, Norme française, NF C 42-710, février 1988. [9] Luminancemètre. Détermination des caractéristiques métrologiques, classification selon ces dernières, étalonnage, contrôle des caractéristiques principales susceptibles d’évoluer dans le temps, Norme française, NF C 42-711, octobre 1989. Article_Bastie.doc Page 13/13 Annexe Définitions des grandeurs et des unités radiométriques et photométriques. Flux Puissance émise, transmise ou reçue sous forme de rayonnement. Flux énergétique Symbole : Φe, Unité : W (watt) Flux lumineux Symbole : Φv, Unité : lm (lumen) Intensité (d’une source dans une direction donnée) Quotient du flux dΦ quittant la source et se propageant dans l’élément d’angle solide dΩ contenant la direction donnée, par cet élément d’angle solide. Ω Φ = d d I Intensité énergétique Symbole : Ie Unité : W·sr-1 (watt par stéradian) Intensité lumineuse Symbole : Iv Unité : cd (candela) Eclairement (en un point d’une surface) Quotient du flux dΦ reçu par un élément de la surface contenant le point par l’aire dA de cet élément dA d E Φ = Eclairement énergétique Symbole : Ee Unité : W·m-2 (watt par mètre carré) Eclairement lumineux Symbole : Ev Unité : lx (lux) Luminance ( dans une direction donnée, en un point donné d’une surface réelle ou fictive) Grandeur définie par la formule : Φ = d L 2 où d2 Φ est le flux transmis par le faisceau élémentaire passant par le point donné et se propageant dans l’angle solide dΩ contenant la direction donnée ; dA est l’aire d’une section de ce faisceau au point donné ; θ est l’angle entre la normale à cette section et la direction du faisceau. Luminance énergétique Symbole : Le Unité : W·m-2 ·sr-1 (watt par mètre carré par stéradian) Luminance lumineuse Symbole : Lv Unité : cd·m-2 (candela par mètre carré) S X dΩΩΩΩ N θ S X dΩΩΩΩ