L'éclairement lumineux est un concept photométrique qui modèle la sensation humaine de quantité de rayonnement lumineux reçu par unité de surface perpendiculaire à sa direction.
C'est la densité surfacique du flux lumineux arrivant au point considéré de la surface. Dans le Système international d'unités, elle s’exprime en lumen par mètre carré ou en lux ( ou lx). La grandeur d'émission associée est l'exitance lumineuse ou l'émittance lumineuse.
L'éclairement lumineux (en ) est le produit de l'éclairement énergétique (en ) par l'efficacité lumineuse spectrale (en ) pour chaque longueur d'onde.
Calcul Si un flux lumineux élémentaire est reçu par un élément de surface , l'éclairement lumineux est : . Si ce flux est reçu de façon perpendiculaire à partir d'une unique source d'intensité lumineuse située à une distance , l'éclairement lumineux est : . Si la source se trouve dans une direction quelconque, et que est l'angle d'incidence (l'angle entre la direction de la source et la normale à l'élément de surface), l'éclairement lumineux est : .
S'il y a sources, l'éclairement lumineux est la somme des contributions de toutes les sources : .
vignette|330x330px|L'efficacité lumineuse spectrale (en lm/W) définit la sensibilité de l’observateur de référence.
Connaissant la fonction d'efficacité lumineuse spectrale et la densité spectrale d'éclairement énergétique , l'éclairement lumineux est : . En pratique le calcul des valeurs est effectué par sommation sur des bandes de 5 nm (voire 1 nm pour des applications plus précises) à partir des éclairements énergétiques de chaque bande : .
Unités L'unité d'éclairement dans le Système international d'unités est le lux. Une source dont l'intensité lumineuse est de donne à un éclairement de ; Un flux lumineux de (lm) couvrant uniformément 1 mètre carré (m2) donne un éclairement .
Parmi les autres unités, on compte : le phot (ph) ou le lumen par centimètre carré ( = = ) ; le lumen par pied carré ou foot-candle (fc) ( = ≈ ), unité utilisée dans le système impérial ; le nox (1 nox = 1 mlx).
En optique physiologique, on mesure l'éclairement lumineux de la rétine en trolands.
Ordres de grandeur L'éclairement du soleil en été, de face, est de l'ordre de ; la pleine lune donne environ ; une nuit sans lune autorise moins de .
En France, des règlements et recommandations définissent l'éclairement lumineux minimal des lieux de travail, des routes, etc.
L'article R4223-4 du code du travailArticle R4223-4 du code du travail Sur le site legifrance.gouv.fr impose des valeurs minimales d'éclairement sur les plans de travail ou, à défaut, au sol comme indiqué dans le tableau ci-dessous.
+Article R4223-4 du code du travail Activité ou lieu concerné Éclairement minimum Voies de circulation intérieures 40 lux Escaliers et entrepôts 60 lux Locaux et travail, vestiaires, sanitaires 120 lux Locaux aveugles affectés à un travail permanent 200 luxZones et voies de circulation extérieures10 lxEspaces extérieurs où sont effectués des travaux à caractère permanent40 lx Les normes de la série NF EN 12464-1 et NF EN 12464-2 rassemblent les recommandations pour l'éclairage des lieux de travail respectivement intérieur et extérieur. En voici quelques exemples ci-dessous. +Exemples de valeurs recommandées par la norme NF EN 12464-1 Activité ou lieu concerné Éclairement exigé Zones de circulation et couloirs 100 lux Escaliers, escaliers roulants, tapis roulants 100 lux Vestiaires, sanitaires, salles de bains, toilettes 200 lux Classement, transcription, atelier, etc. 300 lux Écriture, dactylographie, lecture, traitement de données 500 lux Salles de conférence et de réunions 500 lux La série de normes NF EN 13201 définit les recommandations des éclairements pour l'éclairage public, selon les différents types de zones (trafic motorisé, zones de conflit, piétons et cyclistes), entre 2 et 50 lx.
Mesure
L'éclairement lumineux est la seule grandeur photométrique directement mesurable. La découverte de l'effet photoélectrique a permis au le développement d'appareils portables, donnant directement une mesure de l'éclairement. L'éclairement lumineux est mesuré à l'aide d'un luxmètre qui est constitué d'un transducteur optique-électronique inséré dans une cellule photoélectrique. Le luxmètre, électrique ou électronique, est constitué d'une cellule photoélectrique précédée d'un diffuseur plan et d'un filtre optique tel que la réponse spectrale relative de l'appareil soit la plus proche possible de la fonction d'efficacité lumineuse spectrale relative ; il doit aussi fournir une réponse indépendante de la distribution angulaire des luminances qui contribuent à l'éclairement.
Photographie En photographie, argentique ou électronique, on cherche à contrôler l'exposition lumineuse. Des photomètres convertissent une mesure d'éclairement en paramètres photographiques.
Comme la valeur brute de l'éclairement intéresse moins les photographes que les réglages à reporter sur leurs appareils, ces appareils utilisent souvent des unités logarithmiques (EV ou IL), à partir desquelles il est plus facile de calculer les valeurs d'ouverture et de temps de pose pour le réglage des appareils. Ces unités pratiques ne se réfèrent à l'éclairement que si l'appareil de mesure est un photomètre, placé dans la lumière à la place du sujet. Le résultat s'exprime habituellement en tiers de point de diaphragme (1 point correspond à la multiplication de l'éclairement par deux), un pas d'environ 25% en valeur brute.
Dans le cas où la cellule est à la place de l'appareil de prise de vue, pour calculer l'éclairement du sujet, il faut mettre à sa place une surface dont on connaît les caractéristiques. On utilise pour cela des cartons gris neutre, qui ont aussi l'avantage de permettre le réglage des dominantes de couleurs.
Grandeurs et unités photométriques et radiométriques
Bibliographie
Articles connexes
Éclairement énergétique Flux lumineux Exposition (photographie)
Notes
Références
Catégorie:Photométrie