Éclairement lumineux

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L'éclairement lumineux est la grandeur définie par la photométrie correspondant à la sensation humaine de l'éclairement. Plus un objet qui n'est pas totalement noir et qui ne produit pas de lumière par lui-même est éclairé, plus il est visible distinctement. La photométrie définit cette grandeur rigoureusement, afin de pouvoir la calculer, connaissant l'intensité lumineuse des sources de lumière, leur distance et leur direction.

Unités[modifier | modifier le code]

En photométrie, l'éclairement lumineux correspond à un flux lumineux reçu par unité de surface. Son unité dans le système international d'unités est le lux : 1 lux (lx) correspond à un flux lumineux de 1 lumen (lm) couvrant uniformément 1 mètre carré (m2) soit :

1\ \mathrm{lx}=1\ \mathrm{lm/m^2}=1\ \mathrm{cd \cdot sr / m^2}.

Parmi les autres unités, on compte :

  • le phot (ph) ou le lumen par centimètre carré (1 ph = 1 lm⋅cm-2 = 10 000 lx) ;
  • le lumen par pied carré ou foot-candle (fc) (1 fc = 1 lm⋅ft-210,764 lx), unité utilisée dans le système impérial ;
  • le nox (1 nox = 1 mlx).

Ordres de grandeur[modifier | modifier le code]

L'éclairement du soleil en été, de face, est de l'ordre de 100 000 lux. La pleine lune donne au mieux 0,2 lux.

Un poste de travail confortable reçoit quelques centaines de lux.

Mesure[modifier | modifier le code]

L'éclairement lumineux est la grandeur photométrique la plus accessible à la mesure directe. Depuis le milieu du XIXe siècle, on a fabriqué des photomètres permettant de quantifier l'éclairement, par comparaison avec une source prise comme référence. La découverte, au cours du même siècle, de l'effet photoélectrique, a permis au XXe siècle le développement d'appareils portables, donnant directement une mesure de l'éclairement.

Le photomètre électrique ou électronique, couramment appelé cellule photoélectrique, destiné à la mesure de l'éclairement se présente comme un boîtier sur lequel affleure une surface blanche, plane, qui est l'élément de surface sur lequel s'effectue la mesure, et un afficheur qui peut-être distant, afin d'éviter que l'observateur ne perturbe la mesure.

Applications[modifier | modifier le code]

Photographie[modifier | modifier le code]

La photométrie trouve sa principale application dans la photographie, argentique ou électronique. On fabrique des photomètres convertissant directement la valeur de l'éclairement lumineux en paramètres photographiques, courammment appelés cellule.

Ces appareils sont adaptés à l'usage qu'en font les photographes. L'objet à photographier n'est pas plat. Chacune de ses parties font donc face à une direction. L'éclairement varie selon la direction. Le photographe doit trouver une valeur convenable pour l'ensemble de ces éléments de surface.

En éclairage artificiel, la surface de mesure plane se dirige vers la source principale, donnant la valeur de l'éclairement pour les plus hautes lumières, qui va servir à déterminer les réglages. On peut éteindre les autres sources pour mesurer. Mais il faut aussi tenir compte de la lumière qui arrive d'autres directions, et plutôt que d'effectuer plusieurs mesures et de calculer ensuite la somme des éclairements, avant de convertir ce résultat en paramètres de l'appareil photographique, les photographes préfèrent utiliser, à la place du plan de mesure, une demi-sphère, désignée couramment comme sphère d'intégration.

Comme la valeur en lux de l'éclairement intéresse moins les photographes que les réglages à reporter sur leur 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.

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 chartes gris neutre, qui ont aussi l'avantage de permettre le réglage des dominantes de couleurs.

En cinéma et en vidéo, la question se pose un peu différemment, puisque le temps de pose est invariable dans les prises de vues courantes, et qu'on s'efforce de garder, quand on peut, la même ouverture de diaphragme pour conserver une régularité entre les plans. Les photomètres destinés à ce marché indiquent souvent la valeur de l'éclairement, en plus du diaphragme à reporter pour une sensibilité donnée, qui en dérive par une opération simple. En éclairage artificiel, on décide de l'éclairement du sujet et on mesure, pour chaque scène, la lumière principale (keylight) et le débouchage des ombres, dont le rapport donne le contraste. Pour ces évaluations, la valeur de l'éclairement est aussi pratique qu'une valeur en EV.

Réglementation[modifier | modifier le code]

En France, des règlements et recommandations définissent l'éclairement lumineux minimal des locaux de travail, ainsi que des couloirs, escaliers et voies de circulation qui les déservent[1].

Pour mesurer l'éclairement des plans de travail, on vend des appareils donnant la mesure en lux, dans des gammes usuelles.

Selon la précision des tâches à exécuter, l'éclairage d'un plan de travail devrait être entre 300 lux et 800 lux[2].

Compléments[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]