En savoir plus sur l’intensité lumineuse.
Lux Matters
mesurer l’intensité de la lumière n’a rien de nouveau. Cependant, les appareils électroniques modernes sont de plus en plus influencés par les exigences opérationnelles—autonomie, efficacité énergétique, etc.- qui dépendent d’évaluations normalisées basées sur la vision humaine de l’éclairage ambiant. De telles évaluations mesurent quelque chose appelé éclairement, et l’unité SI pour l’éclairement est le lux., Une mesure étroitement liée est le flux lumineux, l’unité SI pour laquelle est la lumière.
le flux lumineux correspond conceptuellement à une quantité de lumière; l’éclairement lumineux, quant à lui, est la quantité de lumière par rapport à la taille de la surface éclairée. Ainsi, il se trouve que lux est défini comme lumens par mètre carré. Par exemple, un 60 watts ampoule à incandescence peut générer 850 lumens; ce flux lumineux ne varie pas en fonction de l’emplacement de l’ampoule.,
Mais l’éclairement fourni par cette ampoule dépend entièrement des circonstances extérieures—si la lumière de l’ampoule est répartie sur une surface de plancher de 16 mètres carrés, vous avez 53 lux, ce qui est probablement suffisant pour monter un escalier sans trébucher. Cette même ampoule dans un placard de 1 mètre carré vous donne 850 lux, ce qui est suffisant pour administrer les premiers soins.
la fonction Luminosité
c’est là que l’éclairement devient particulièrement intéressant. Il est essentiel de comprendre que l’éclairement (et donc aussi le flux lumineux) ne reflète pas une grandeur physique objective., La température est l’énergie cinétique moyenne des molécules; la tension est la différence de potentiel électrique entre deux points. Ces mesures représentent des réalités physiques objectives. Une autre mesure objective est l’irradiance, qui indique la quantité de rayonnement électromagnétique par unité de surface; L’unité SI pour l’irradiance est en watts par mètre carré.
cela ressemble beaucoup à l’éclairement, qui est lumens (c.-à-d., la quantité de lumière) par mètre carré., La différence cruciale est que l’éclairement est subjectif, en ce sens que les valeurs de lux sont ajustées en fonction de la sensibilité spectrale de l’œil humain. En d’autres termes, lors du calcul de l’éclairement, 1 W/m2 de lumière rouge n’équivaut pas à 1 W/m2 de lumière verte, car l’œil humain est plus sensible au vert. Ainsi, l’éclairement est conçu pour transmettre des informations sur la façon dont un être humain pourrait voir dans certaines conditions d’éclairage.
regardez bien la courbe suivante, appelée fonction de luminosité.,
Cette courbe est appelée « CIE photopique modifié par Judd (1951) et » Vos » (1978). »Vous pouvez télécharger les données réelles sous forme de fichier CSV à partir de ce site web. CIE signifie Commission Internationale de l’éclairage (aka International Commission on Illumination), et comme vous l’avez peut-être deviné, cette courbe intègre des corrections basées sur les recherches de Judd et Vos. Beaucoup plus pertinent pour nous est le mot « photopique”, ce qui signifie que cette courbe particulière est valable pour la vision humaine influencée par un éclairage adéquat (c.-à-d., « vision de jour”)., Une courbe qui transmet des données pour la vision nocturne serait étiquetée » scotopique. »
la première chose à remarquer ici est les variations extrêmes dans le spectre visible (c.-à-d., 400 à 700 nm). Les valeurs sont normalisées, ce qui signifie que les efficacités lumineuses sont exprimées par rapport à l’efficacité maximale à 555 nm. Ainsi, si vous aviez des sources lumineuses de 555 nm et 450 nm produisant une irradiance égale, un être humain interpréterait la lumière de 450 nm comme 20 fois moins intense que la lumière de 555 nm.,
les couleurs du blanc
habituellement, nos maisons et nos bureaux ne sont pas éclairés avec des LED monochromes mais avec des ampoules qui génèrent suffisamment de longueurs d’onde différentes pour nous donner une lumière qui apparaît plus ou moins blanche. Néanmoins, la composition spectrale des différentes sources lumineuses peut varier considérablement, et nous devons en tenir compte lors de la mesure de l’éclairement.,
Si vous n’avez pas l’habitude de traduire intuitivement la longueur d’onde en couleur, cette version de la fonction luminosité peut être utile:
tout de suite, nous pouvons voir qu’une source lumineuse fournira plus d’éclairement—c’est—à-dire des valeurs de lux plus élevées-si elle concentre son énergie électromagnétique, Le meilleur exemple d’une telle source est le soleil; les valeurs lux extérieures sont extrêmement élevées non seulement parce que le soleil est si puissant, mais aussi parce que plus de son irradiance est proche du pic de la fonction de luminosité (je suppose qu’il n’est pas surprenant que l’œil humain soit optimisé pour une utilisation avec le soleil). Cependant, la courbe de luminosité ne signifie pas que la source de lumière idéale pour l’activité humaine est quelque chose qui génère tout son rayonnement électromagnétique à 555 nm., Il est vrai que cela produirait le rapport le plus élevé de l’irradiance à l’éclairement, mais les êtres humains préfèrent généralement vivre dans un monde avec plus de couleurs que le vert.
Ce à quoi s’Attendre
Si vous concevez votre propre luxmètre, vous aurez besoin d’un moyen de vérifier que vos résultats sont raisonnables. La meilleure façon de le faire est avec un luxmètre préexistant, mais les Luxmètres préexistants coûtent de l’argent. Peut-être que vous concevez le vôtre précisément parce que vous n’en avez pas déjà un et que vous ne voulez pas en acheter un., Voici donc quelques données d’éclairement approximatives que vous pouvez utiliser pour évaluer la précision de vos mesures.,
conclusion
nous en savons maintenant assez pour formuler une définition concise de l’éclairement: le niveau perçu de luminosité ambiante, en tenant compte de l’intensité lumineuse objective et de la réponse spectrale de l’œil humain., Ainsi, la valeur lux dans un environnement particulier dépend de la quantité de lumière produite par des sources naturelles et/ou artificielles ainsi que des caractéristiques spectrales de cette lumière. Dans un article de suivi, nous discuterons de la façon de calculer réellement une valeur de lux basée sur la sortie d’un appareil sensible à la lumière.
