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Éclairage - Lumière, vision, confort visuel et équipements

1.1 Quelques définitions

  • Luminance : quantité de lumière réfléchie par une surface, mesurée par un luminancemètre. Elle correspond à la « brillance » d'une surface éclairée ou d'une source lumineuse telle que perçue par l'œil humain et décrit l'effet de la lumière sur l'œil. Unité de mesure : candela/m2 (cd/m2).
  • Éclairement : quantité de lumière reçue par une surface, mesurée avec un luxmètre. Unité de mesure le LUX (lumen/m2).
    • La grandeur la plus représentative de la qualité de l'éclairage est la luminance. C'est en effet la lumière réfléchie que perçoit l'œil humain. Cependant, celle-ci étant difficilement mesurable, ce sera l'éclairement, représentant la lumière incidente, qui sera dans la pratique considéré (source : CD-ROM Energie +).
  • Contraste : rapport entre la luminosité d’un objet et son environnement, mesuré avec un luminancemètre.
    • C=Lf-Lo/Lf où C : contraste ; Lo : luminance de l’objet ; Lf : luminance du fond sur lequel se découpe l’objet.
  • Flux lumineux : c'est la puissance lumineuse émise par une lampe, exprimée en lumens (lm). Il permet de comparer l'efficacité lumineuse des différentes lampes, exprimée en lumen émis par watt de puissance électrique consommée (lm/W).
  • Intensité lumineuse : quantité de flux lumineux émise dans une direction particulière, exprimée en candelas (cd). Elle permet de caractériser les luminaires en indiquant sur un graphe leur intensité lumineuse dans les différentes directions (pour une source lumineuse de 1000 lumen (lm)).
  • Réflexion : proportion exprimée en pourcentage de lumière reçue par une surface par rapport à la quantité de lumière réfléchie. Le coefficient de réflexion d’une surface est la quantité d’énergie lumineuse réfléchie par cette surface par rapport à celle reçue par celle-ci. Il varie en fonction de la couleur des surfaces et du type de matériau employé. 

    1.2  Le confort visuel

    L’environnement visuel procure une sensation de confort lorsqu’il est possible de voir les objets nettement et sans fatigue dans une ambiance colorée agréable. Le confort est aussi une impression subjective liée à la quantité, la distribution et la qualité de la lumière.

    Les principaux paramètres du confort visuel dont il faut tenir compte sont les suivants :

    • un niveau d’éclairement suffisant de la tâche visuelle et des surfaces de travail ;
    • l’absence d’éblouissement ;
    • l’absence d’ombres gênantes ;
    • le contraste de luminance entre l’objet observé et son support : éviter les contrastes trop important dans le champ visuel ;
    • un rendu des couleurs compatible avec les tâches à accomplir ;
    • une répartition harmonieuse de la lumière dans l’espace ;
    • une teinte de lumière agréable ;
    • les caractéristiques des travailleurs : âge des personnes exécutant le travail, leur acuité visuelle ettravail à accomplir.

    1.3  Équipements

    Le type d’équipement et sa maintenance peuvent avoir un impact majeur sur le confort visuel des opérateurs et plus globalement sur leur santé ainsi que sur l’efficacité énergétique de l’ensemble d’un système d’éclairage.

    La lampe est un dispositif qui transforme l’énergie électrique en lumière. Les lampes sont caractérisées par le flux lumineux, l’efficacité lumineuse, la durée de vie, les couleurs apparentes et le rendu des couleurs.

    • La qualité énergétique d'une lampe est donnée par son efficacité lumineuse (en lm/W) définie comme le rapport du flux lumineux (en lumen) par la puissance électrique absorbée (en watt).
    • Les lampes ont des durées de vie définies : le flux lumineux d'une lampe diminue progressivement au cours de son utilisation. Par ailleurs, une lampe empoussiérée, des réflecteurs et des grilles mal nettoyés diminuent le flux lumineux.
    • Les lampes sont aussi caractérisées par leur spectre lumineux.
    • Les sources lumineuses électriques peuvent être divisées en trois groupes principaux qui se distinguent par différents procédés de transformation de l'énergie électrique en lumière. Le premier groupe comprend les projecteurs thermiques avec les lampes à incandescence et lampes halogènes à incandescence. Le deuxième groupe comprend les lampes à décharge avec une grande gamme de sources lumineuses, par exemple toutes les formes de lampes fluorescentes, les lampes à vapeur de sodium blanc ainsi que les lampes aux halogénures métalliques. Le troisième groupe comprend les projecteurs à base de semi-conducteurs avec les LED (Light Emitting Diode

     

    Le luminaire désigne l’ensemble de l’appareil d’éclairage qui règle et distribue la lumière. Un appareil comprend une ou plusieurs lampes, un ballast (pour les lampes à décharge), un câblage interne et des douilles. Les luminaires peuvent être équipés de dispositifs permettant de limiter l’éblouissement et de mieux diffuser la lumière : diffuseurs tels que paralumes, lentilles, etc.

    Les impacts du choix des équipements et les différentes possibilités pour améliorer la maîtrise des coûts sont abordés dans la Rubrique 3. Conception, zoom sur…, section développement durable, efficacité énergétique et éclairage naturel.

    Liens spécifiques disponibles sur les équipements

    1.4  Liens généraux

    • Architecture et climat - Université catholique de Louvain (Belgique)
      Cette équipe a développé des outils et des formations sur les thématiques suivantes :
      • La perception lumineuse
      • Le confort visuel
      • La lumière naturelle et les grandeurs photométriques (luminance, intensité lumineuse, éclairement…)
      • La typologie des matériaux
      • La complémentarité entre éclairage artificiel et éclairage naturel
      • Les équipements utilisés en éclairage artificiel
         
    • CCHST - Centre canadien d’hygiène et de sécurité au travail / Rubriques ergonomie et éclairage
      Donne des informations sur les grandeurs photométriques, l’éblouissement, le contraste, les principaux types d’éclairage artificiel et les équipements associés.
       
    • CD-ROM Énergie +
      Donne un bon condensé des principales théories en lien avec l’éclairage et reprend les thématiques précédentes. Ce CD-Rom en est à sa sixième version.
       
    • Éclairage naturel et artificiel des bâtiments - Université catholique de Louvain (Belgique)
      Vous trouverez plusieurs ressources disponibles, dont :
      • un guide en ligne sur l’éclairage naturel : aborde les points 1 à 4 ;
      • des documents téléchargeables de formation continue et de cours, dans la rubrique « formation ». Les supports de cours des ateliers complètent les informations du guide naturel des bâtiments en abordant aussi l’éclairage artificiel.
         
    • Entreprise ERCO
    • Guide en ligne reprenant les notions de base, l’éclairage intérieur, les techniques d’éclairage, des logiciels de simulation et de calcul, les étapes de conception de projet, etc.

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