Introduction

Pour comprendre la lumière, il est nécessaire de connaître un minimum de mots précis, qui permettent ensuite de parler à bon escient des sources lumineuses et de les comparer.

Lumière et rayonnement

La lumière est un rayonnement électromagnétique qui marque l'oeil humain et lui permet d'être vu. Le rayonnement visible se situe entre 380 nm et 780 nm, ce qui représente une infime partie du rayonnement électromagnétique global.

La photosynthèse est réalisée par la chlorophylle de type A ou B.

chlorophylle A
avec deux pics d'absorption à 440nm et 680nm
chlorophylle B
avec deux pics d'absorption à 480nm et 650nm
Flux lumineux

Flux lumineux (F ou Φ)

Il exprime en lumens (lm)
la quantité de lumière émise par une source à la tension nominale de fonctionnement.

l'intensité lumineuse I exprime le flux lumineux Φ passant dans l'angle Ω

Eclairement (E)

Eclairement

On appelle niveau d'éclairement la quantité de flux lumineux tombant sur une surface déterminée (f/A), sur un plan horizontal (Eh) ou vertical (Ev).
L'unité de mesure est le lux (lx). Dans la pratique on relève sa valeur avec un luxmètre.
Par convention, l'éclairement s'exprime, pour un point donné éclairé par un seul luminaire, par le rapport entre l'intensité lumineuse et la distance d'éclairement au carré, rectifié du cosinus de l'angle d'émission (a), par rapport à l'axe optique du luminaire :
E = (I cos a)/d²

Luminance

Luminance (L)

Mesurée en cd/m² elle précise le flux lumineux transmis ou produit par toute surface apparente, rectifiée du cosinus de l'angle d'observation et par rapport à l'axe d'observation. C'est une mesure qui définit la qualité visuelle perçue d'un éclairage puisque elle quantifie la sensation visuelle que perçoit l'oeil humain d'un plan éclairé : impression d'obscurité, de clarté ...

Efficacité lumineuse

Elle indique le rapport en lumens par watts (lm/W) entre le flux lumineux et la puissance absorbée.
Elle diffère selon le type de source lumineuse :
de 10 à 15 lm/W pour une lampe à incadescence jusqu'à 200 lm/W pour une lampe à décharge.

La Température de Couleur (Tc)

C'est la couleur apparente émise par une source lumineuse.
Elle s'exprime en degré Kelvin (0K = -273°C)
par référence au corps noir de Planck et se mesure à l'aide d'un colorimètre.

Les lumières de teinte chaude
tirent sur le jaune-rouge et ont une température de couleur basse de 3000 K et moins.
Les lumières de teinte froide
tirent sur le bleu-violet et ont une température de couleur élevée de 5000 K à 10 000 K.
figure :
représentation graphique de la température de couleur et équivalences.
graphique température de couleur

Régle de Kruithof

Celle-ci traduit la variable psychologique de la lumière, plus la couleur apparente d'une lumière est chaude, plus le niveau d'éclairement peut être faible sans nuire à la sensation de bien être. A l'inverse, plus la couleur apparente d'une lumière est froide, plus son niveau d'éclairement doit être fort, pour éviter une ambiance pâle, blafârde et donc inconfortable.

Indice de rendu des couleurs (IRC ou Ra)

Il indique la capacité d'une lampe à restituer les différentes couleurs couleurs des objets qu'elle éclaire. Il varie de 0 à 100. l'indice maximum (IRC = 100) correspond à une lumière blanche avec un spectre complet et continu de longueurs d'ondes et qui restitue donc toutes les nuances de couleur. Une lampe qui n'émety que des raies spectrales correspondant aux 3 teintes de base (bleu, vert, rouge) peut afficher un bon rendu des couleurs : la combinaison des ces trois couleurs primaires permet à l'oeil de percevoir les nuances du spectre (c'est d'ailleurs sur ce principe que fonctionnent les tubes cathodiques) ... Mais à une condition : chaque couleur doit être présente de façon égale, comme dans le cas de la lumière du jour. Un Ra de 80 à 90 est considéré comme bon et un Ra de 90 à 100 comme très bon.