Répartition de l’intensité lumineuse (Candlepower Distribution)
La répartition de l’intensité lumineuse désigne la variation de l’intensité lumineuse d’une source dans différentes directions, essentielle pour la conception d...
Un diagramme de répartition décrit la variation d’intensité lumineuse en fonction de l’angle depuis une source lumineuse, essentiel pour adapter les luminaires à des tâches spécifiques et garantir la conformité aux normes dans l’éclairage architectural, industriel et aéronautique.
Un diagramme de répartition est le descripteur fondamental de la façon dont une source lumineuse distribue son intensité dans l’espace. En photométrie et en ingénierie de l’éclairage, comprendre les diagrammes de répartition est essentiel pour concevoir des systèmes d’éclairage sûrs, efficaces et conformes aux normes réglementaires. Cette entrée de glossaire explique le concept de diagramme de répartition, les types de distributions lumineuses, la mesure photométrique et l’application pratique dans des domaines tels que l’architecture, l’industrie et l’aviation.
Un diagramme de répartition précise l’agencement spatial de l’intensité lumineuse (mesurée en candela, cd) émise par un luminaire ou un appareil d’éclairage. Il décrit mathématiquement la luminosité d’une source dans chaque direction, et pas seulement la tache visible ou la forme de la lumière sur une surface.
Le diagramme de répartition est généralement visualisé à l’aide de diagrammes photométriques, le plus souvent des diagrammes polaires, où la longueur d’une ligne à un angle donné depuis le centre représente l’intensité dans cette direction. Il en résulte une “empreinte digitale” unique pour chaque type de luminaire, révélant si sa lumière est focalisée, largement diffusée, symétrique ou asymétrique.
Caractéristiques clés :
Le diagramme de répartition détermine dans quelle mesure un luminaire répond aux exigences de confort visuel, sécurité, efficacité énergétique et conformité aux normes telles que celles de l’Illuminating Engineering Society (IES), de la Commission Internationale de l’Éclairage (CIE), et de l’Organisation de l’Aviation Civile Internationale (OACI). En pratique moderne, des données précises de diagramme de répartition — souvent sous format numérique standardisé — sont essentielles pour la simulation, la conception et la certification en éclairage.
Les schémas de distribution lumineuse aident les professionnels à choisir le bon luminaire pour la bonne application, assurant performance optimale et conformité réglementaire.
L’Illuminating Engineering Society of North America (IESNA) classe les luminaires selon leur diffusion horizontale de lumière, par rapport à la hauteur de montage, pour l’éclairage routier et des zones. Chaque type est adapté à des usages spécifiques :
| Type | Forme de distribution | Applications | Description |
|---|---|---|---|
| I | Linéaire/bidirectionnelle | Allées, routes étroites, pistes cyclables | Allongée, deux côtés le long de l’axe du luminaire |
| II | Linéaire élargie | Petites routes, ruelles, larges allées | Ovale plus large, couvre ~1,75 hauteur de montage |
| III | Arc large | Rues, voies de circulation, parkings | Large, en éventail, couvre ~2,75 hauteurs de montage |
| IV | Demi-circulaire | Périmètres, limites de site | Large portée frontale, jusqu’à 3,7 hauteurs de montage |
| V | Circulaire/carrée | Places, carrefours, espaces ouverts | Uniforme, couverture à 360°, distribution circulaire ou carrée |
Note technique :
Les schémas III et IV minimisent les zones d’ombre et maximisent la couverture utile, tandis que le type V offre un éclairage uniforme dans toutes les directions, idéal pour une installation centrale en espace ouvert.
En aviation, des schémas de distribution analogues sont spécifiés pour l’éclairage de piste, de taxiway et d’approche. Les diagrammes de répartition sont strictement contrôlés pour garantir la visibilité des pilotes sans éblouissement ni pollution lumineuse, conformément à l’Annexe 14 de l’OACI et aux normes nationales.
La National Electrical Manufacturers Association (NEMA) classe les diagrammes de répartition selon l’angle d’ouverture (en degrés) où l’intensité tombe à 10 % de son maximum — utile pour les projecteurs, baies et luminaires directionnels.
| Type NEMA | Angle de faisceau (°) | Description | Usages typiques |
|---|---|---|---|
| 1 | 10–18 × 10–18 | Spot très étroit | Drapeaux, éléments élevés, longues portées |
| 2 | 18–29 × 18–29 | Spot étroit | Accentuation, colonnes, petits arbres |
| 3 | 29–46 × 29–46 | Faisceau étroit | Façades, enseignes |
| 4 | 46–70 × 46–70 | Faisceau moyen | Terrains de sport, extérieur général |
| 5 | 70–100 × 70–100 | Faisceau large | Parkings, grands espaces intérieurs |
| 6 | 100–130 × 100–130 | Faisceau très large | Entrepôts, faible hauteur de montage |
| 7 | 130+ × 130+ | Faisceau ultra large | Marquises, locaux bas, sous-ponts |
Conseil de sélection :
Choisissez les types NEMA pour les applications nécessitant des faisceaux ciblés ou l’accentuation (ex. : sport, éléments architecturaux), et les types IESNA pour la couverture générale des zones.
L’intensité lumineuse (candela, cd) quantifie la lumière émise dans une direction précise. La distribution photométrique est la cartographie complète de l’intensité selon l’angle, base de tout calcul d’éclairage.
Les fabricants fournissent des fichiers photométriques numériques — tels que IES (.ies) ou EULUMDAT (.ldt) — contenant des valeurs d’intensité mesurées à des angles définis. Ces fichiers sont essentiels pour :
Exemple aéronautique :
L’Annexe 14 de l’OACI fixe des exigences minimales et maximales d’intensité pour les feux d’aérodrome dans des secteurs angulaires spécifiques. Les données photométriques certifiées assurent la conformité et la sécurité de la navigation.
Des optiques comme réflecteurs, lentilles ou diffuseurs permettent de modeler la distribution photométrique, créant des diagrammes de répartition sur mesure pour répondre aux besoins architecturaux ou techniques.
Un diagramme de répartition symétrique émet la lumière de façon identique dans toutes les directions autour de son axe.
Un diagramme de répartition asymétrique dirige volontairement davantage de lumière dans une direction préférentielle.
Réglementation OACI :
Les luminaires aéronautiques requièrent souvent une asymétrie (ex. : projection vers l’avant pour l’approche), avec des formes de faisceau précisément définies par les normes.
Les courbes photométriques montrent graphiquement la répartition lumineuse autour d’un luminaire.
Un diagramme polaire affiche les rayons d’intensité à chaque angle depuis le centre :
Si le maximum est de 1200 cd, repérez les angles où l’intensité chute à 600 cd (50 %) ; l’angle entre ces deux points est l’angle de faisceau.
Les feux d’approche doivent présenter des angles de faisceau vertical et horizontal strictement contrôlés, selon l’Annexe 14 de l’OACI, pour maximiser la visibilité des pilotes et minimiser l’éblouissement au sol.
| Aspect | Types IESNA (I–V) | Types NEMA (1–7) |
|---|---|---|
| Focalisation | Couverture de zone (diffusion h.) | Spot/faisceau (angle d’ouverture) |
| Mesure | Largeur à 50 % de l’intensité max | Angle à 10 % de l’intensité max |
| Applications | Routes, places, parkings | Accentuation, sport, architecture |
| Norme | IES LM-63, IES RP-8 | NEMA LE 5-2009 |
| Caractéristique | Symétrique | Asymétrique |
|---|---|---|
| Couverture | Uniforme, tout autour | Ciblée, directionnelle |
| Installation | Simple | Nécessite orientation/conception |
| Efficacité | Modérée | Élevée (peu de débordement) |
| Usages | Grandes hauteurs, espaces ouverts | Routes, façades, éclairage mural, aviation |
En résumé :
Le diagramme de répartition est la caractéristique déterminante des performances d’un luminaire, essentielle pour fournir la bonne lumière, au bon endroit, à la bonne intensité. Qu’il s’agisse de spécifier l’éclairage d’aérodrome pour la sécurité aéronautique, de concevoir un éclairage routier ou architectural, ou d’optimiser des environnements industriels et intérieurs, comprendre et appliquer les données de diagramme de répartition garantit la réussite de tout projet d’éclairage.
Un diagramme de répartition est la distribution spatiale de l’intensité lumineuse émise par une source, montrant la quantité de lumière envoyée dans différentes directions. Il est défini mathématiquement et visualisé à l’aide de diagrammes polaires, déterminant si un éclairage est étroit (spot) ou large (flood), symétrique ou asymétrique, et s’il convient à une tâche ou une application donnée.
Les diagrammes de répartition sont mesurés en laboratoire à l’aide de goniophotomètres, qui enregistrent l’intensité lumineuse (en candela) à différents angles depuis la source. Les données sont représentées sur des diagrammes polaires ou cartésiens, et stockées numériquement dans des fichiers photométriques tels que IES (.ies) ou LDT (.ldt) pour l’utilisation dans des logiciels de simulation et la vérification de conformité.
Un diagramme de répartition symétrique émet la lumière de manière uniforme dans toutes les directions autour de son axe, offrant une couverture homogène. Un diagramme de répartition asymétrique dirige plus de lumière dans une direction spécifique, ce qui est utile pour les routes, les murs ou un éclairage ciblé, améliorant l’efficacité et limitant les débordements indésirables.
L’éclairage aéronautique repose sur des diagrammes de répartition précis afin de garantir que les pistes, voies de circulation et axes d’approche soient parfaitement visibles pour les pilotes en toutes conditions, tout en minimisant l’éblouissement et la pollution lumineuse. Les normes internationales (telles que l’Annexe 14 de l’OACI) définissent des exigences strictes pour l’intensité et la distribution des feux d’aérodrome.
Analysez les besoins du projet, consultez les normes en vigueur (IES, OACI, CIE) et examinez les fichiers photométriques fournis par les fabricants. Utilisez un logiciel de simulation pour modéliser la distribution, vérifier l’éclairement, l’uniformité et le contrôle de l’éblouissement, et assurez-vous que le diagramme de répartition choisi correspond à la tâche et à l’environnement prévus.
Exploitez des diagrammes de répartition précis pour optimiser la performance, la sécurité et l’efficacité énergétique de chaque projet d’éclairage. Simulez et spécifiez le luminaire adapté à vos besoins grâce à des données photométriques fiables.
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