Répartition lumineuse – Schéma d’intensité lumineuse dans l’espace – Photométrie

Qu’est-ce que la répartition lumineuse ?

La répartition lumineuse est le schéma spatial décrivant comment l’intensité lumineuse rayonne d’un luminaire ou appareil d’éclairage dans son environnement. Elle englobe à la fois la direction et la magnitude du flux lumineux et se visualise à l’aide de techniques photométriques. Le schéma est déterminé par le système optique de l’appareil — réflecteurs, lentilles, diffuseurs — ainsi que par son orientation et position de montage.

Les ingénieurs et concepteurs en éclairage analysent la répartition lumineuse pour garantir des performances optimales selon l’application, qu’il s’agisse d’éclairer un couloir, un parking ou de mettre en valeur des éléments architecturaux. La répartition est quantifiée à l’aide de courbes d’intensité lumineuse (en candelas), créant des « courbes de répartition lumineuse » tridimensionnelles qui mettent en évidence les zones de forte et faible illumination.

Les normes d’organismes tels que l’Illuminating Engineering Society (IES) et la Commission Internationale de l’Éclairage (CIE) définissent les répartitions appropriées pour différentes tâches. Les essais photométriques réalisés dans des conditions contrôlées produisent des données utilisées dans des fichiers techniques (par exemple, format IES LM-63). Comprendre la répartition lumineuse est essentiel pour choisir des luminaires maximisant l’efficacité, respectant les codes de sécurité et assurant le confort visuel.

Pourquoi les schémas de répartition lumineuse sont-ils importants ?

Le schéma de répartition lumineuse est crucial pour l’efficacité, la sécurité et la conformité de toute installation d’éclairage :

• Uniformité : Prévient les zones d’ombre dangereuses et l’éblouissement excessif dans les routes, terrains de sport, sites industriels, etc.
• Efficacité : Dirige la lumière uniquement là où elle est nécessaire, économisant de l’énergie et réduisant les coûts opérationnels.
• Impact environnemental : Une mauvaise répartition cause la pollution lumineuse (halo, intrusion, éblouissement), affectant riverains, faune et astronomie. Des réglementations comme celles de l’International Dark-Sky Association fixent des limites à la lumière vers le ciel.
• Esthétique & expérience : La répartition permet de mettre en valeur l’art, le paysage ou l’architecture, et crée un sentiment de sécurité et de confort.

Le choix du bon type de répartition est une décision stratégique — influençant la performance visuelle, la conformité, la responsabilité environnementale et l’expérience utilisateur.

Concepts clés en photométrie

Rapports photométriques

Un rapport photométrique détaille comment un luminaire émet la lumière, servant de base à la conception, la simulation et la conformité réglementaire. Généré à l’aide d’un goniophotomètre, il mesure l’intensité lumineuse à différents angles et fournit des données aux formats IES LM-63 et EULUMDAT.

Éléments clés :

• Flux lumineux (lumens)
• Distribution d’intensité lumineuse (candelas/angle)
• Caractéristiques de couleur (CCT, IRC)
• Consommation électrique (watts)
• Graphe polaire d’intensité lumineuse et résumé des lumens zonaux

Les rapports peuvent préciser la hauteur de montage, les critères d’espacement et les grilles d’éclairement. Ils sont essentiels pour les logiciels de conception et nécessaires pour l’approbation réglementaire et les certifications environnementales.

Intensité lumineuse

L’intensité lumineuse (candela, cd) mesure la lumière visible émise dans une direction donnée, calculée comme le flux lumineux par stéradian. Contrairement au flux lumineux total (en lumens), l’intensité décrit la directionnalité.

Elle se visualise par des graphiques polaires, montrant la distribution spatiale de la lumière émise par l’appareil. Les zones de forte intensité correspondent au faisceau principal ; les zones de faible intensité indiquent la lumière périphérique ou parasite. Les normes limitent souvent l’intensité à certains angles pour contrôler l’éblouissement et l’intrusion lumineuse.

Angle de faisceau

L’angle de faisceau est la largeur angulaire (en degrés) où un luminaire émet au moins 50 % de son intensité maximale. Il détermine si le faisceau lumineux est étroit ou large :

• Étroite (10°–25°) : Accentuation, mise en valeur, effets
• Large (60°–120°) : Éclairage général de zones

L’angle de faisceau influence le positionnement du luminaire, la hauteur de montage et l’uniformité. Les fabricants indiquent l’angle de faisceau et l’angle de champ dans leurs fiches techniques, permettant aux concepteurs de choisir l’appareil adapté à l’application.

Rapport de hauteur de montage

Le rapport de hauteur de montage compare la distance verticale entre le luminaire et le sol à la largeur de la zone éclairée. Par exemple, une hauteur de montage de 10 mètres et un rapport de 2,75 permettent d’éclairer une largeur de 27,5 mètres. Les rapports faibles indiquent des répartitions étroites (ex. : IES Type I), tandis que les rapports élevés indiquent des schémas plus larges (Type IV/V).

Des rapports de montage appropriés garantissent la conformité, l’efficacité et la sécurité visuelle.

Graphe polaire d’intensité lumineuse

Un graphe polaire d’intensité lumineuse représente la distribution de l’intensité depuis un luminaire à différents angles. Le luminaire est au centre ; les lignes radiales indiquent l’intensité (cd) selon les angles. Ces graphes permettent d’identifier les répartitions symétriques/asymétriques et sont essentiels pour maîtriser l’éblouissement et la lumière parasite dans les applications sensibles.

Résumé des lumens zonaux

Un résumé des lumens zonaux quantifie le pourcentage du flux lumineux total émis dans des zones angulaires définies (ex. : 0°–30°, 30°–60°, 60°–90°, etc.). Ceci est crucial pour la conformité aux normes limitant la lumière vers le ciel et la pollution lumineuse.

Types de répartition lumineuse

Types de répartition IESNA (Type I–V)

L’Illuminating Engineering Society of North America (IESNA) définit cinq principaux types de répartition pour l’éclairage extérieur :

• Type I : Linéaire ; idéal pour les chemins étroits/allées.
• Type II : Plus large ; pour entrées, allées.
• Type III : Large, vers l’avant ; parkings, périmètres.
• Type IV : Semi-circulaire, vers l’avant ; limites de sites, sécurité.
• Type V : Symétrique ; grands espaces ouverts, places.

Types de diffusion NEMA

La National Electrical Manufacturers Association (NEMA) classe les luminaires selon l’angle de faisceau où l’intensité chute à 10 % du maximum :

Les types NEMA sont essentiels pour les spots et projecteurs — lorsqu’une directionnalité précise est requise.

Comparaison IESNA et NEMA

L’IESNA s’applique à l’éclairage de grandes surfaces ; la NEMA pour les tâches directionnelles et ciblées.

Comment lire un diagramme de répartition lumineuse

Un diagramme de répartition lumineuse (courbe photométrique) représente visuellement l’émission lumineuse dans différentes directions :

• Graphe polaire : Le centre est le luminaire ; les rayons indiquent l’intensité selon les angles.
• Plans C0–C180 et C90–C270 : Montrent la symétrie longitudinale et latérale.
• Largeur du faisceau : Identifiée par la forme et la longueur de la courbe.

Lire ces diagrammes permet aux concepteurs d’assurer l’uniformité, d’éviter les zones d’ombre et de respecter les normes d’éclairage.

Répartition lumineuse en pratique

• Routes : Nécessitent les types II, III ou IV pour une couverture uniforme et sécurisée.
• Parkings/Places : Type V pour un éclairage à 360°.
• Chemins piétons : Type I pour une couverture linéaire étroite.
• Art/Mise en valeur : Types NEMA étroits pour des faisceaux focalisés.

Les logiciels modernes (DIALux, AGi32) utilisent les données photométriques pour modéliser les installations et garantir la conformité.

Considérations environnementales et réglementaires

• Pollution lumineuse : Contrôlée en limitant la lumière vers le ciel (lumens zonaux au-dessus de 90°) et l’éblouissement (intensité max selon les angles).
• Conformité ciel étoilé : Les luminaires à faible émission vers le ciel et à répartition précise réduisent le halo lumineux.
• Codes énergétiques : Beaucoup exigent une documentation photométrique pour l’approbation.

Résumé

• La répartition lumineuse décrit comment les luminaires émettent la lumière dans l’espace, influençant la couverture, l’uniformité et le confort visuel.
• Indicateurs clés : angle de faisceau, rapport de montage, graphe polaire, résumé des lumens zonaux.
• Les classifications IESNA et NEMA guident le choix des luminaires selon l’application.
• Une bonne répartition garantit sécurité, efficacité énergétique, conformité et protection de l’environnement.

Pour aller plus loin

• Manuel de l’éclairage IES
• International Dark-Sky Association
• Publications CIE

Si vous avez besoin de conseils sur l’analyse photométrique, le choix des luminaires ou la conformité, contactez nos experts en éclairage ou planifiez une démo .