Une source lumineuse émet un rayonnement visible, mesuré en photométrie selon la perception de la luminosité par l’humain. Elle est centrale à la conception de l’éclairage, notamment en aviation, avec un accent sur la fiabilité, le rendement et le respect des normes réglementaires.
Une source lumineuse est toute entité physique ou dispositif conçu qui émet un rayonnement électromagnétique dans le spectre visible (environ 380 à 780 nanomètres). Les sources lumineuses sont à la base de l’éclairage naturel comme artificiel, agissant comme points d’origine des photons qui interagissent avec l’environnement et les observateurs humains. En photométrie, ces sources sont caractérisées par la façon dont leur émission est perçue en termes de luminosité et de couleur par l’œil humain, et non seulement par la quantité d’énergie émise.
Les sources lumineuses peuvent être :
Le mécanisme d’émission varie :
Chaque type de source présente une distribution spectrale de puissance (SPD) unique, impactant la couleur perçue, le rendement lumineux et la pertinence pour des applications spécifiques.
Figure : Fonction de luminosité photopique CIE 1931 (V(λ)). La sensibilité maximale de l’œil humain se situe à 555 nm.
La photométrie est la science qui quantifie la lumière visible en fonction de la vision humaine. Contrairement à la radiométrie, qui mesure l’énergie absolue (watts) sur toutes les longueurs d’onde, la photométrie applique une fonction de pondération (la fonction de luminosité) pour tenir compte de la sensibilité variable de l’œil selon la longueur d’onde.
| Grandeur | Symbole | Unité | Ce qu’elle mesure |
|---|---|---|---|
| Flux lumineux | Φv | lumen (lm) | Quantité totale de lumière visible |
| Intensité lumineuse | Iv | candela (cd) | Lumière émise dans une direction |
| Luminance | Lv | cd/m² (nit) | Luminosité d’une surface |
| Éclairement | Ev | lux (lx) | Lumière reçue par une surface |
| Exitance lumineuse | Mv | lm/m² (lux) | Lumière quittant une surface |
| Rendement lumineux | η | lm/W | Efficacité de production lumineuse |
L’œil humain est le plus sensible à la lumière vert-jaune (555 nm) dans des conditions photopiques (bien éclairées). Cette sensibilité est modélisée par la fonction de luminosité (V(λ)), normalisée par la CIE. En faible luminosité (scotopique), la sensibilité se déplace vers le bleu (507 nm).
Cette fonction permet de traduire l’énergie radiante physique en grandeurs perceptives :
La SPD décrit la quantité de lumière qu’une source émet à chaque longueur d’onde. Elle détermine :
Les SPD varient :
La SPD est cruciale pour :
Mesure la quantité totale de lumière visible émise. Pondéré par la sensibilité de l’œil, il sert à comparer la sortie globale de différentes sources.
Mesure la lumière émise dans une direction donnée par unité d’angle solide. Critique pour les feux de signalisation, balises et éclairages directionnels.
Décrit la luminosité perçue d’une surface dans une direction donnée. Importante pour les écrans, la signalétique et les indicateurs de cockpit.
Quantité de lumière reçue par une surface. Utilisé en conception d’éclairage pour garantir une visibilité suffisante pour les tâches et la sécurité.
Quantité de lumière quittant une surface par unité de surface. Évalue la visibilité des surfaces éclairées ou auto-lumineuses.
Efficacité de conversion de l’énergie en lumière visible. Plus la valeur est élevée, plus l’éclairage est efficace. Les LED surpassent largement les lampes à incandescence.
Tous les instruments doivent être étalonnés conformément à la candela du SI pour garantir la fiabilité des mesures.
L’éclairage aéronautique doit répondre à des exigences strictes :
Le flux lumineux se calcule en intégrant la distribution spectrale de puissance pondérée par la fonction de luminosité :
[ \Phi_v = 683 \cdot \int_{380,nm}^{780,nm} V(\lambda) \cdot \Phi_{e,\lambda}(\lambda) d\lambda ]
Où :
| Grandeur | Symbole | Unité photométrique | Analogue radiométrique | Signification |
|---|---|---|---|---|
| Flux lumineux | Φv | lumen (lm) | Flux radiant (W) | Quantité totale de lumière visible |
| Intensité lumineuse | Iv | candela (cd) | Intensité radiante (W/sr) | Lumière émise dans une direction |
| Luminance | Lv | cd/m² (nit) | Luminance (W/m²·sr) | Luminosité d’une surface |
| Éclairement | Ev | lux (lx) | Irradiance (W/m²) | Lumière reçue par une surface |
| Exitance lumineuse | Mv | lux (lx) | Exitance radiante (W/m²) | Lumière quittant une surface |
| Rendement lumineux | η | lm/W | — | Lumière produite par puissance |
Les sources lumineuses sont à l’origine de toute illumination visible, et comprendre leurs propriétés photométriques est essentiel pour un éclairage efficace, efficient et conforme dans les environnements techniques, commerciaux et réglementés — notamment dans des secteurs critiques comme l’aviation. La photométrie fait le lien entre l’émission physique brute et l’expérience visuelle humaine, garantissant que les systèmes d’éclairage répondent à la fois aux exigences objectives et perceptives.
Pour des résultats optimaux en conception d’éclairage, considérez toujours :
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En photométrie, une source lumineuse est tout objet physique ou dispositif conçu qui émet un rayonnement électromagnétique visible (longueurs d’onde 380–780 nm), comme le soleil, les ampoules à incandescence, les LED ou les organismes bioluminescents. Elle se caractérise non seulement par son émission physique mais aussi par la façon dont sa lumière est perçue par l’œil humain.
La photométrie mesure la lumière à l’aide de grandeurs telles que le flux lumineux (lumens), l’intensité lumineuse (candelas), l’éclairement (lux) et la luminance (nits). Ces valeurs sont obtenues en pondérant la sortie spectrale de la source avec la courbe de sensibilité de l’œil humain, assurant ainsi que les mesures correspondent à la perception visuelle humaine.
La distribution spectrale de puissance (SPD) décrit la quantité de lumière qu’une source émet à chaque longueur d’onde. Elle détermine la couleur, le rendement lumineux et l’efficacité visuelle de la source. La SPD est cruciale pour garantir la conformité aux normes dans des domaines tels que l’aviation, où des couleurs et intensités précises sont requises pour la sécurité.
La radiométrie mesure tout le rayonnement électromagnétique (y compris l’invisible), avec des unités physiques telles que le watt. La photométrie ne mesure que la lumière visible, pondérée par la sensibilité visuelle humaine, avec des unités comme le lumen et la candela. Les mesures photométriques sont essentielles dans les domaines où la perception humaine est cruciale.
Le rendement lumineux (lumens par watt) quantifie l’efficacité avec laquelle une source lumineuse convertit l’énergie électrique en lumière visible. Un rendement élevé signifie plus de lumière produite pour moins d’énergie, ce qui est vital pour les économies d’énergie, la durabilité et la conformité aux normes réglementaires dans la conception moderne de l’éclairage.
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