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Comprendre les ampoules

Notions de base d'éclairage

La technologie d'éclairage est une notion qui couvre tous les domaines de génération de lumière, de la mesure de la lumière et de l'application de la lumière générée naturellement.

 

Le monde des ampoules bouge avec l'ampoule à graphène ! (source sciencesetavenir.fr) :

http://www.sciencesetavenir.fr/high-tech/20150330.OBS5992/bientot-en-vente-l-ampoule-a-graphene.html

 

1- La lumière définition

La lumière du soleil est la principale source d’énergie thermique naturelle. Elle se forme au coeur de l’astre.Là à une température que l’on évalue à 15 millions de degrés, la fusion d’atome d’hydrogène et d’hélium produit de l’énergie sous forme de photons. Ces photons sont émis vers la terre grâce à des ondes électromagnétiques vibratoires. Huit minutes leur suffisent pour parcourir les quelques 150 millions de kilomètres qui les séparent de la terre, à la vitesse constante de 300 000 km / s. La lumière du soleil est considérée comme la lumière de référence. Elle émet sur différentes longueurs d’ondes dont on mesure la fréquence en nanomètres ( 1 nanomètre = 1 milliardième de mètre). Ces longueurs d’ondes sont comprises entre 300 et 3000 nm. L’homme n’en distingue qu’une très faible partie entre 380 et 770 nm. En deçà se situent les ultraviolets, au-delà les infrarouges. La commission internationale de l’éclairage a fixé des normes :
Ainsi le rouge correspond à 770 nm, le vert à 546,1nm et le bleu à 435,8 nm.
Des références utiles car c’est à partir de ces 3 couleurs primaires que l’on peut reconstituer la lumière blanche.

 

2- Quelques grandeurs photométrique

 

GRANDEUR PHOTOMÉTRIQUE UNITÉ
1. Flux lumineux Φ Lumen [lm]
2. Intensité lumineuse l Candela [cd]
3. Luminance L Candela/surface [cd/m²]
4. Éclairement E Lux [lx]
5. Efficacité lumineuse Lumen/Watt [lm/W]


Le flux lumineux
Le flux lumineux caractérise la quantité de lumière émise à la tension nominale de la lampe.

Puissance absorbée
Energie électrique absorbée par la lampe en Watt (W)

Intensité lumineuse
Densité du rayonnement emis dans une direction donnée

Luminance
Elle précise le flux lumineux transmis ou produit par toute surface apparent, rectifiée du cosinus de l'angle d'observation et par rapport à l'axe d'observation. La luminance qualifie la qualité visuelle perçue puisqu'elle quantifie la sensation visuelle d'un plan éclairé perçu par l'oeil humain.

luminance ampoule

Eclairement
L'éclairement lumineux correspond à un flux lumineux reçu par unité de surface. L'unité d'éclairement lumineux, le lux (lx), correspond à un flux lumineux de 1 lumen (lm) couvrant uniformément une surface de 1 mètre carré (m²).

Eclairement ampoule photométrie

Efficacité lumineuse
Rapport entre le flux lumineux produit et la puissance consommée

efficacité lumineuse ampoule

 

 

Notions de colorimétrie


1- Le spectre de la lumière

spectre de la lumiere

L'ensemble des radiations émises par une source lumineuse est appelé spectre lumineux. La courbe spectrale d'une lampe nous permet de voir par exemple si cette lampe dégage des infrarouges ou des ultraviolets. Les constructeurs donnent le spectre lumineux de certaines lampes afin de connaître précisément les conséquences d'un éclairage.

Exemples :

spectre lumière du jour
Spectre de la lumière du jour (spectre continue)

spectre ampoule incandescence
Spectre d'une lampe à incandescence (spectre continue mais avec moins de bleu)

spectre lampe sodium basse pression
Spectre d'une lampe sodium basse pression (que du jaune - éclairage publique)

 

2- Température de couleur

La température de couleur permet de déterminer la couleur d'une source de lumière. Elle se mesure en degrés kelvins.
La couleur apparente d'une source lumineuse varie du rouge orangé de la flamme d'une bougie ( 1 850 K ) à bleuté dans le cas d'un flash électronique (entre 5 000 et 6 500 K selon les fabricants)
Pour apprécier l'aspect et la qualité de la lumière il convient d'associer à la température de couleur l'indice de rendu de couleur ou IRC, chiffre entre 0 et 100 qualifiant le respect des couleurs.

Différentes températures de couleur :

3- Indice de rendu des couleurs ou IRC

L'indice de rendu des couleurs, communément appelé l'IRC, est la capacité qu'a une source lumineuse de restituer les différentes couleurs. L'IRC varie de 0 à 100. Plus l'IRC est grand, mieux les couleurs sont restituées. La lumière du jour considérée comme la lumière parfaite détient évidemment le record, puisque son IRC est de 100.

Dans le domaine de l'éclairage, l'IRC permet de savoir si une lampe déforme la perception des couleurs par l'oeil humain. On remarque par exemple que les lampes d'éclairage aux vapeurs de sodium dans les tunnels autoroutiers déforment énormément les couleurs. Ces lampes ont un faible IRC. Par contre, dans certains cas, il est nécessaire d'avoir un éclairage qui ne déforme pas la vision des couleurs (dans les musées ou dans les ateliers de production de peinture).

La température de couleur et l'indice de rendu des couleurs sont les grandeurs qui permettent d'évaluer la qualité de la lumière et de ses couleurs.


Correspondance des couleurs

Certaines lampes telles les fluorescentes peuvent avoir différentes températures de couleur selon l'ambiance lumineuse recherchée. On trouve donc sur ces lampes des indications regroupant à la fois l'indice de rendu des couleurs et de la température de couleur. Par exemple la majorité des lampes fluocompactes vendues au grand public ont le code 827.

Le chiffre 8 indique un IRC entre 80 et 90 et le chiffre 27 désigne la température de couleur à 2700 °K. Ces lampes ont donc un rendu de couleur correct et une température de couleur proche de celle des lampes à incandescence.

 

IRC
Temp de couleur °K
Code
Correspondance
entre 80 et 90
2700
827
Blanc Chaud - lumière jaune comparable à celle d'une ampoule à incandescence classique
entre 80 et 90
3000
830
Blanc - lumière jaune
entre 80 et 90
4000
840
Blanc froid - lumière blanche - souvent utilisé dans les grandes surfaces
entre 80 et 90
6500
865
Blanc très froid - lumière très blanche - lumière du jour - utilisée par exemple dans les hôpitaux
       
Un petit apperçu en image
       
température de couleur ampoules

 

 

http://www.led-fr.net/

http://fr.wikipedia.org/wiki/Lampe_electrique

http://www.osram.fr/osram_fr/actualites-et-savoir-faire/page-daccueil-led/index.jsp

 
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