GRANDEURS / UNITES. Lumière & Energie Lumière & Vie Grandeurs / Unités

Transcription

1 GRANDEURS / UNITES "La lumière est là et les couleurs nous entourent. Néanmoins, si nous ne portions pas de lumière et de couleurs dans nos propres yeux, nous ne les percevrions pas en dehors". Goethe Lumière & Energie Lumière & Vie Grandeurs / Unités

2 Lumière et Energie Le rayonnement visible représente un peu moins de la moitié de l énergie solaire reçue sur la terre. La lumière, après avoir été absorbée par les matériaux se transforme en chaleur!

3 Lumière et Vie La terre est soumise au rayonnement solaire Apparition, dans l eau, des premiers micro-organismes vivants (l eau filtre les rayons les plus «agressifs»)

4 Lumière et Vie La Photosynthèse 6 molécules d H 2 O + 6 molécules de CO 2 + Quelques photons 1 Molécule de glucose + 6 Atomes d Oxygène Génération de l Atmosphère

5 Lumière et Vie Le rayonnement Ultraviolet transforme l Oxygène en Ozone L Ozone constitue un écran contre les ultraviolets La vie peut enfin se développer hors de l eau

6 Flux lumineux Eclairement Luminance Intensité

7 Le flux lumineux Quantité d énergie lumineuse émise par unité de temps Unité = lumen [lm]

8 Le flux lumineux Incandescence 75 watts Décharge 70 watts 1055 lumens 5600 lumens

9 L éclairement Quantité d énergie lumineuse reçue par unité de temps Unité: lumen/m 2 lux

10 L éclairement Une surface d 1 m 2 bénéficiant d un éclairement uniforme de 100 lux reçoit un flux de : (100 lumens x 1 m 2 = 100 lm/m 2 = 100 lux) (1000 lm.m -2 x 0.2 m 2 = 200 lm) 100 lumens Une surface de 20 cm 2 bénéficiant d un éclairement uniforme de 1000 lux reçoit un flux de : 200 lumens Une surface de 5 m 2 recevant un flux de 2000 lumens bénéficie d un éclairement moyen de : (2000 lumens / 5 m 2 = 400 lux) 400 lux

11 L éclairement Valeurs typiques Pleine lune Ciel couvert Plein soleil 0.01 lux lux lux

12 L éclairement Niveaux recommandés Exigence Très Elevées Elevées Moyennes Grossières Faibles Très Faibles Eclairement lux 500 lux 300 lux 200 lux 150 lux 100 lux

13 d 2 L éclairement décroît proportionnellement au carré de la distance d 1

14 L éclairement décroît en fonction de l angle d incidence des rayons

15 L intensité lumineuse Flux lumineux émis dans une direction donnée Unité: candela

16 L intensité lumineuse Intensité d une bougie = 1 candela Perceptible (par temps clair) à 27 km

17 L intensité lumineuse Chaque luminaire peut être caractérisé par une ou des indicatrice(s) des intensités

18 Pour les luminaires de type «spot», l angle d ouverture du faisceau indique l angle pour lequel l intensité est égale à la moitié de l intensité maximale 1/2 Indicatrice des intensités 1

19 lux Pour les luminaires de type «spot», I éclairement est souvent indiqué en fonction de la distance lux 730 lux

20 L intensité lumineuse Indicatrice des intensités

21 Rapport Eclairement / Intensité lumineuse d θ E = I cos( ) / d 2

22 Rapport Eclairement / Intensité lumineuse Eclairement reçu sur un plan horizontal - à une hauteur de 3 m, - sous un angle de h = 3m d 180 cd

23 Rapport Eclairement / Intensité lumineuse E = I cos / d 2 d = h / cos 30 = 3 / 0,866 = 3,464 m d 2 = 12 E 3m = ,866 / 12 E 3m = 13 lux E 2m = 29 lux E 5m = 5 lux

24 La Luminance Intensité lumineuse émise par une surface dans une direction donnée, rapportée à la surface apparente de la surface considérée Unité: candela/m 2

25 La Luminance S a S L = I / S a L = I / S.cos( )

26 La Luminance Source primaire Milliers de candela/m 2 Centaines de candela/m 2 Source secondaire

27 La Luminance SOURCES PRIMAIRES Soleil : Lampe à incandescence 100W claire Lampe à incandescence 100 W dépolie Tube fluorescent 40W (38 mm) Bougie Ecran ordinateur SOURCES SECONDAIRES Lune : Papier Blanc (r = 0.8, E = 400 lux) Papier Gris (r = 0.4, E = 400 lux) Papier Noir (r = 0.01, E = 400 lux) Valeurs typiques Cd/m Cd/m Minimum perception oeil 10-5

28 Rapport Eclairement / Luminance L = E/ ( = facteur de réflexion, E = éclairement) Une feuille de papier blanc éclairée à 500 lux (L = 0.8 * 500 / ) L = 135 cd/m 2

29 La Luminance L œil est un luminance-mètre

30 La Luminance L œil est un luminance-mètre