Intensité d'éclairage

Éclairage Et Installation Électriques 1961

Intensité de la lumière

L'intensité de la lumière est le degré de puissance de la lumière et de clarté de son éclat.

L'intensité d'éclairage est le degré d'éclat de la lumière frappant une surface illuminée ; on la mesure au pied-bougie (candle-foot).

Le pied-bougie est l'unité de mesure de l'intensité d'éclairage sur une surface placée à 12 pouces de distance de la flamme d'une bougie.

Le pouvoir éclairant est l'unité de mesure de l'intensité d'une source de lumière ; l'intensité d'une source de lumière se calcule donc par son pouvoir éclairant, donné en nombre de bougies.

Comme toutes les sources de lumière n'ont pas nécessairement la même surface lumineuse, on désigne souvent les lampes d'éclairage par leur capacité en bougies ou par l'aire en pouces carrés de leur surface apparente ; l'on attribue à une bougie ordinaire un pouce carré de surface.

Voici un tableau donnant l'intensité ordinaire de diverses sources lumineuses, ou lampes.

Chandelle ordinaire: 1" de diamètre: 1 bougie.

Lampe à l'huile ordinaire: 10 à 15 bougies.
Lampe à l'huile avec mèche plutôt large: 16 bougies.
Lampe à l'huile avec manchon Auer: 60 bougies.

Bec de gaz ordinaire: 16 à 18 bougies.
Bec de gaz avec manchon Auer : 75 bougies.

Ampoule électrique à filament de carbone: 3.1 watts requis par bougie.

Lampe électrique à filament d'osmium: 1.03 watts requis par bougie.

Lampe mazda au tungstène : 1 watt requis par bougie.
Lampe mazda à l'azote: 1/2 watt requis par bougie.

ÉCLAIREMENT

L'intensité d'une source de lumière est l'éclairement produit sur une surface orientée perpendiculairement aux rayons émis à l'unité de distance.

On entend par éclairement la quantité d'énergie lumineuse qui arrive sur l'unité de surface pendant l'unité de temps.

 L'éclairement dépend de la quantité de lumière projetée, de la couleur et de la composition de l'objet visible.
Le lustre est l'éclat que jette une surface sous un certain effet lumineux.

Le brillant est l'éclat que réfléchit une surface métallique ou polie, telle que le verre taillé, sous l'effet de la lumière. Si l'on expose au même éclairage l'argent poli et l'argent mat, l'on voit que le premier réfléchit plus de lumière à nos yeux.

Le reflet est un rayon lumineux que réfléchit la surface plane d'un corps. Les corps de couleur claire et les surfaces dures et polies ont un pouvoir réfléchissant supérieur à ceux de couleur foncée ou des surfaces molles et rugueuses.

Le contraste est un facteur important pour la vision: un objet blanc sur fond noir reflétera plus de lumière à nos yeux qu'un objet blanc sur un fond clair.

Les surfaces blanches réfléchissent toutes les couleurs.

Les surfaces de couleur réfléchissent à nos yeux les rayons de leur propre couleur, mais elles absorbent en même temps tous les autres rayons de lumière, et varient quelquefois leurs nuances selon l'intensité de ces rayons. Un corps aura donc la couleur des rayons lumineux qu'il diffuse le plus.

Par exemple, il sera rouge si, absorbant les rayons des autres teintes, il ne renvoie vers nos yeux que de la lumière rouge.

UNITÉS D'ÉCLAIRAGE

La lumière n'a ni forme ni poids: c'est plutôt une sorte d'énergie en mouvement que l'on peut mesurer au moyen d'un instrument spécial.

L'on peut considérer comme constante la vitesse de la lumière, ou plus exactement du flux lumineux, et donc faire abstraction de cette vitesse, en considérant l'intensité de la lumière comme quantité définie, qu'on appellera lumen.

Or un lumen est la quantité de lumière projetée sur une surface d'un pied carré, placée à un pied d'une source lumineuse d'une puissance d'une bougie. (En Europe, on utilise surtout le vocable lux au lieu de lumen).

LUMINOMÈTRE ET LUXMÈTRE

L'invention du photomètre, il y a quelques années, a fort contribué à l'avancement de la photographie.

La photométrie a pour but de mesurer ou plutôt de fournir par comparaison l'intensité d'éclairage des différentes sources lumineuses.

Le luminomètre ou luxmètre est un instrument portatif facile d'emploi, qui permet de mesurer l'intensité de la lumière et surtout de reconnaître rapidement les meilleures sources lumineuses.

L'instrument comporte un cadran

gradué, muni d'une aiguille indiquant l'intensité de lumière, en lumens, pied-bougies ou
lux, d'après l'unité internationale. Une cellule photo-électrique, dispositif très sensible, reçoit la lumière dont on veut mesurer l'intensité et la convertit en énergie électrique qui actionne l'aiguille du cadran. (Fig. 4).
Fig. 4.— Luminomètre ou luxmètre, servant à mesurer l'intensité d'éclairage.

La seule unité reconnue en Amérique pour déterminer l'intensité d'éclairage est le pied-bougie (candie-foot) que l'on désigne aussi parfois sous le nom de pied-chandelle ; cette unité s'adapte le mieux aux divers usages. Voici un tableau indiquant la puissance en pied-bougies de quelques éclairages différents.

Lumière du jour..... 5,000 à 10,000 Pied-bougies

Ombrages exposés à la lumière du jour....... 100 à 1,000 Pied-bougies

Intérieurs avec fenêtre au nord....... 50 à 200 Pied-bougies

Éclairage artificiel à l'intérieur (environ) 5 à 15 Pied-bougies

Éclairage des rues.................. 1 à 2 Pied-bougies

Clair de lune....................... 0 à 0.2 Pied-bougies

Le degré d'éclairage d'une surface s'exprime en pied-bougies.

Cette unité, comme nous venons de le voir, correspond à l'éclairage d'une surface disposée à angle droit et à une distance d'un pied d'une lumière dont l'intensité est d'une bougie.

Ainsi, une feuille de papier placée à un pied de distance d'une lampe incandescente de 16 bougies recevra un éclairage de 16 pied-bougies.

La physique nous apprend que l'éclairage d'un objet est inversement proportionnel au carié de sa distance de la source lumineuse.

Si une feuille de papier est placée à 2 pieds de distance d'une lampe de 16 bougies, elle recevra le quart de la lumière, ou un éclairage équivalant à celui de 4 bougies.

Pour trouver en pied-bougies l'intensité de l'éclairage d'une surface placée à angle droit des rayons lumineux, il suffit de diviser le nombre de bougies ou pouvoir éclairant de la lampe, par le carré de la distance en pieds.

Par conséquent, une lampe de 32 bougies éclairera une surface perpendiculaire, à un pied de distance, avec une intensité de 32 bougies, mais à quatre pieds de distance, avec seulement:

32 / (4)² ou 32/16

soit 2 pied-bougies.

POUVOIR ÉCLAIRANT ET PIED-BOUGIE

II ne faut pas confondre le pouvoir éclairant qui correspond, comme nous venons de le voir, à l'intensité de la source de lumière, et le pied-bougie qui est l'intensité d'éclairage de la surface sur laquelle donne la lumière.

Ainsi le pouvoir éclairant d'une lampe de 32 bougies sur une surface distante de 5 pieds sera:

32/5² = 32/25 = 1.24 pied-bougies

PROBLÈME

Si l'on considère qu'il faut 2 pieds-bougies pour pouvoir lire un texte sans fatigue, à quelle distance doit-on placer à cette fin une lampe de 16 bougies ?

Notre équation nous donne donc :

ou encore 2 pieds 10 pouces. (Ici, d est mis pour distance).

AUTRE PROBLÈME

A quelle distance d'une table doit-on placer une lampe de 32 bougies ?

Une lampe de 64 bougies ?

ÉCLAIRAGE DIRECT, INDIRECT ET SEMI-INDIRECT

L'éclairage est direct, lorsque, partis de la source lumineuse, la majorité des rayons atteignent directement les surfaces éclairées, sans être reflétés par le plafond ou les murs.

Voilà l'éclairage qu'effectuent toutes les lampes avec ampoules claires ou dépolies, en verre opalin, ou avec réflecteur, mais dont la lumière s'étend de haut en bas. Ce système est employé pour éclairer les salles de lecture, les boudoirs, etc.

Dans l'éclairage indirect, la lumière est d'abord dirigée sur les plafonds puis reflétée sur les murs et les objets à éclairer. Tout système qui concentre la lumière par des réflecteurs opaques est appelé indirect.

Cet éclairage, en éliminant les reflets et les ombres, a l'avantage de distribuer la lumière uniformément ; il sert fréquemment dans les salons, les restaurants et généralement dans les salles où la lumière doit jouer un rôle décoratif.

L'éclairage semi-indirect projette une grande partie de la lumière au plafond et sur les murs au moyen d'un réflecteur transparent qui tamise la lumière et permet de la diriger sur les surfaces et objets à éclairer.

Ce système est très en vogue dans les grandes pièces et salles, car il produit un très bel effet décoratif. La source lumineuse s'y trouve dissimulée comme dans le système indirect. Nous reviendrons d'ailleurs plus loin sur ce sujet.