📌 L'essentiel
- La lumière est une onde électromagnétique voyageant à environ 300 000 km/s.
- La compréhension de la lumière a évolué des théories d’émission aux modèles ondulatoires puis corpusculaires.
- La spectroscopie permet de décomposer la lumière en spectres visibles et invisibles.
- Paramètres d’éclairage clés : intensité (candela), flux lumineux (lumen), éclairement (lux), luminance (cd/m²).
- La température de couleur (K°) influence la perception psychologique et la couleur perçue.
- L’indice de rendu des couleurs (IRC) mesure la fidélité de restitution chromatique.
- La réglementation de l’éblouissement s’appuie sur l’indice UGR.
- La gradation (dimming) s’effectue via différentes technologies (DMX, Dali, PushDim).
- Les éclairages intelligents utilisent des réseaux (Casambi, Dali, DMX).
- La maîtrise de la propagation et décomposition permet d’optimiser confort et vision.
📖 Concepts clés
Lumière : Onde électromagnétique visible ou invisible, se propageant à vitesse finie.
Spectre électromagnétique : Ensemble des longueurs d’onde (Gamma à Ondes radio).
Décomposition de la lumière : Séparation en couleurs grâce à prisme ou filtres, révélant spectre visible et invisible.
Température de couleur (K°) : Apparence chromatique d’une source lumineuse, allant du chaud au froid.
Indice de rendu des couleurs (IRC) : Capacité à restituer fidèlement les couleurs d’un objet sous une lumière donnée.
📐 Formules et lois
Flux lumineux : $$F = 1 \times \Omega$$
Éclairement : $$E = \frac{I}{d^2}$$ (Lux, où I = intensité en candelas, d = distance)
Luminance : $$L = \frac{\text{lumen}}{\text{m}^2}$$ (candela par mètre carré, cd/m²)
Relation flux/intensité : $$\text{Flux} = \text{Intensité} \times \Omega$$
Spectre lumineux : La lumière blanche = somme des couleurs du spectre visible.
🔍 Méthodes
- Identifier la nature de la lumière (émission, onde, particules).
- Choisir la source selon paramètres : température, IRC, flux.
- Calculer l’éclairement : $$E = \frac{F}{A}$$ ou $$E = \frac{I}{d^2}$$.
- Sélectionner une technologie de gradation adaptée (Dimming).
- Optimiser luminance et UGR pour le confort visuel.
- Analyser la décomposition du spectre pour caractériser la lumière.
- Vérifier la conformité avec les normes d’éclairage.
💡 Exemples
- Utilisation d’un prisme pour décomposer la lumière blanche, révélant le spectre visible.
- Choix d’une température de couleur : 3000K pour une ambiance chaleureuse, 6500K pour une lumière froide.
- Calcul d’éclairement : dans une salle de classe, si flux = 2000 lm sur 20 m², alors $$E = \frac{2000}{20} = 100, \text{lux}$$.
⚠️ Pièges
- Confondre flux lumineux (lm), éclairement (lx) et luminance (cd/m²).
- Négliger l’indice IRC lors d’éclairage de espaces où la perception des couleurs est cruciale.
- Sous-estimer l’impact de l’indice UGR pour éviter l’éblouissement.
- Mal choisir la température de couleur selon l’usage (ex : lumière froide pour détente).
- Mal calibrer la gradation ou les réseaux de commande (DMX, Dali), ce qui peut créer des inconsistances ou dysfonctionnements.
📊 Synthèse comparative
| Paramètre | Unité | Rôle |
|---|
| Candela (cd) | cd | Intensité lumineuse d’une source |
| Lumen (lm) | lm | Quantité totale de flux lumineux |
| Lux (lx) | lx | Eclairement reçu par une surface |
| Luminance | cd/m² | Perception de la lumière émise par une surface |
| Température de couleur | K° | Aspect chromatique de la lumière |
| IRC | - | Fidélité de la restitution des couleurs |
| UGR | - | Niveau d’éblouissement |
✅ Checklist examen
- Connaître les paramètres fondamentaux (lm, lx, cd/m²).
- Maîtriser la décomposition spectrale et ses applications.
- Savoir calculer l’éclairement dans un espace.
- Comprendre les critères de confort visuel (UGR, luminance).
- Savoir choisir une source en fonction de la température de couleur et de l’IRC.
- Connaitre les principales technologies de gradation et de réseau (Dali, DMX).
- Être capable d’interpréter les spectres lumineux et leur impact pratique.
Synthèse rapide
- La lumière est une onde électromagnétique se déplaçant à grande vitesse (~300 000 km/s).
- Son étude a évolué d’approches d’émission à ondulatoires puis corpusculaires, enrichissant la compréhension physique.
- La décomposition spectrale a permis d’identifier des propriétés physiques et esthétiques.
- Les paramètres d’éclairage (intensité, flux, éclairement, luminance) sont essentiels pour concevoir des espaces confortables.
- La température de couleur et l’indice IRC influencent la perception visuelle et chromatique.
- La réglementation vise à limiter l’éblouissement avec des indices comme UGR.
- Les techniques de gradation modernes utilisent diverses technologies (DMX, Dali, sans fil).
- La maîtrise technique et scientifique de la propagation et décomposition optimise la qualité de l’éclairage.