QCM : Maîtrise des grandeurs photométriques et de la lumière naturelle — 24 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle grandeur photométrique mesure la quantité totale de lumière émise par une source, pondérée par la sensibilité de l’œil, et s’exprime en lumen ?

L’éclairement
L’intensité lumineuse
Le flux lumineux
La luminance

Le flux lumineux

Explication

Le flux lumineux quantifie la lumière rayonnée dans tout l’espace et son unité est le lumen. L’éclairement se mesure en lux et la luminance en cd/m².

2. Quelle grandeur photométrique caractérise l’efficacité d’une source en reliant son flux lumineux à sa puissance électrique, avec pour unité le lumen par watt ?

L’intensité lumineuse
Le flux lumineux
Le rendement lumineux
La luminance

Le rendement lumineux

Explication

Le rendement lumineux est défini par le rapport entre le flux lumineux et la puissance électrique, soit en lm/W. Le flux seul ne mesure pas l’efficacité de la source.

3. Quelle relation exprime correctement le rendement lumineux d’une source ?

η = I / S
η = Φ / P
η = E × D²
η = P / Φ

η = Φ / P

Explication

Le rendement lumineux est le rapport du flux lumineux à la puissance électrique. Les autres expressions correspondent à d’autres grandeurs ou ne sont pas cohérentes.

4. Que compare le flux lumineux d’une lampe à puissance identique lorsqu’il est plus élevé ?

La surface éclairée est plus petite
La source est plus éloignée
La luminance de la pièce diminue
La source est plus efficace

La source est plus efficace

Explication

À puissance égale, un flux plus élevé signifie un meilleur rendement lumineux, donc une source plus efficace. La distance ou la surface éclairée ne sont pas directement définies par le flux.

5. Quelle grandeur photométrique quantifie le flux reçu par une surface et s’exprime en lux ?

L’éclairement
La luminance
L’intensité lumineuse
Le flux lumineux

L’éclairement

Explication

L’éclairement est la quantité de flux lumineux reçue par unité de surface et s’exprime en lux. Le flux est en lumen et la luminance en cd/m².

6. Quelle relation définit l’intensité lumineuse dans une direction donnée ?

I = Φ / S
I = E × S
I = P / Φ
I = Φ / Ω

I = Φ / Ω

Explication

L’intensité lumineuse correspond au flux émis dans une direction rapporté à l’angle solide. La relation avec une surface concerne l’éclairement, pas l’intensité.

7. Pour une source ponctuelle en incidence normale, comment varie l’éclairement avec la distance ?

Il est proportionnel au carré de la distance
Il ne dépend pas de la distance
Il est inversement proportionnel à la distance
Il est inversement proportionnel au carré de la distance

Il est inversement proportionnel au carré de la distance

Explication

La loi du carré indique que l’éclairement décroît comme 1/D² pour une source ponctuelle. Ce n’est pas une décroissance en 1/D.

8. Que prédit la loi du cosinus lorsque l’angle entre les rayons et la normale à la surface augmente ?

La luminance devient nulle
L’éclairement augmente
L’éclairement diminue
Le flux lumineux change de définition

L’éclairement diminue

Explication

La loi du cosinus montre que la composante perpendiculaire du rayonnement diminue quand l’angle augmente. L’éclairement baisse donc avec la déviation par rapport à la normale.

9. Quelle grandeur décrit la brillance perçue d’une surface dans une direction donnée et s’exprime en cd/m² ?

L’intensité lumineuse
La luminance
L’éclairement
Le flux lumineux

La luminance

Explication

La luminance caractérise la brillance apparente d’une surface dans une direction donnée. Son unité est la candela par mètre carré.

10. Sur quoi repose principalement le contraste de luminance entre un objet et son fond ?

Sur la puissance électrique de la source
Sur la différence de leurs angles solides
Sur le rapport de leurs luminances
Sur la somme de leurs flux lumineux

Sur le rapport de leurs luminances

Explication

Le contraste de luminance est défini à partir du rapport des luminances de l’objet et du fond. Il ne dépend pas directement de la puissance électrique.

11. Comment se nomme le déplacement de la lumière modélisé par des rayons se propageant en ligne droite ?

La diffraction
La diffusion
La propagation rectiligne
La réfraction

La propagation rectiligne

Explication

La propagation rectiligne décrit le trajet de la lumière en ligne droite. La réfraction et la diffraction correspondent à d’autres phénomènes optiques.

12. Que se passe-t-il lorsqu’une lumière traverse un petit trou et forme une image ?

L’image est inversée
L’image est agrandie sans inversion
L’image disparaît
L’image devient colorée par absorption

L’image est inversée

Explication

Le petit trou produit une image inversée, ce qui illustre la propagation rectiligne. Ce n’est ni un effet d’agrandissement ni d’absorption.

13. Quelle égalité traduit la conservation de l’énergie lumineuse lors des interactions lumière-matière ?

ρ = τ + α + 1
ρ + τ + α = 1
ρ × τ × α = 1
ρ + τ = α

ρ + τ + α = 1

Explication

La somme des parts réfléchie, transmise et absorbée vaut 1. Cette relation exprime la conservation de l’énergie lumineuse.

14. Quel comportement correspond à un matériau absorbant ?

Un coefficient d’absorption proche de 1
Un coefficient de transmission proche de 1
Des coefficients égaux à 1/3
Un coefficient de réflexion proche de 1

Un coefficient d’absorption proche de 1

Explication

Un matériau absorbant a une absorption proche de 1, avec réflexion et transmission faibles. Un matériau transparent serait plutôt caractérisé par une transmission proche de 1.

15. Que représente le facteur de lumière du jour dans un local ?

La part d’énergie absorbée par un matériau
La luminance d’une paroi par rapport au sol
Le rapport entre l’éclairement intérieur et l’éclairement extérieur horizontal simultané
Le rapport entre le flux d’une lampe et la surface d’un vitrage

Le rapport entre l’éclairement intérieur et l’éclairement extérieur horizontal simultané

Explication

Le facteur de lumière du jour compare l’éclairement intérieur reçu à l’éclairement extérieur horizontal simultané, généralement par ciel couvert. Il s’exprime en pourcentage.

16. Quelles sont les trois composantes du facteur de lumière du jour ?

Flux, intensité et luminance
Ciel, sol et plafond
Directe, réfléchie extérieure et réfléchie intérieure
Diffuse, absorbée et transmise

Directe, réfléchie extérieure et réfléchie intérieure

Explication

Le FLJ se décompose en composante directe, réflexion extérieure et réflexion intérieure. Les autres propositions mélangent des grandeurs ou des éléments géométriques.

17. Quel effet principal une obstruction devant une fenêtre produit-elle sur la lumière naturelle ?

Elle supprime la composante intérieure
Elle augmente toujours la transmission du vitrage
Elle réduit la vision vers le ciel et diminue les pénétrations lumineuses
Elle transforme la lumière en réflexion diffuse

Elle réduit la vision vers le ciel et diminue les pénétrations lumineuses

Explication

Une obstruction limite le champ de ciel visible et réduit donc la lumière reçue à l’intérieur. Elle ne change pas la transmission du vitrage elle-même.

18. Quand la composante réfléchie intérieure devient-elle relativement importante dans un local ?

Au fond du local
Juste devant l’ouverture
Seulement quand il n’y a aucune fenêtre
Uniquement à l’extérieur du bâtiment

Au fond du local

Explication

La composante réfléchie intérieure prend de l’importance en zone profonde, alors qu’elle est négligeable près des ouvertures. Près des fenêtres, la composante directe domine.

19. Que désigne l’albédo d’un sol ?

La part du rayonnement reçu que le sol renvoie
La brillance d’un objet dans une direction
La lumière absorbée par un vitrage
La quantité de lumière émise par une lampe

La part du rayonnement reçu que le sol renvoie

Explication

L’albédo est le facteur de réflexion du sol, c’est-à-dire la fraction du rayonnement renvoyée. Il influe sur la lumière disponible autour des ouvertures.

20. Quel effet des réflexions externes est correct ?

Elles ne concernent que l’intérieur du local
Elles dépendent uniquement de la puissance de la lampe
Elles peuvent modifier l’éclairement perçu selon la nature des surfaces
Elles suppriment la lumière directe du ciel

Elles peuvent modifier l’éclairement perçu selon la nature des surfaces

Explication

Les réflexions externes dépendent des surfaces environnantes et peuvent augmenter ou diminuer l’éclairement perçu. Elles ne sont pas limitées à l’intérieur du bâtiment.

21. Quel effet l’augmentation du facteur de réflexion des parois internes peut-elle avoir sur le facteur de lumière du jour ?

Le diminuer systématiquement
Le rendre nul par saturation
L’accroître légèrement grâce aux réflexions internes
Le remplacer par le facteur solaire

L’accroître légèrement grâce aux réflexions internes

Explication

Des parois plus réfléchissantes augmentent les réflexions internes et peuvent faire gagner environ 1 à 2 % de FLJ. Cela ne remplace pas le facteur solaire.

22. Dans quelle situation le gain lié aux réflexions internes est-il généralement le plus faible ?

Dans une ouverture sans vitrage
Juste sous un lanterneau
Dans une zone éloignée des prises de jour
À proximité immédiate d’une fenêtre

Dans une zone éloignée des prises de jour

Explication

Le gain des réflexions internes est très faible loin des ouvertures, alors qu’il est très élevé près des fenêtres ou des lanterneaux. La profondeur du local réduit donc son effet.

23. Quelle formule donne le facteur de lumière du jour moyen selon l’approximation indiquée ?

FLJmoy = Sf / (TL × a × St)
FLJmoy = Ep × EHz / 100
FLJmoy = (St × TL × a) / (Sf × (1 − R))
FLJmoy = (Sf × TL × a) / (St × (1 − R × R))

FLJmoy = (Sf × TL × a) / (St × (1 − R × R))

Explication

L’approximation fournie relie le FLJ moyen à la surface vitrée, à la transmission lumineuse, à l’angle du ciel visible et aux réflexions des parois. Les autres expressions ne reprennent pas correctement cette structure.

24. Que se passe-t-il lorsque l’angle du ciel visible passe typiquement de 90° à 60° à cause d’un masque ?

Le facteur de lumière du jour augmente
La transmission lumineuse du vitrage change
L’éclairement extérieur devient nul
Le facteur de lumière du jour chute

Le facteur de lumière du jour chute

Explication

Quand un masque réduit l’angle du ciel visible, le FLJ diminue nettement. Cela affecte le rapport de lumière reçue, sans modifier la transmission propre du vitrage.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 24 flashcards sur Maîtrise des grandeurs photométriques et de la lumière naturelle.

Flux lumineux — définition ?

Quantité totale de lumière rayonnée, en lumen.

Éclairement — unité ?

Lux (lx), lumens par mètre carré.

Luminance — rôle ?

Brillance perçue d’une surface dans une direction.

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