Grandeurs Fondamentales

Intensité Lumineuse

Définition: l'intensité lumineuse est la quantité de la lumière émit par une source ponctuelle dans une déterminé direction.

Symbole: I

Formule: l'intensité lumineuse est alors définissable aussi comme le rapport entre le flux dF émis dans une direction et l’angle solide unitaire dR.

Unité de Mesure: cd (candela)

Description Technique: la candela est l’intensité lumineuse, dans une direction, d’une source que émettre la radiation monochromatique de fréquence 540 x 10¹² Hz avec intensité radiante dans celle direction là pair à Fi = 1/683 W / sr .
Le stéradian (sr) est définit comme l’angle solide que sous-tendre une aire sur la surface d’une sphère égal au carré du rayon de la sphère même.

 

Flux Lumineux

Définition: le flux lumineux est la quantité de lumière émit d’une source dans l’unité de temps.

Symbole: F (Fi)

Formule:

 

Unité de Mesure: lm (lumen)

Description Technique: le lumen est le flux lumineux émit dans l’angle solide d’une source ponctuelle placé dans le centre d’une sphère de rayon unitaire d’intensité lumineuse pair au 1 cd.

 

Éclairement

Définition: l'éclairement est la quantité de lumière que arrive sur une déterminé surface.

Symbole: E

Formule: E = dF/dA
L'éclairement est alors définissable comme rapport entre le flux émit de la source ponctuelle (F) et l’aire où le flux arrive (A).

Unité de Mesure: lux [lx]

Description Technique: le lux est le flux émit de la source ponctuelle que tombe sur une surface pair au 1 m².

 

Luminance

Définition: la luminance représente la sensation visuelle perçue par l’œil humain si frappé de la lumière directement produite d’une source lumineuse ou remprunté d’une surface; est alors définissable comme l’intensité lumineuse rapportée à une surface.

Symbole: L

Formule: L = dI/(dS x cos(a) )
Où:
I = intensité en [cd]
S = aire de la surface en [m²]
Cos(a) = cosinus directeur

Unité de Mesure: cd/ m²

Description Technique: la luminance d’un objet lumineux dans une déterminée direction est le rapport entre l’intensité lumineuse émit de l’objet dans celle direction là et la projection de l'aire de cette objet sur un plan perpendiculaire à la direction même.


 

Grandeurs Dérivées 

Rendement Lumineux

Définition: le rendement lumineux d’un appareil d’éclairage est donné par le rapport entre le flux émit à l’externe de l’appareil (Fa) et celui-là de la source ou des sources (lampes) contenues (Fl).

Symbole: eta

Formule: eta = Fa / Fl

Unité de Mesure: le rendement est un rapport de 2 grandeurs homogènes et on le doit considérer adimensionné.

Note: le rendement, dans toutes les situations pratiques, est toujours plus petite de l’unité.

 

Efficacité Lumineuse

Définition: le rendement lumineux d’un luminaire est donné par le rapport entre le flux émis à l’externe de l’appareil (Fa) et celui-là de la source ou des sources (lampes) contenues (Fl).

Unité de Mesure: lm/w  

 

Tableaux et Graphiques

Tableau Photométrique

Le tableau photométrique montre les valeurs des intensités lumineuses en cd/klm en fonction des différentes directions de l’espace autour au luminaire qu’on considère et placé au centre d’une sphère d’opportune diamètre: en général, les points où se mesurent les éclairements et d’où se obtiennent avec la formule de l’inverse du carré de la distance les intensités lumineuses sont placées à distances angulaires définies, en général pas constantes.

Un luminaire pris, pour exemple pour lampes fluorescents, avec l’émission lumineuse vers le bas du type dark lite (il n’y a pas émission latéral) nous définissons l’aire lumineuse (l’aire d’où sort la lumière) et l’axe lumineux (l’axe perpendiculaire), évidemment vertical, à cette aire qui passe pour le point de rencontre (centre lumineux) des diagonales de l’aire lumineuse

Placé à ce point la photo-cellule d’un luxmètre sur l’axe lumineux à une déterminée distance du luminaire nous pourrions ainsi obtenir la première valeur que correspondre à Gamma = 0°.

Un demi-plan pris sortant de l’axe lumineux et orienté transversalement à les lampes du luminaire nous appellerons ce demi-plan C-0°: ce demi-plan forme l’origine des autres demi-plans placé autour à l’axe lumineux.

En déplaçant la photo-cellule long le demi-plan C-0° avec pas angulaire constant, pour exemple chaque 5°, nous obtenons dans chaque position une nouvelle lecture en général différente par rapport aux précédents, jusqu’à arriver à Gamma = 90° (photo-cellule placé latéralement au luminaire) où un luminaire dark lite n’émit pas plus lumière (E = 0 lux).

On peut répéter l’opération pour chaque des infini demi-plans qui sortent de l’axe lumineux: en général, on prend en considération les demi-plans C-90°, C-180° ou ceux-là avec interdistance angulaire pair à 30° ou 15°.

L’ensemble des valeurs relevés et convertis sont résumées dans le tableau (Tableau Photométrique) en fonction du demi-plan C- d’appartenance et du relatif angle Gamma.

Les intensités lumineuses sont obtenues par des lectures de laboratoire et on doit convertir les valeurs lits par le luxmètre avec la formule:

I = (E x d2) / F

Où:

  • I = intensité lumineuse en [cd/klm]
  • d = distance luminaire-photo-cellule; cette distance doit être supérieure à 5 fois la dimension maximum de l’aire ou du volume lumineux jusqu’au luminaire peut se considérer ponctuel (méthodologie Far Field ou à Champ Long à ne pas confondre pas avec celle-là de Near Field)
  • F = flux lumineux total des lampes en [klm]
 

Classifications Internationales

Les classifications représentent différents modalité de classification des luminaires du point de vue de l’émission lumineuse.

Le tableau montre 4 différentes classifications:

  • CIE (Recommandation n.52)
  • DIN 5040 (Norme Allemande) (exemple A60)
  • UTE C 71-121 (Norme Française) (exemple 0.65A + 0.00T)
  • NBN L 14-002 (Norme Belge - méthode BZ) (exemple BZ2)

 

How to use the Photometric Classification Table with LITESTAR Liswin

  1. choose the curve of interest from the Table and check the photometric class code, A60 for a narrow downward beam for example
  2. enter the Parametrical Search and Data Update via Internet feature of LITESTAR Liswin
  3. choose the photometric class from the Photometric Parameters tag of LITESTAR Liswin and run the local or via the Internet search

 


Diagrammes Polaire et Cartésien

Les données du tableau photométrique sont représentables graphiquement par des courbes photométriques selon deux différentes typologies qui se caractérisent en fonction du type de coordonnées adoptées:

  • avec coordonnées polaires
  • avec coordonnées cartésiennes

Les premières sont utilisées dans les représentations des luminaires d'intérieurs et routiers, tandis que les deuxièmes caractérisent mieux l’émission des projecteurs; un luminaire peut être aussi représenté avec l’autre typologie.

Le Diagramme Polaire (ou Courbe Polaire)
On obtient le Diagramme Polaire en sélectionnant du tableau photométrique le tableau photométrique un demi-plan (pour exemple C-0°), et reporte les correspondantes valeurs d’intensité et angle sur le plan polaire avec l’union des points.

La courbe polaire peut être aussi vue comme la section du solide photométrique pour un plan qui passe par l’axe lumineux du luminaire.

Le Diagramme Cartésien 
Si les valeurs d’intensité en fonction de l’angle Gamma sont représentées comme coordonnées cartésiennes (les angles en abscisse, les valeurs des intensités en ordonnée) sur un plan cartésien et s’unissent avec ordre on obtient la représentation de la courbe en forme cartésienne (Diagramme Cartésien).


Tableau des Facteurs d'Utilisation

Les tableaux des facteurs d’utilisation sont utiles pour la détermination du numéro de luminaires du même type à utiliser dans le local une valeur moyenne d’éclairement donnée.

Éléments du Tableau

  • Facteurs de Réflexion (exemple 8773): sont les facteurs de réflexion du plafond, frieze, parois et plan de travail et on doit les entendre comme des valeurs pourcentages multipliées pour 10 (exemple 80%, 70%, 70% et 30%)
  • Index du Local K (exemple 0,6): l'index local est un facteur qui considère les dimensions du local en examen
  • Facteurs d’Utilisation (exemple 340): sont des facteurs qui considèrent combien du flux émis par des luminaires tombe sur le plan de travail. Les facteurs vont entendus en millièmes (0,340)

Utilisation du Tableau

1. On détermine, d’abord, la valeur du facteur de réflexion pour le plafond, parois et plan de travail; dans le cas de parois avec des facteurs de réflexion différents on doit considérer la moyenne entre ceux-ci

2. On calcule l’index local qui correspond au local selon la formule:

k = (a x b ) / ( Hu x (a + b))

où:

  • a et b sont la longueur et la largeur du local
  • Hu est l’hauteur utile entendue comme distance entre le plan de travail et le luminaire

3. On détermine le facteur d’utilisation comme intersection de la colonne correspondante aux facteurs de réflexion choisi et de la ligne de l’index du local calculé; en cas où on n’aura pas des valeurs exactes, il faudra devra considérer la moyenne

4. On détermine la valeur d’éclairement moyenne désirée en fonction de la typologie de l’activité dans l’aire du local

5. On calcule le numéro de luminaires suffisantes pour obtenir le valeur d’éclairement demandé avec la formule:

N = ( E x A) / ( F x Fu )

où:

  • N = numéro luminaires
  • E = éclairement demandé en [lx]
  • A = a x b = aire total en [m2]
  • F = flux total de chaque luminaire en [lm]
  • Fu = facteur d’utilisation
 

Diagramme de Soellner de l'Éblouissement

L'abaque de Soellner est util pour caractériser l’éblouissement direct d’une installation.

Utilisation de l'Abaque

La partie supérieure du diagramme reporte la classification comme les CIE et les DIN où choisir le degré d’éblouissement pour l’installation; de la table des éclairements moyens de l’installation on doit choisir le valeur moyen désiré d’où descendre dans le diagramme reconnaître la ligne limite de luminance.

Le diagramme reporte aussi la courbe de luminance du luminaire: si elle est placée à la gauche de la courbe limite du luminaire correspondre à la classe de l’éblouissement demandée; le luminaire est éblouissant si s’entrecroisent ou si est à droite.

Le diagramme reporte les courbes des luminances en direction longitudinal et transversal; les valeurs de luminance en fonction des angles d’observation sont rapportés dans la table sous le diagramme.

Les Classes de Qualité de l’Éblouissement

  • A > Très difficil
  • B > Avec des prestations visuelles élevées
  • C > Avec des prestations visuelles normales
  • D > Avec des prestations visuelles limitées
  • E > De considérer pour des zones de travail où se exécutent travail avec modestes prestations visuelles