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Qu’est-ce qu’un lux ?

dimanche 8 novembre 2009

Avec le lux on s’éloigne des caractéristiques de la sources lumineuse pour aller voir ce qui se passe du côté de l’objet éclairé. Du coup, avec la notion d’éclairement, la lumière semble devenir beaucoup plus accessible et familière.

L’éclairement est une notion très instinctive. Si vous avez du mal à lire un livre, vous savez tout de suite pourquoi : c’est peut-être de la lampe est trop éloignée. On se posait déjà cette même question en 1829 dans le traité de la lumière. Le lux décrit la même notion de pouvoir éclairant que le fait la candela, mais en se plaçant du point de vue des objets éclairés. Rappelons que Lux comme Lumen sont des mots latins signifiant lumière.

Il y a deux façons de formuler l’éclairement en lux : la première se base sur le calcul de la densité de lumens par unité de surface, la seconde se base sur la distance de la source. Ces deux méthodes utilisent en fait le même concept dissimulé sous des unités différentes.

L’éclairement mesure la densité de lumen

Fig. 2. Imaginons que chaque rayon symbolise un lumen. L’éclairement mesure la concentration de ces lumens sur un point de la surface.

D’un point de vue théorique, lorsque un flux lumineux touche une surface, on calcule l’éclairement en un point infinitésimal de la surface comme le rapport entre le flux reçu et l’aire réceptrice. D’un point de vue pratique on considère ce même rapport comme l’éclairement moyen sur l’ensemble de la surface. Défini ainsi, l’éclairement est la densité du flux lumineux incident sur cette surface en un point unique.

Eclairement = Flux lumineux/ surface apparente

C’est la définition de l’éclairement la plus directe et c’est celle utilisée par les fabricants de luminaires, car ils ont ainsi directement le rendement lumineux sous forme d’éclairement

L’éclairement mesure l’intensité selon la distance

Fig. 3. l’éclairement n’est rein d’autre que l’intensité lumineuse interprétée par le récepteur.

L’autre méthode pour formuler l’éclairement est plus proche du photographe ou du technicien de l’éclairage, car on ne garde que l’intensité lumineuse comme lien avec la source de lumière et l’éclairement devient ainsi une grandeur proportionnelle à la distance (au carré).

Si dans la première formulation on remplace le flux lumineux par l’intensité lumineuse, on intègre le paramètre angle solide qui substitue la surface par la distance au carré. C’est donc bien la même formule mais exprimée avec des unités différentes :

Eclairement = Intensité lumineuse / distance au carré

Cette dernière formulation exprime bien la différence qu’il existe entre lumière émise (intensité lumineuse) et lumière reçue (éclairement). Pour un rayon de lumière unitaire infinitésimal l’intensité est une grandeur constante quel que soit la distance alors que l’éclairement pour ce même rayon est une grandeur variable avec la distance.

Loi de l’inverse du carré de la distance

Fig. 4. La pyramide représente le rayonnement lumineux, nommé angle solide en photométrie. L’éclairement diminue en raison inverse du carré de la distance.

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