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Environnement technique

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Norme internationale 220V-240V/50Hz-60Hz
Standard USA/Canada 120 V/60 Hz, 277 V/60 Hz
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Éclairage LED et exigences en matière de conservation – le facteur de nuisance

Un homme vérifie l’éclairement sur un tableau.

La lumière, mais plus particulièrement la partie UV du spectre, décolore et fait vieillir les couleurs et les matières des œuvres d’art. C’est le facteur de nuisance qui décrit dans quelle mesure le spectre d’une source lumineuse, comme une LED, endommage une œuvre d’art. Les LED de grande qualité n’émettant ni rayons UV ni rayons infrarouges, elles sont particulièrement adaptées à l’éclairage d’objets d'exposition sensibles.

Aperçu du thème « Facteur de nuisance »

Les Connaissances de l'éclairage ERCO existent aussi en livre blanc :

Qu’est-ce que le facteur de nuisance ?

Toute exposition a, en principe, un effet néfaste : les couleurs s’estompent, changent de ton et s’assombrissent ; les matériaux se fragilisent, se dissolvent et se fissurent.

Le facteur de nuisance (Fdm, rel), également appelé indice d’endommagement (DI en anglais Damage index), décrit dans quelle mesure le rayonnement d’une source lumineuse est dommageable pour les couleurs et la nature des matériaux. La lumière du soleil, par exemple, englobe ainsi aussi bien des rayons UV invisibles qu’une lumière visible à ondes courtes. C’est la raison pour laquelle elle est, pour nombre de matériaux, particulièrement plus nocive que la lumière artificielle générée par des LED.

Le facteur de nuisance dépend du spectre d’une source lumineuse et de la proportion de lumière nocive qu’elle contient. Il s’agit du quotient d’éclairement énergétique nocif (W/m²) et de l’éclairement (lx ou lm/m²) ; il est en général exprimé en milliwatt par lumen (mW/lm). Des valeurs < 0,2 sont considérées comme acceptables pour éclairer l’art. Alors que les sources lumineuses utilisées dans le passé dépassaient souvent largement cette valeur, les LED actuelles de grande qualité sont inférieures à celle-ci. Les appareils d’éclairage avec une couleur de lumière blanc chaud présentent ici un avantage, car leur spectre est dépourvu de rayon UV et ne contient qu’une faible proportion de bleu à ondes courtes. Le facteur de nuisance de ces LED est nettement inférieur à 0,2.

Comment le facteur de nuisance est-il utilisé ?

Le facteur de nuisance seul ne donne qu’une indication du potentiel de nuisance d’un spectre. Le degré de nocivité réel de la lumière pour un objet d'exposition dépend des facteurs suivants :

  1. sensibilité relative à l’éclairage des matériaux éclairés (Hs,dm en Wh/m²)

  2. éclairement énergétique (W/m²)

  3. durée d’irradiation (ts en h)

  4. proportion de la partie infrarouge dans le spectre (peut être négligée pour les appareils d’éclairage à LED)

La sensibilité relative à l’éclairage (Hs,dm) décrit à partir de quelle quantité de rayonnement des dommages apparaissent sur un objet d'exposition. Elle dépend du type de matériau de l’objet d’exposition et doit être définie au cas par cas par des experts.

Voici quelques matériaux type et points de repère concernant la sensibilité à l’éclairage :
papier journal Hs,dm = 5 Wh/m²
aquarelle sur papier Hs,dm = 175 Wh/m²
textiles Hs,dm = 290 Wh/m²
peinture à l’huile sur toile Hs,dm = 850 Wh/m²

L’éclairement énergétique (Edm) mesure l’irradiance nocive qui frappe l’objet (W/m²). Cette valeur est une composante du facteur de nuisance d’un spectre.

Enfin, la durée d’exposition (ts) est également d’une grande importance. En complément de l’éclairement (E), ce facteur définit le temps nécessaire jusqu’à ce qu’un dommage survienne. Il faut également tenir compte du fait que les dommages causés par la lumière sont cumulatifs, à savoir 1 heure à 1 000 lx a le même effet que 1 000 h à 1 lx. Dans les musées, les concepteurs lumière et les conservateurs sont donc confrontés au défi d’éclairer un objet d’exposition avec une luminosité suffisante pour que les détails soient visibles, sans courir le risque de l’endommager (trop rapidement) par une exposition trop longue.

Exemple :

vous pouvez déterminer combien de temps un objet peut être exposé avant que n’apparaissent des dommages au moyen de la formule suivante :

ts = Hs,m / (Fdm,rel x E)

Une peinture à l’huile sur toile doit être éclairée à 200 lx à l’aide d’un appareil d’éclairage 3 000 K IRC 97 doté d’un facteur de nuisance de 0,155 mW/lm. D’après le tableau ci-dessus la sensibilité à l’éclairage d’un objet d’exposition est de 850 Wh/m².

ts = 850 Wh/m² / (0,000155 W/lm x 200 lx)
ts = 27 419 h

En éclairant à la lumière du jour à travers une fenêtre, le facteur de nuisance du spectre est en revanche de 0,333 mW/lm. Sinon, avec les mêmes valeurs, le calcul serait le suivant :

ts = 850 Wh/m² / (0,000333 W/lm x 200 lx)
ts = 12 763 h

En raison des longueurs d’onde à haute énergie dans les domaines spectraux UV et bleuâtres de la lumière du soleil, l'exposition peut être réduite de moitié.

Quel est le degré de sensibilité à la lumière de tel ou tel objet exposé ?

Pour une classification approximative des matériaux, la CIE 157 définit 4 classes, qui permettent de déterminer de manière empirique les éclairements et les temps d’exposition maximaux.
Sensibilité
Objet d\'exposition, objet
Description Éclairement maximal Valeur limite de la durée d’exposition annuelle
1. Aucune sensibilité à la lumière L’objet est constitué entièrement de matériaux qui sont durables, c’est-à-dire qui ne réagissent pas à la lumière.
Par exemple : la plupart des métaux, la pierre, la plupart des verres, la porcelaine véritable, l’émail et la plupart des minéraux.
illimité illimité
2. Faible sensibilité à la lumière L’objet est constitué de matériaux durables qui réagissent légèrement à la lumière.
Exemples : peinture à l’huile et à la détrempe, fresques, cuir et bois non traités, corne, os, ivoire, vernis, certaines matières plastiques.
200 lx 600 000 lxh/a
3. Sensibilité moyenne à la lumière L’objet est constitué de matériaux volatils, qui sont moyennement sensibles à la lumière.
Exemples : costumes, aquarelles, dessins au pastel, tapisseries, estampes et dessins, manuscrits, miniatures, peintures à la colle, papiers peints, gouaches, cuirs teints et la plupart des objets naturels, y compris les spécimens botaniques, les fourrures et les plumes.
50 lx 150 000 lxh/a
4. Haute sensibilité à la lumière L’objet est constitué de matériaux hautement sensibles à la lumière.
Exemples : soie, journaux ainsi que les colorants volatils.
50 lx 15 000 lxh/a

Les Connaissances de l'éclairage ERCO existent aussi en livre blanc :

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