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Éclairement : pour définir, mesurer et calculer

Représentation graphique de l’éclairement.

L’éclairement E est la mesure du flux lumineux incident par unité de surface A.

L’éclairement (E) désigne la quantité de lumière incidente sur une surface. Il correspond au rapport du flux lumineux (Φ) incident et de la taille de la surface (A). L’éclairement est mesuré en lux (lx). Cette unité est définie comme lumen par mètre carré (1 lx = 1 lm/m2). L’éclairement diminue proportionnellement au carré de la distance par rapport à la source lumineuse (loi photométrique de la distance).

Aperçu du thème « Éclairement »

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

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Comment mesure-t-on l’éclairement ?

Pour mesurer directement l’éclairement, on s’aide d’un luxmètre ou d’un photomètre. Un capteur de lumière de diamètre défini mesure la lumière incidente et indique les valeurs correspondantes en lux sur l’appareil. Il existe différentes classes de précision pour les photomètres. Celles-ci fournissent des informations sur la tolérance des valeurs obtenues :
Classe A : tolérance de +/- 5 %
Classe B : tolérance de +/- 10 %
Classe C : tolérance de +/- 20 %
Pour les techniques d’éclairage professionnelles, on n’utilise, par conséquent, que des photomètres étalonnés de haute précision. Pour les smartphones, il existe différentes applications qui permettent de mesurer l’éclairement au moyen d’un capteur de lumière. Mais celles-ci ne sont toutefois pas étalonnées et présentent des écarts importants par rapport aux luxmètres professionnels.

Bon à savoir :
pour mesurer correctement l’éclairement, il convient d’utiliser des luxmètres étalonnés. La tête de mesure doit être positionnée parallèlement à la surface de mesure et doit idéalement reposer sur celle-ci. Étant donné que le photomètre mesure toute la lumière incidente en ce point, il faut veiller à ce que la personne effectuant la mesure n’occulte aucun luminaire dans le champ de mesure !

Comment peut-on calculer l’éclairement ?

L'éclairement horizontal moyen Em se calcule à partir du flux lumineux Φ qui tombe sur la surface A considérée :

éclairement (lx) = flux lumineux (lm) / surface A (m2)


Pour un calcul plus pratique à l’aide d’une calculatrice, on peut également calculer l’éclairement en un point au moyen de l’intensité lumineuse. Vous pouvez obtenir l’intensité lumineuse à partir de la répartition de l'intensité lumineuse indiquée sur la fiche technique du luminaire. La formule à appliquer est la suivante :

éclairement (lx) = intensité lumineuse (cd) / distance (m)2


Cette formule décrit la loi de la distance photométrique : l’intensité lumineuse exprimée en candela (cd) est divisée par le carré de la distance (m) entre la surface de sortie de la lumière et la surface de mesure. Dans ce cas, veuillez noter que la lumière arrive à angle droit sur la surface cible.

Quelle doit être la valeur de l’éclairement d’un poste de travail?

Il est important qu’un poste de travail bénéficie d’un bon éclairage, afin de pouvoir travailler longtemps de manière concentrée, mais aussi en toute sécurité. La norme européenne EN 12464 indique les exigences auxquelles il faut répondre en matière de technique d'éclairage ; outre l’éclairement, les principales caractéristiques sont

  • la répartition de la luminance,

  • le risque d’éblouissement,

  • l’orientation de la lumière,

  • la couleur de lumière et le rendu des couleurs,

  • le scintillement et

  • la lumière du jour.


L’importance de la lumière du jour a été particulièrement soulignée dans la mise à jour de la norme DIN EN12464-1 de 2011. Il est, en outre, régulièrement rappelé que l’éclairage doit pouvoir être piloté et réglé.
En Allemagne, la commission relative aux lieux de travail, mise en place par le ministère fédéral du Travail et des Affaires sociales, fait également état des connaissances scientifiques actuelles en matière de sécurité et de santé au travail pour l’aménagement et l’exploitation des postes de travail :

  • L’éclairement moyen dans le périmètre d’un poste de travail doit être d’au moins 200 lx avec un éclairement de 300 lx.

  • Pour les postes de travail qui doivent être éclairés avec 500 lx ou plus, l’éclairement moyen dans le périmètre de ceux-ci doit être d’au moins 300 lx.

  • Des éclairements supérieurs à 500 lx au niveau d’un poste de travail peuvent nécessiter un éclairement moyen plus élevé dans le périmètre de celui-ci.

  • L’éclairement minimal dans le périmètre ne doit pas être inférieur à 0,5 fois l'éclairement moyen du périmètre.


Pour les tâches visuelles simples, de faibles niveaux d’éclairement permettent d’obtenir une performance visuelle, tandis que les tâches visuelles complexes nécessitent des éclairements élevés. 20 lux représentent ainsi la limite inférieure qui permet tout juste de distinguer les traits d’un visage.

Bon à savoir :
il est possible d’additionner l’éclairement généré par deux sources lumineuses ou plus. Si un luminaire produit un éclairement de 500 lx sur un bureau et qu’un deuxième produit le même éclairement, l’éclairement sur le bureau est de 1 000 lx, lorsque les deux appareils sont utilisés en même temps.

Quelle est la différence entre éclairement et luminance ?

Graphique relatif à la différence entre l’éclairement E et la luminance L.
L’éclairement et la luminance sont deux caractéristiques techniques importantes en matière de conception lumière. Les deux tiennent compte de la courbe de sensibilité de l’œil humain. L’éclairement sert de paramètre pour la lumière incidente sur une surface, tandis que la luminance décrit la lumière que cette surface reflète. Si l’on éclaire une feuille de papier blanc et une feuille de papier noir avec la même intensité, on mesurera le même éclairement sur les deux feuilles. Cependant, la feuille de papier blanc reflète nettement plus de lumière que la feuille de papier noir, et présente donc une luminance nettement plus élevée.

Qu’est-ce que l’éclairement ponctuel ?

Éclairement
Contrairement à l’éclairement moyen (Em), qui indique l’éclairement moyen d’une surface, l’éclairement ponctuel (Ep) décrit l’éclairement précis en un point.

La loi photométrique de la distance permet également de calculer l’éclairement en différents points de l’espace. Les parts de l’éclairage indirect ne sont pas prises en compte dans le calcul, mais peuvent être intégrées au moyen d’un calcul supplémentaire. Le calcul des éclairements ponctuels joue surtout un rôle quand il s’agit de concevoir la lumière de zones étroitement délimitées et éclairées par des appareils d’éclairage individuels, par exemple pour éclairer des objets exposés dans une exposition.

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