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Matériel technique et scientifique.
Les appareils de mesure de la valisette :
Guide d'utilisation des appareils (version pdf) :
Collège Sainte-Véronique - Patrick de Tiège
Luxmètre
1. Notions de bases
1.1. La lumière
1.1.1. Grandeurs photométriques
- Flux lumineux (Grandeur liée à la source de lumière)
C'est la puissance lumineuse émise par une lampe, exprimée en lumens (lm).
Il permet de comparer l'efficacité lumineuse des différentes lampes, exprimée en lumens émis par watt de puissance électrique consommée (lm/W). - Intensité lumineuse (Grandeur liée à la source de lumière)
C'est la quantité de flux lumineux émise dans une direction particulière, exprimée en candelas (cd).
Elle permet de caractériser les luminaires en indiquant sur un graphe leur intensité lumineuse dans les différentes directions (pour une source lumineuse de 1 000 lm).
- Luminance (Grandeur liée à la surface éclairée)
C'est la "brillance" d'une surface éclairée ou d'une source lumineuse telle que perçue par l'œil humain, exprimée en candelas par m² (cd/m²).
Elle décrit l'effet de la lumière sur l'œil. - Éclairement (Grandeur liée à la surface éclairée)
C'est la quantité de flux lumineux éclairant une surface, exprimée en lumen par m² ou lux.
La grandeur la plus représentative de la qualité de l'éclairage est la luminance. C'est en effet la lumière réfléchie que perçoit l'œil humain. Cependant celle-ci étant difficilement mesurable, ce sera l'éclairement, représentant la lumière incidente, qui sera dans la pratique considéré.
1.1.2. Indice de rendu des couleurs et température de couleur
L'ambiance lumineuse ressentie par les occupants dépend de deux paramètres indépendants :
- L’indice de rendu des couleurs (IRC ou Ra) : c’est la capacité d’une lampe à restituer correctement les couleurs présentes dans l'environnement (parois du local, objets, personnes, affiches, ...). L’IRC est compris entre 0 et 100, 100 étant l’IRC de la lumière naturelle qui restitue toutes les nuances de couleur et 0 étant l’absence de couleur reconnaissable. Une différence de 5 points sera perceptible pour l'œil humain.
- La température de couleur (exprimée en Kelvins (K)) : cela représente la couleur de la lumière émise par une lampe. On parlera généralement de teinte chaude (température de couleur < 3 000 K) ou froide (température de couleur > 3 000 K). La couleur apparente de la source a des effets psychologiques agréables ou désagréables mais n’influence nullement les performances visuelles.
1.2. Le confort visuel.
L’objectif de l'éclairage est d’assurer un confort visuel. Ce qui signifie qu’il doit assurer :
- la visibilité des objets et des obstacles,
- la bonne exécution des tâches sans fatigue visuelle exagérée,
- une ambiance lumineuse agréable.
Un environnement visuel confortable (donc favorable au travail !) est défini par différents paramètres :
- Un niveau d'éclairement suffisant
- Une répartition harmonieuse de la lumière
- L'absence d'éblouissement
- L'absence d'ombre gênante
- Un rendu de couleur correct
- Une teinte de lumière agréable
- Un apport d'éclairage naturel
- a.Le niveau d'éclairement
Le niveau d’éclairement caractérise la quantité de lumière. Il s’exprime en lux (lx).
Le niveau d’éclairement va influencer :- Visibilité des objets : Au travail, une bonne visibilité de la tâche visuelle et de son environnement est particulièrement nécessaire et fortement influencée par les caractéristiques de l'éclairage. Des objets qui peuvent être reconnus facilement et dont on peut distinguer aisément des détails, peuvent devenir indistincts et même plus du tout perceptibles lorsqu'il fait plus sombre.
- Performance visuelle : La performance visuelle est un taux d'évaluation du système visuel utilisé pour quantifier les aptitudes d'une personne à détecter, identifier et analyser les détails entrant dans son champ de vision, en se fondant sur la vitesse, la précision et la qualité de sa perception. La performance visuelle dépend entre autres :
- des caractéristiques propres de la tâche à accomplir,
- de l'acuité visuelle de l'observateur,
- de la nature de l'arrière plan,
- des conditions d'éclairage,
- des perturbations distrayant l'attention,
- ...
La visibilité de la tâche est utilisée pour relier la performance visuelle aux paramètres de l'éclairage sans tenir compte de l'attitude de l'observateur à l'égard de la tâche.
La visibilité qui caractérise une tâche est déterminée par la visibilité du détail critique. D'une manière générale, la visibilité du détail dépend de :
- sa dimension angulaire et sa forme,
- sa luminance et sa couleur,
- son contraste par rapport au fond immédiat,
- sa position dans le panorama visuel,
- la luminance d'adaptation,
- l'état du système visuel (âge de l'observateur),
- le temps d'observation,
- ...
- l'acuité visuelle,
- la sensibilité aux contrastes.
- b. La répartition lumineuse
Si le niveau d'éclairement et la luminance varient dans le champ visuel, une adaptation de l'œil est nécessaire lorsque le regard se déplace. Durant ce moment, l'acuité visuelle est diminuée, entraînant des fatigues inutiles.
La répartition lumineuse ou l'uniformité des niveaux d'éclairement caractérise les variations du niveau d'éclairement et est définie comme étant le rapport entre l'éclairement minimum et l'éclairement moyen observé dans la zone de travail.
Éclairement minimum / Éclairement moyen
On définit différentes zones :- la zone de travail où la tâche visuelle est exécutée. Cette zone peut être représentée par la surface d'un bureau à une hauteur de 0,7 mètre, d'un livre tenu dans les mains d'un patient alité en position normale, le sol d'un terrain de sport, la surface d'un tableau de classe vertical, ... Dans cette zone, l'Uniformité doit être supérieure ou égale à 0,7.
- la zone environnante immédiate comme une bande de 0,5 mètre autour de la zone de travail. Dans cette zone, l'Uniformité doit être supérieure ou égale à 0,5.
De plus, il faut une certaine uniformité de luminance d'une part, entre le champ visuel en position de travail (le plan de travail) et au repos (les murs), d'autre part, entre les différentes surfaces de référence (éclairement de la zone de travail et de la zone voisine).
Pour garantir une répartition harmonieuse des luminances, il convient de ne pas dépasser certaines valeurs de contraste entre les différentes zones du champ visuel ou les surfaces de référence. Les valeurs maximales recommandées pour les rapports de luminances sont les suivantes :
- arrière-fond de la tâche visuelle/entourage, 3/1,
- arrière-fond de la tâche visuelle/champ visuel (180°), 10/1,
- sources lumineuses/surfaces contiguës, 20/1,
- pour l'ensemble de l'espace intérieur, 40/1.
- c. L'éblouissement
L’éblouissement est dû à la présence, dans le champ de vision, de luminances excessives (sources lumineuses intenses) ou de contrastes de luminance excessifs dans l'espace ou dans le temps.
Suivant l’origine de l’éblouissement, on peut distinguer :
En éblouissement direct, on peut donc distinguer 2 types d'éblouissement :
- D'une part, "l'éblouissement d'inconfort" résulte de la vue en permanence de sources lumineuses de luminances relativement élevées. Cet éblouissement peut créer de l'inconfort sans pour autant empêcher la vue de certains objets ou détails.
- D'autre part, "l'éblouissement invalidant" est provoqué par la vue d'une luminance très élevée pendant un temps très court. Celui-ci peut, juste après l'éblouissement, empêcher la vision de certains objets sans pour autant créer de l'inconfort.
L'éblouissement d'inconfort provenant directement des luminaires doit être quantifié en utilisant la méthode tabulaire d'évaluation du taux d'éblouissement unifié UGR de la CIE.
Sans rentrer dans les détails, le facteur UGR donne une idée de l'éblouissement d'inconfort dans le champ visuel de l'observateur par rapport à la luminance de fond (éblouissement provoqué par l'association de plusieurs luminaires dans un environnement considéré). Ce facteur UGR varie de 10 à 30. Plus la valeur du facteur est élevé, plus la probabilité d'éblouissement d'inconfort est important.
Des valeurs de référence définissent des classes de qualité :
28 Zone de circulation 25 Salle d'archives, escaliers, ascenseur 22 Espace d'accueil 19 Activités normales de bureau 16 Dessins techniques, postes de travail CAD
Les proches de l'horizontale. C'est le cas dans les classes ou bureaux où les facteurs suivants jouent un rôle important dans la détermination de la valeur UGR :
- la forme et les dimensions du local,
- la clarté de la surface (luminance) des parois, des plafonds, des sols et des autres surfaces étendues,
- le type de luminaire et de protection,
- la luminance de la lampe,
- la répartition des luminaires dans le local,
- la ou les positions de l'observateur.
En éclairage naturel
En éclairage naturel, l’éblouissement peut être provoqué par la vue directe du soleil, par une luminance excessive du ciel vu par les fenêtres, ou par des parois réfléchissant trop fortement le rayonnement solaire et provoquant des contrastes trop élevés par rapport aux surfaces voisines. Il est intéressant de noter qu’une plus grande ouverture à la lumière naturelle cause moins d’éblouissement qu’une petite car elle augmente le niveau d’adaptation des yeux et diminue le contraste de luminance.
En éclairage artificiel
En éclairage artificiel, l'éblouissement peut être provoqué par la vue directe d'une lampe ou par sa réflexion sur les parois polies des luminaires, sur les surfaces du local ou sur des objets.
L’éblouissement direct provoqué par un luminaire est d’autant plus fort pour une position donnée de l’observateur que :
- la luminance du luminaire est élevée
- le fond sur lequel elle se détache est sombre
- l’angle compris entre la direction considérée et la verticale est important. Pratiquement, en dessous de 45° par rapport à la verticale, l’éblouissement devient négligeable
- le nombre de luminaires dans le champ visuel est important.
- d. Les ombres
En fonction de sa direction, la lumière peut provoquer l'apparition d'ombres marquées qui risquent de perturber le travail effectué.
A l'inverse, une lumière non directionnelle, telle qu'on peut la créer avec un éclairage artificiel purement indirect, rendra difficile la perception des reliefs et peut rendre, par exemple, les visages désagréables à regarder.
Une pénétration latérale de la lumière naturelle satisfait généralement à la perception tridimensionnelle du relief des objets et de leur couleur, grâce à sa directionnalité et à sa composition spectrale. Le cas est idéal mais le niveau d’éclairement diminue dès qu’on s’éloigne des fenêtres.
- e. Le rendu de couleur
Toute source lumineuse, qu’elle soit naturelle ou artificielle présente un spectre lumineux qui lui est particulier.
La lumière naturelle, provenant du rayonnement du soleil et du ciel, présente un spectre visible (rayonnement dont la longueur d’onde est comprise entre 380 et 760 nanomètres (nm)) de forme continue. Le mélange des diverses radiations qui constituent ce spectre forme, par définition, la lumière dite blanche : c’est la seule qui permette à l’œil d’apprécier avec la plus grande exactitude la couleur des objets et les plus délicates de leurs nuances. Les différentes radiations colorées composant la lumière naturelle apparaissent aisément lors de leur réfraction et réflexion par des gouttes d’eau, comme dans l’arc-en-ciel.
Étant donné que l’œil est conçu pour la lumière du jour, la lumière émise par les sources artificielles devrait avoir la même composition spectrale que celle du soleil et du ciel. C’est le seul moyen pour que ne soit pas altérée la vision des couleurs. En effet, un corps coloré réfléchit sélectivement les radiations colorées qu’il reçoit. Le système visuel regroupe les différentes radiations réfléchies et donne une sensation de couleur. La couleur perçue est donc intimement dépendante du spectre lumineux émis.
A cet égard, les lampes à incandescence ou à fluorescence de type courant ne donnent pas entièrement satisfaction quoique de grands progrès ne cessent d’être accomplis dans ce sens. Par exemple, dans une cafétéria éclairée par des lampes fluorescentes de type courant, on constate le changement apparent de couleur des vêtements, plus spécialement si ceux-ci sont dans les tons rouges ou oranges à la lumière du jour.
- f. La teinte de la lumière
La couleur de la lumière artificielle a une action directe sur la sensation de confort de l’ambiance lumineuse d’un espace.
Une lumière de couleur "chaude" est composée majoritairement de radiations rouges et oranges. C’est le cas des lampes à incandescence normales. Les tubes fluorescents standards génèrent une lumière "froide" composée principalement de radiations violettes et bleues. Le tableau ci-dessous illustre la variation de la sensation de confort de l’ambiance lumineuse d’un local en fonction du niveau d’éclairement qui lui est fourni.
De plus, les couleurs chaudes (rouge, orange) des objets sont plus agréables lorsqu’elles sont éclairées par une lumière chaude plutôt que par une lumière froide, mais par contre la lumière chaude tend à noircir les couleurs froides (bleu, violet). Ceci se manifeste particulièrement bien dans l’éclairage à incandescence classique.
Les radiations colorées émises par les objets et l'environnement peuvent aussi produire certains effets psycho-physiologiques sur le système nerveux. C’est ainsi que les couleurs de grandes longueurs d’onde (rouge, orange) ont un effet stimulant tandis que celles de courtes longueurs d’onde (bleu, violet) ont un effet calmant. Les couleurs intermédiaires (jaune, vert) ont, de même que le blanc, un effet tonique et favorable à la concentration. Les couleurs foncées et le gris ont par contre une action déprimante. Enfin les couleurs peuvent contribuer dans une large mesure à modifier la dimension apparente des surfaces et des volumes. Les couleurs chaudes seront de préférence utilisées dans des locaux de dimensions exagérées tandis que les couleurs froides seront choisies pour les locaux de dimensions réduites. - g. L'apport d'éclairage naturel
Si l’éclairage artificiel fournit la lumière à la demande, à l’endroit désiré et en quantité voulue, il ne peut cependant pas apporter le même agrément que celui offert par la lumière naturelle. Celle-ci procure un rendement visuel accru et est plus confortable pour des niveaux d’éclairement inférieurs à ceux apportés artificiellement tout en permettant des économies d'énergie électrique.
Sa variabilité, qui peut être considérée comme un désavantage en éclairage artificiel, permet d’établir une harmonie avec le monde extérieur et crée une ambiance intérieure plus chaleureuse. Son caractère cyclique est un facteur important pour l’équilibre psychique. De plus, les fenêtres par lesquelles elle pénètre permettent une communication visuelle avec l’extérieur et une vue au loin nécessaire au repos de l’œil après une vision rapprochée. L’éclairage artificiel doit donc être considéré comme le complément - occasionnel ou permanent - de l’éclairage naturel et s’accorder autant que possible à son spectre lumineux de même qu’à ses variations grâce à un système de contrôle adéquat tant pour l’éclairage général que pour l’éclairage localisé.
Les valeurs recommandées pour le facteur de lumière du jour au fond des locaux sont au minimum les suivantes :
- usine 5 %
- bureau 2 %
- salle de cours 2 %
- salle d’hôpital 1 %
Lorsque le niveau d'éclairement diminue, un texte écrit suffisamment grand restera parfaitement lisible, alors qu'un texte écrit petit deviendra plus difficile à lire.
Impact sur les travailleurs
"Malheureusement", l'œil humain s'adapte très rapidement aux différentes ambiances lumineuses qu'il rencontre. Il est donc difficile de percevoir qu'une ambiance lumineuse n'est pas correcte. En situation d'équilibre, on parle de niveau d'adaptation auquel correspond la luminance d'adaptation qui affecte :
1.3. L’éclairage.
1.3.1. Type de systèmes d’éclairage
Éclairage direct
La lumière est projetée directement du luminaire vers la surface de travail.
Avantages
La lumière n'est pas réfléchie avant d'atteindre la tâche à éclairer. Le rendement est donc meilleur que celui d'un système comprenant une partie indirecte.
Inconvénients
Il existe un risque d'éblouissement et de contraste entre des zones sombres (par exemple le plafond) et des zones lumineuses. Dans le but de réduire l'éblouissement direct, on placera, par exemple, des ventelles de défilement.
Éclairage indirect
Une surface, le plafond ou les murs, est utilisée comme réflecteur pour diffuser la lumière.
Avantages
La diffusion de la lumière par le plafond et une répartition uniforme des luminances offrent une bonne protection contre l'éblouissement.
Inconvénients
Vu que la lumière est réfléchie avant d'atteindre la tâche à éclairer, ce mode d'éclairage a un moins bon rendement et demande, à niveau d'éclairement égal, une puissance installée supérieure à celle du système direct.
L'éclairement dépend fortement des coefficients de réflexion des parois sur lesquelles la lumière est réfléchie.
Il faut donc porter une attention toute particulière à l'entretien des surfaces du local afin que le rendement ne diminue pas au cours du temps.
Ainsi, lors d'un remplacement de luminaires, un rafraîchissement du plafond peut être nécessaire.
De plus les luminaires indirects sont, par leur disposition, fortement soumis aux poussières et autres saletés (insectes morts, ...). Cet inconvénient devient délicat lorsqu'une partie translucide permet une diffusion de lumière vers le bas et que les insectes viennent s'y accumuler (cas des luminaires "lumière douce").
Ce type d'éclairage ne produit pas d'ombre. Il peut donc être monotone et rendre difficile la perception d'objets tridimensionnels.
Enfin, il faut veiller à ne pas utiliser des sources trop lumineuses qui rendent le plafond éblouissant.
Éclairage mixte
Ce mode d’éclairage combine l’éclairage direct et l’éclairage indirect. La partie indirecte reste toutefois dominante.
Avantages
Les avantages de ce mode d'éclairage sont identiques à ceux de l'éclairage indirect : répartition uniforme et absence d'éblouissement. De plus, la partie directe crée des ombres avantageuses et permet de réduire la luminance du plafond.
Les différences de luminance dans la pièce sont nettement moins marquées que dans le cas d'un éclairage direct.
Il est avantageux dans des pièces à plafond haut et évite la perception d'une zone sombre au plafond.
Dans le cas de parois très claires, ce système présente de bons rendements.
Inconvénients
L'inconvénient principal est identique à celui du système d'éclairage indirect : rendement très sensible aux coefficients de réflexion des parois. Il est cependant moins marqué puisqu'une partie de l'éclairage est dirigé directement vers le plan de travail.
Il existe des luminaires dont une même source produit l'éclairage indirect et direct. D'autres ont deux sources distinctes avec commandes séparées.
Éclairage à deux composantes
Une première composante assure un éclairage général direct ou indirect de faible éclairement (environ 300 lux sur le plan de travail); une deuxième composante assure l'appoint directement sur la place de travail.
Avantages
Ce système est énergétiquement le plus intéressant : il associe un faible niveau d'éclairement général et des luminaires ponctuels, en fonction des besoins.
Inconvénients
L'inconvénient de l'éclairage ponctuel est qu'il peut générer des contrastes, des ombres marquées ainsi que des réflexions gênantes. Ceci dit, le fait de garder un rapport de 1,5 entre le niveau d'éclairement de 500 lux, par exemple, avec une uniformité de 0,7 dans la zone de travail et le niveau d'éclairement de 300 lux avec une uniformité de 0,5 dans la zone environnante immédiate permet de limiter les effets néfastes des contrastes.
1.3.2. Les lampes
Définitions :
- L'efficacité lumineuse des lampes
On évalue la qualité énergétique d'une lampe par son efficacité lumineuse (en lm/W) définie comme le rapport du flux lumineux (en lumen) par la puissance électrique absorbée (en watt).
A partir des catalogues de fournisseurs, il est possible de connaître exactement l'efficacité lumineuse d'une lampe.
Attention : l'efficacité lumineuse est fonction de la température ambiante autour de la lampe en situation stable. Une lampe fluorescente T8 (26 mm de diamètre) a une efficacité lumineuse maximale à 25°C de température ambiante tandis que la lampe fluorescente T5 (16 mm de diamètre) atteint, quant à elle, sa valeur optimale à 35°C. Pour autant que l'on s'écarte des températures idéales, les valeurs des flux lumineux chutent très vite. - Durée de vie d’une lampe
Définitions
La durée de vie moyenne d'un lot de lampes est le nombre d'heures pendant lesquelles ces lampes ont fonctionné jusqu'au moment où 50 % d'entre elles ne fonctionnent plus.
La durée de vie utile d'un lot de lampes est le nombre d'heures après lequel elles n'émettent plus que 80 % du flux lumineux d'origine.
La perte de 20 % du flux lumineux provient d'une part de la diminution progressive du flux des lampes et d'autre part de l'arrêt de fonctionnement d'un certain nombre de lampes.
Elle correspond également à la durée de service, c'est-à-dire la durée après laquelle les lampes doivent être remplacées.
Courbes de durée de vie
- Chute du flux lumineux
Le flux lumineux d'une lampe diminue progressivement.
Le schéma ci-dessous montre la chute du flux lumineux de différents lots de lampes aux iodures métalliques d'un fabricant donné.
- Durée de vie moyenne
Après un certain temps, une lampe s'arrête de fonctionner.
Dans un lot de lampes, celles-ci ne s'arrêtent pas toutes en même temps. Au début, quelques lampes s'arrêtent de fonctionner. Ensuite, les lampes restantes s'arrêtent les une après les autres.
Le schéma ci-dessous indique l'évolution du pourcentage de lampes survivantes pour différents lots de lampes aux iodures métalliques d'un fabricant donné.
La durée de vie moyenne est l'abscisse correspondant à 50 % de lampes "survivantes". - Durée de vie utile
Si l'on multiplie, pour chaque heure de fonctionnement, le "pourcentage du flux lumineux d'une lampe" par le "pourcentage de lampes survivantes", on obtient le "flux lumineux restant de l'ensemble de l'installation".
Le schéma ci-dessous indique l'évolution du flux lumineux de l'ensemble des lampes aux iodures métalliques de différents lots d'un fabricant donné.
La durée de vie utile est l'abscisse correspondant à un flux lumineux restant de 80 %.
La durée de vie utile de la lampe associée au graphe ci-dessus est de 5 000 heures.
Si l'on regarde sur le graphe donnant la durée de vie moyenne, on voit que cela correspond à un arrêt de fonctionnement d'environ 5 % des lampes du lot. Cette correspondance permet de savoir, en pratique, quand la fin de la durée de vie utile (la durée de service) est atteinte : lorsque 5 % des lampes ne fonctionnent plus il est temps de procéder au remplacement de toutes les lampes.
Ces courbes sont données par les fabricants pour chaque type de lampes.
Remarque.
Les durées de vie des lampes reprises dans cet outil informatique sont les durées de vie utiles. Dans leur catalogue, les fabricants utilisent soit les durées de vie moyennes, soit les durées de vie utiles (inférieures aux durées de vie moyenne). Quelle que soit la définition utilisée, il faut être conscient que ces données sont déterminées dans des conditions particulières souvent différentes des conditions réelles de fonctionnement (par exemple : cycles d'allumage/extinction différents). Elles sont donc indicatives et ne peuvent être considérées comme absolues.
Attention : certains fabricants (principalement américains) utilisent une autre définition de la durée de vie d'une lampe : c'est la durée mesurée jusqu'à la mise hors service de la lampe. Ainsi, les lampes américaines sembleront avoir une durée de vie 2 à 3 fois plus élevée que celle des lampes européennes. Ce n'est évidemment pas le cas en réalité.
- Chute du flux lumineux
Types de lampes :
Tableau récapitulatif des principales caractéristiques
1.3.3. Les luminaires
Un luminaire sert à répartir, filtrer ou transformer la lumière des lampes. Il sera caractérisé par :
- Le taux d’éblouissement (caractérisé par le facteur UGR) : Les facteurs suivants jouent un rôle important dans la détermination de cette grandeur :
- la forme et les dimensions du local
- la clarté de la surface (luminance) des parois, des plafonds, des sols et des autres surfaces étendues
- le type de luminaire et de protection
- la luminance de la lampe
- la répartition des luminaires dans le local
- la ou les positions de l'observateur
- L’angle de défilement d'un luminaire est l'angle sous lequel la source nue ne peut être vue par l'observateur. Il s'exprime en degrés.
On parle d'angle de défilement dans la direction transversale et dans la direction longitudinale. - La distribution lumineuse d'un luminaire : La forme du réflecteur et les positions de la lampe permettent d'obtenir différents modèles de distributions lumineuses :
- distribution extensive : donne un éclairement uniforme, permet un espacement plus important des luminaires et accentue les contrastes au niveau du plan de travail
- distribution intensive : concentre le faisceau lumineux vers le bas. Ce mode d’éclairage est intéressant pour l’éclairage des travées de grande hauteur ou pour le travail sur écran
- distribution asymétrique : permet d'éclairer, par exemple, des surfaces verticales telles que des tableaux ou des murs.
- La luminance moyenne (en cd/m²) d'un luminaire représente sa brillance et quantifie les risques d'éblouissement. Elle est définie en fonction de l'angle de vision du luminaire par rapport à la verticale (angle d'élévation).
- Rendement d'un luminaire intérieur : Aucun luminaire ne restitue 100 % de la lumière émise par les lampes. Une part importante de cette lumière va être absorbée par les différents éléments du luminaire et transformée en chaleur.
Le rendement total t d’un luminaire est le rapport entre le flux lumineux émis par le luminaire et le flux lumineux des lampes.
Il se situe entre 35 et 90 %. Il est d'autant plus bas qu'il y a des éléments (ventelles, globe opalin ou prismatique) devant les lampes afin d'éviter l’éblouissement ou pour favoriser l'esthétique.
Exemple : dans une gamme d’un fabricant de luminaire :
Attention, le rendement total d’un luminaire ne focalisant pas la lumière vers le bas, c’est-à-dire vers le plan de travail (luminaire à diffuseur opalin, lumière douce, ...), n’est pas exactement représentatif du rendement utile du luminaire. En effet une partie de la lumière est diffusée vers les murs ou les plafonds. Il en résulte une perte supplémentaire (qui dépend du facteur de réflexion des parois) non considérée dans la notion de rendement total. Pour comparer ce type de luminaire avec les luminaires purement directs, la notion de rendement inférieur i (quantifiant le flux lumineux dirigé vers le bas) peut donc également être une indication de l’efficacité du luminaire.
2. Paramètres mesurés.
En pratique, les mesures de luminance étant difficiles et coûteuses et dans un but de simplification, les recommandations relatives à ces luminances sont formulées directement en valeur d'ÉCLAIREMENT (lux).
Les niveaux d'éclairement se mesurent grâce à un luxmètre.
Sur cette base, un niveau d'éclairement insuffisant entraîne progressivement une diminution du pouvoir de perception. Cela peut occasionner un plus grand pourcentage d'erreurs dans les manipulations et un risque accru d'accidents.
Les valeurs d’éclairement recommandées sont fonction du type d'activité ou de local.
Calcul de l'éclairement moyen intérieur
Pour déterminer le niveau d'éclairement moyen d'un local à l'aide d'un luxmètre, il faut effectuer diverses mesures d'éclairement ponctuel selon la méthodologie définie et en établir une moyenne arithmétique.
- La surface du local est divisée en un certain nombre de rectangles élémentaires de dimensions égales. Ce nombre est fonction des dimensions du local considéré prises en considération par l’indice K.
Indice du local K = (a x b) /h (a + b)
Avec : a et b = largeur et longueur du local,
h = hauteur utile de l'installation.
K Nbre minimum de points de mesure Moins de 1
1 .. 1,9
2 .. 2,9
3 et plus4
9
16
25 - Les éclairements ponctuels sont mesurés au centre de chaque rectangle.
- L'éclairement moyen sur l'ensemble de la surface considérée est la moyenne arithmétique des valeurs mesurées.
Emoy = (E1 + E2 + ... + En) / n
Niveaux d’éclairement recommandés
- Écoles maternelles et garderies
- Bâtiments scolaires
3. Mode d’utilisation d’un luxmètre
Applications :
Le luxmètre Testo 540 permet de mesurer l’intensité lumineuse.
Prise en main
Insérer les piles :
- Ouvrez le compartiment pile : faites glisser le couvercle vers le bas.
- Insérez les piles (2 piles 1,5 V type AAA). Attention à la polarité !
- Fermez le compartiment pile : faites glisser le couvercle vers le haut.
Paramétrage (mode configuration) :
Fonctions paramétrables
Fonction Auto Off : OFF (désactivée), ON (activée, l'appareil s'éteint automatiquement 10 min après le dernier actionnement de touche)
- Lors de l'allumage de l'appareil, maintenez la touche
enfoncée jusqu'à ce que ? et 
s'affichent (mode configuration).
La fonction paramétrable est affichée. Le paramètre actuel clignote. - Appuyez plusieurs fois sur ? jusqu'à ce que le paramètre désiré clignote.
- Appuyez sur
() pour confirmer la saisie.
- L'appareil passe en mode mesure.
Utilisation du produit
Pour garantir des valeurs de mesure correctes : tenez l'appareil à l'horizontale, de manière à ce que le capteur de lumière soit orienté vers le haut.
- Allumer l’appareil :
Appuyez brièvement sur.
? Le mode mesure s’ouvre. - Allumer l’éclairage de l’écran
L’appareil est allumé.
Appuyez sur.
? L’éclairage de l’écran s’éteint automatiquement 10 s après le dernier actionnement de touche. - Changer la grandeur à mesurer :
Appuyez sur ? jusqu'à ce que l'unité désirée s'affiche.
Unités paramétrables
- lux
- ftc
- Changer l’affichage de l’écran :
Affichages paramétrables
- Valeur actuelle
- Hold : Les valeurs sont conservées
- Max : Valeurs maximales depuis la dernière mise en marche de l’appareil ou depuis la dernière mise à jour.
- Min : Valeurs minimales depuis la dernière mise en marche de l’appareil ou depuis la dernière mise à jour.
jusqu'à ce que l'affichage désiré s'affiche. - Mise à jour des valeurs maximales et minimales :
- Appuyez plusieurs fois sur jusqu’à ce que l’affichage désiré apparaisse.
- Maintenez la touche enfoncée jusqu’à ce que ---- s'affiche.
- Répétez les étapes 1 et 2 pour toutes les valeurs que vous désirez mettre à jour.
- Appuyez plusieurs fois sur
- Éteindre l’appareil :
Maintenez la touche enfoncée jusqu’à ce que l’affichage s’éteigne.
Entretien du produit
- Changer les piles :
- Ouvrez le compartiment pile : faites glisser le couvercle vers le bas.
- Retirez les piles vides et insérez-en des nouvelles (2 piles 1,5 V type AAA). Attention à la polarité !
- Fermez le compartiment pile : faites glisser le couvercle vers le haut.
- Nettoyer le boîtier :
En cas de salissure, nettoyez le boîtier avec un linge humide (eau savonneuse). N'utilisez pas de solvants ni de produits de nettoyage forts !