Diapositive 1

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Quantifier l'éclairage Unités de mesures et
Efficacité énergétique Christophe CACHONCINLLE
Orléans 25 mars 2009
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LAssociation française de léclairage
Echangeons la Lumière !
Orléans 25 mars 2009
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UNE ASSOCIATION AU SERVICE DE LA LUMIERE !

• Fondée en 1930, lAFE cest
• 1000 adhérents de tout horizon médecins,
  ophtalmologistes, architectes, distributeurs
  dénergie, ingénieurs des villes, décorateurs,
  installateurs, fabricants, distributeurs, etc.
  un gage de neutralité
• 14 centres régionaux, animés par des présidents
  de région élus
• 1 Centre de formation
• 1 Centre dédition
• Linterlocuteur éclairage privilégié pour les
  organismes étatiques et la filière économique
• Devise ECLAIRER JUSTE !
• Présidée par le Pr Christian Corbé,
  ophtalmologiste des hôpitaux des armées

gt Retrouvez lAFE sur www.afe-eclairge.com.fr
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REPRESENTE LA FRANCE ET EXPERTISE

• LAFE représente la France au niveau mondial en
  contribuant
• Aux travaux de la Normalisation
• EUROPEENNES AFNOR/CEN
• INTERNATIONALES CIE/ISO
• A lexpertise technique avec
• les travaux des 7 divisions de la CIE
• Recommandations de la CIE
• Publications de la CIE
• la Foire Aux Questions, les Points de vue AFE,
  les Référentiels

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FORME

• LAFE propose des programmes de formations de
  tout niveau, de linitiation au perfectionnement,
  du vocabulaire au projet déclairage
• Des stages à la carte peuvent être réalisés.
• Les stages sinscrivent dans le cadre de la
  formation continue
• Chaque année, lAFE forme près de 300 personnes
  de divers horizons architectes, fabricants,
  installateurs, enseignants, distributeurs,
  collectivités locales, agents commerciaux, etc.

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• B 22, E 27 GU 10...?
• 3600 K ou 7000 K?
• 650 lm , 1200 lm...?
• IRC 70, 90 ?
• code745...?

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• La vision humaine
• Mesurer la couleur
• Mesurer la lumière
• Rendement énergétique Classe d'efficacité
  énergétique

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La vision humaine

• Cônes ( 3 pigments colorés très sensibles)?
• Bâtonnets ( 1 seul pigment coloré peu
  sensibles)
• Vision
• Vision photopique
• Vision scotopique
• Vision mésopique

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• Implantation cônes et bâtonnets deux zones
  distinctes sur la rétines

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Les fonctions d'efficacité visuelle
V max à 555 nm
V'(?)?
V(?)?
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Mesurer la couleur

• Système RVB
• Système CIE XYZ
• Autres Systèmes
• Indice de Rendu des Couleurs
• Température de couleur
• Diagramme de chromaticité coordonnées
  chromatiques x,y

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Système Rouge,Vert, Bleu

• Reproduire les couleurs par mélange des 3
  couleurs primaires
• Un couleur est représentée comme combinaison
  linéaires des couleurs primaires

C R.Rouge V.Vert B.Bleu Couleur caractérisée
par ses coefficients C(R,V,B)?
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Le  cube RVB 
Toute couleur ou  stimulus  correspond à un
point de ce volume cubique
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Le système CIE XYZ
Fonctions colorimétriques RVB

• Toutes les couleurs ne sont pas accessibles dans
  le RVB
• Utilisation d'un jeux de couleurs primaires
  imaginaires  X,Y Z

Fonctions colorimétriques XYZ
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Les coordonnées chromatiques

• A partir du spectre, on calcule X,Y Z
• On en déduit x,y z

Remarque xyz1 z se déduit de (x,y)?
Diagramme de chromaticité CIE1931
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Température de couleur proximale

• Loi de rayonnement de Planck ( corps noir)
• le spectre est complètement déterminé par la
  température du corps
• Température proximale température du corps noirs
  qui se rapproche le plus

Lieu des corps noirs de différentes Températures
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Température ambiance
L'impression
Ambiance Chaude
Ambiance Froide
T 3500 K
T6500 K
Température de la source de lumière (indiquée
sur l'emballage)?
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Indice de Rendu des Couleurs

• Système UCS 1976 (u'v')?
• 8 échantillons étalons
• La source à caractériser
• Un source  corps noir  à T porximale

R inférieur ou égal à 100
(u'n,v'n)?
(u 's,v's)?
(u'se,v'se)?
(u'ne,v'ne)?
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Les différents espaces colorimétriques

• CIE XYZ 1931
• CIE XYZ 1964 (champ gt10)?
• CIE 1976 uvw
• CIE Luv
• CIE Lab
• RVB CMJ ( cyan,magenta, jaune) CMJN (idem
  noir)?
• YIQ, Yuv, YcrCb
• HTSHLS,HLV,TSITSV...
• RAL...

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Déformons l'espace RGB
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Conversion entre systèmes

• On dispose de jeux de transformations pour
  passer d'un système à l'autre

Exemple RGB vers XYZ
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Mesurer la lumière visible

• Grandeurs et unités
• de la Radiométrie à la photométrie

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Le flux lumineux
Flux puissance électromagnétique traversant
une surface de mesure C'est le flux de la valeur
moyenne du vecteur de Poynting au travers de
la surface considérée
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Intensité

• C'est le flux émis dans un angle solide et dans
  une direction

Remarque l'intensité ne dépend pas de la distance
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L'Éclairement
C'est le flux reçu sur une surface
Remarque l'éclairement diminue en fonction de la
distance
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La Luminance
dS cos(?) est la  surface apparente  de la
source de lumière ? angle d'inclinaison entre la
normale à la surface et la direction d'observation
C'est la propriété principale d'une source de
lumière
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La luminance se conserve
Lentille
Image de luminance L'
Objet de luminance L
LL'

• On obtient directement une cartographie de la
  luminance dans le plan image
• sur la rétine
• sur une photo

Responsable de la sensation d'éblouissement
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Les instruments de métrologie

• Goniomètre (I cd)?
• Sphère intégratrice (F lm)?
• Luxmètre (E lux)?
• Luminance mètre (L cd/m2)?

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Des unités énergétiques aux unités visuelles
il faut connaître la densité spectrale de la
source de lumière (son spectre)?
G' est la grandeur spectrique de G telle que

• G peut être n'importe quelle grandeur flux,
  intensité, éclairement, luminance...
• L'opération peut être réalisée par un capteur
  associé à un filtre spectral (luxmètre)?

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Correspondance
Remarque en anglais, le nom de la grandeur
diffère selon le système d'unité (éclairement
  Irradiance  W/m2 ou  Illuminance  Lx)?
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Ordres de grandeur des luminances
Soleil 1 109
cd/m2 Arc électrique 1 108
cd/m2 Ampoule halogène 1-20.106 cd/m2 Ampoule
filament claire 1 106 cd/m2 Ampoule
fluocompacte 2 104 cd/m2 Ciel bleu
1 104 cd/m2 Peine lune
2.103 cd/m2 Flamme de bougie
1 103 cd/m2 Surface de travail 100
cd/m2 Voies publiques 5
cd/m2 Ciel nocturne 1 10-3
cd/m2
Douleur
Seuil de douleur
Confort
Vision photopique L gt 102 cd/m2 Vision
mésopique de 10-2 lt L lt 10-2 cd/m2cd/m2 Vision
scotopique 10-6ltLlt10-2 cd/m2
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Ordres de grandeur des éclairements
Plein soleil
100 000 Lx Nuageux
10 000 Lx Stade pour
retransmission TV 2 000 Lx Bureau /
salle de classe 500
Lx Parking / voies publiques
20 Lx Rues faible circulation
5 Lx Pleine lune
0.1 Lx
Code du travail mini 120 lux ( 200 lx si locaux
aveugle) 10à 15 des entreprises sont en
infraction Recommendation AFE selon l' activité
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Rendement énergétique d'un corps noir
Spectre de rayonnement d'un corps noir à T3000 K
Puissance rayonnée 30 W Puissance vue
par l'oeil 0.9 W Rendement
3.1
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Efficacité énergétiqueEx. d'une ampoule halogène
à filament
Spectre de rayonnement d'un corps noir à T3000
K Émissivité du tungstène lt émissivité du corps
noir
Puissance rayonnée 0.6x3018 W Puissance
vue par l'oeil 0.6x0.9x683367 lm Efficacité
énergétique 20 lm/W
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Ordres de grandeurs des efficacités énergétiques

• Domestique
• Ampoule incandescence 6 à 12 Lm/W
• Ampoule Halogène 15 à 25 Lm/W
  
• Lampe Fluocompacte 45 à 55 Lm/W
• Tube fluorescent 60 à 110
  lm/W
• LED 20 à
  bientôt 100 lm/WPublic
• Lampe à décharge
• mercure 45 à 50 Lm/W
• Halogénure 60 à 85 Lm/W
• Sodium 100 à 150 Lm/W

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La fluorescence une meilleur solution

• Pour une bonne efficacité, il faut des lampes
  dont le spectre d'émission  colle  à la
  fonction V de l'oeil Fluorescence des
  poudres
• Tube fluorescent
• fluocompacte
• led

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Les classes d'efficacité énergétique

• W puissance électrique absorbée
• F flux lumineux ( lm)?
• Wr puissance de  référence 
• Lampe classée A si
• Sinon on calcule l'indice EW/Wr ()?

DIRECTIVE 98/11/CE DE LA COMMISSION du 27
janvier 1998
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• Merci de votre attention !

• Pour nous contacter
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