Luminance ou éclairement ?

Vous avez surement remarqué qu’il existe dans FizziQ plusieurs types de mesures différentes sur la lumière : la luminance et l’éclairement. Quelle est la différence entre ces deux types de mesures, et comment l’application FizziQ calcule-t-elle ces quantités ?


Quantifier la lumière n’est ni aisé ni intuitif. Doit-on se référer à la quantité d’énergie consommée par la source lumineuse, à la quantité de photons qu’elle émet, ou à la perception que nous avons du rayonnement ? Doit-on considérer l’émetteur ou le récepteur ? La photométrie définie les mesures qui caractérisent ces différents éléments.


Considérons tout d’abord une source lumineuse ponctuelle. On définit le flux lumineux, ou flux visuel, comme la puissance lumineuse efficace pour l’oeil, c’est à-dire ce que l’oeil est capable d’interpréter. Cette mesure dépend donc des longueurs d’ondes émises. Le flux lumineux est exprimé en lumen (lm) et un lumen correspond à peu près à la puissance efficace émise par une bougie. Une ampoule à incandescence de 75 watt produit environ 900 lumen, autant qu’une ampoule LED consommant 13 watts.


Une source lumineuse ponctuelle émet dans toutes les directions, et pour prendre en compte le fait que certaines directions peuvent être occultées, on préfère donc utiliser la notion d’intensité lumineuse qui est le flux lumineux par unité d’angle solide. Cette intensité est exprimée en candelas (cd). Par exemple les phares marins, visibles à plus de 30 km, ont une intensité lumineuse supérieure à 200 000 candelas.


Dans le monde réel, les sources ne sont pas ponctuelles. Si deux ampoules émettent le même flux lumineux mais ont des tailles différentes, la plus petite apparaitra plus brillante, d’où la notion de luminance. La luminance est l’intensité lumineuse émise par unité de surface émettrice. Elle est exprimée en candelas par mètres carrés. Plus la luminance est élevée et plus la lumière apparaitra brillante. Le soleil au zénith a une luminance de un milliard cd/m2, une feuille de papier blanc au soleil, 25 000 cd/m2, et la pleine lune, 2 000 cd/m2.


Finalement, nous n’avons pour le moment caractérisé que les sources émettrices mais nous pouvons également nous intéresser à la quantité de lumière que reçoit une surface donnée quand elle est éclairée par plusieurs sources lumineuses. La quantité qui est utilisée est l’éclairement qui est le flux lumineux reçu par unité de surface. Un lux est l’éclairement reçu par une surface de 1m2 sur laquelle tombe un flux de 1 lumen. Quand on étudie des panneaux solaires, on s‘intéressera particulièrement à l’éclairement.


Alors éclairement ou luminance ? Tout dépend de ce que l'on veut mesurer !


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