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Orléans – 25 mars 2009

Quantifier l'éclairage : Unités de mesures et Efficacité énergétique Christophe CACHONCINLLE . Orléans – 25 mars 2009. L’Association française de l’éclairage. Echangeons la Lumière !. Orléans – 25 mars 2009. UNE ASSOCIATION AU SERVICE DE LA LUMIERE !. Fondée en 1930, l’AFE c’est :

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Orléans – 25 mars 2009

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  1. Quantifier l'éclairage : Unités de mesures et Efficacité énergétique Christophe CACHONCINLLE Orléans – 25 mars 2009

  2. L’Association française de l’éclairage Echangeons la Lumière ! Orléans – 25 mars 2009

  3. UNE ASSOCIATION AU SERVICE DE LA LUMIERE ! • Fondée en 1930, l’AFE c’est : • 1000 adhérents de tout horizon : médecins, ophtalmologistes, architectes, distributeurs d’énergie, 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 d’édition • L’interlocuteur éclairage privilégié pour les organismes étatiques et la filière économique • Devise : ECLAIRER JUSTE ! • Présidée par le Pr Christian Corbé, ophtalmologiste des hôpitaux des armées => Retrouvez l’AFE sur www.afe-eclairge.com.fr

  4. REPRESENTE LA FRANCE ET EXPERTISE… • L’AFE représente la France au niveau mondial en contribuant • Aux travaux de la Normalisation • EUROPEENNES : AFNOR/CEN • INTERNATIONALES : CIE/ISO • A l’expertise 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

  5. FORME… • L’AFE propose des programmes de formations de tout niveau, de l’initiation au perfectionnement, du vocabulaire au projet d’éclairage • Des stages « à la carte »peuvent être réalisés. • Les stages s’inscrivent dans le cadre de la formation continue • Chaque année, l’AFE forme près de 300 personnes de divers horizons : architectes, fabricants, installateurs, enseignants, distributeurs, collectivités locales, agents commerciaux, etc.

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

  7. La vision humaine Mesurer la couleur Mesurer la lumière Rendement énergétique & Classe d'efficacité énergétique

  8. La vision humaine • Cônes ( 3 pigments colorés; très sensibles)‏ • Bâtonnets ( 1 seul pigment coloré; peu sensibles) • Vision: • Vision photopique • Vision scotopique • Vision mésopique

  9. Implantation cônes et bâtonnets: deux zones distinctes sur la rétines

  10. Les fonctions d'efficacité visuelle V max à 555 nm V'(λ)‏ V(λ)‏

  11. 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

  12. 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)‏

  13. Le « cube RVB »: Toute couleur ou « stimulus » correspond à un point de ce volume cubique

  14. 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

  15. Les coordonnées chromatiques • A partir du spectre, on calcule X,Y & Z • On en déduit x,y & z Remarque : x+y+z=1 z se déduit de (x,y)‏ Diagramme de chromaticité CIE1931

  16. 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

  17. Température & ambiance L'impression: Ambiance Chaude Ambiance Froide T= 3500 K T=6500 K Température de la source de lumière (indiquée sur l'emballage)‏

  18. 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)‏

  19. Les différents espaces colorimétriques CIE XYZ 1931 CIE XYZ 1964 (champ >10°)‏ CIE 1976 uvw CIE Luv CIE Lab RVB & CMJ ( cyan,magenta, jaune) CMJN (idem +noir)‏ YIQ, Yuv, YcrCb HTS;HLS,HLV,TSI;TSV... RAL...

  20. Déformons l'espace RGB

  21. Conversion entre systèmes • On dispose de jeux de transformations pour passer d'un système à l'autre Exemple: RGB vers XYZ

  22. Mesurer la lumière visible Grandeurs et unités: de la Radiométrie à la photométrie

  23. 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

  24. Intensité • C'est le flux émis dans un angle solide et dans une direction Remarque: l'intensité ne dépend pas de la distance

  25. L'Éclairement C'est le flux reçu sur une surface Remarque: l'éclairement diminue en fonction de la distance

  26. La Luminance dS cos(θ) est la « surface apparente » de la source de lumière θ: angle d'inclinaison entre la normale à la surface et la direction d'observation C'est la propriété principale d'une source de lumière

  27. La luminance se conserve Lentille Image de luminance L' Objet de luminance L L=L' • On obtient directement une cartographie de la luminance dans le plan image: • sur la rétine • sur une photo Responsable de la sensation d'éblouissement

  28. Les instruments de métrologie • Goniomètre (I cd)‏ • Sphère intégratrice (F lm)‏ • Luxmètre (E lux)‏ • Luminance mètre (L cd/m2)‏

  29. 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)‏

  30. Correspondance Remarque: en anglais, le nom de la grandeur diffère selon le système d'unité (éclairement = « Irradiance  W/m2» ou « Illuminance  Lx»)‏

  31. 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 > 102 cd/m2 Vision mésopique: de 10-2 < L < 10-2 cd/m2cd/m2 Vision scotopique: 10-6<L<10-2 cd/m2

  32. 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

  33. Rendement énergétique d'un corps noir Spectre de rayonnement d'un corps noir à T=3000 K Puissance rayonnée: 30 W Puissance vue par l'oeil: 0.9 W Rendement: 3.1 %

  34. Efficacité énergétiqueEx. d'une ampoule halogène à filament Spectre de rayonnement d'un corps noir à T=3000 K Émissivité du tungstène < émissivité du corps noir Puissance rayonnée: 0.6x30=18 W Puissance vue par l'oeil: 0.6x0.9x683=367 lm Efficacité énergétique: 20 lm/W

  35. 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

  36. 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

  37. Les classes d'efficacité énergétique • W puissance électrique absorbée • Φ flux lumineux ( lm)‏ • Wr puissance de « référence » • Lampe classée A si: • Sinon on calcule l'indice: E=W/Wr (%)‏ DIRECTIVE 98/11/CE DE LA COMMISSION du 27 janvier 1998

  38. Merci de votre attention ! Pour nous contacter:  www.afe-eclairage.com.fr • 17, rue de l’Amiral Hamelin 75783 Paris 16 • Tél. : 01 45 05 72 00

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