Rudiments de photométrie/Éclairement lumineux

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L'éclairement lumineux caractérise la quantité de lumière reçue par un récepteur. L'unité de mesure est le lux (lx).

Eclairement moyen

Supposons une surface S éclairée par un rayonnement lumineux. L’éclairement lumineux E_m moyen de cette surface est égal au rapport du flux lumineux arrivant sur cette surface par l’aire de la surface.

$E_{m}={\frac {\Phi }{S}}$

• E_m est l’éclairement moyen en lux (lx).
• Φ est le flux lumineux en lumen (lm).
• S est la surface en mètre carré (m²).

Eclairement en un point

Schéma descriptif

Dans le cas où l’on connait l'intensité de la source dans la direction du point éclairé, on peut envisager la situation illustrée ci-contre.

Supposons que nous voulons connaître l’éclairement en un point P d’une surface par une source S dont nous connaissons l’intensité lumineuse I (on suppose que la source émet de façon uniforme dans toutes les directions). Si l’on pose d la distance SP et si l’on appelle α l’angle entre la droite (SP) et la normale à la surface au point P.

On peut montrer que l’éclairement au point P est donné par la formule :

$E_{P}={\frac {I\cdot \cos \alpha }{d^{2}}}.$

• E est l’éclairement au point P en lux (lx).
• I est l’intensité lumineuse, dans la direction du point P, en candela (cd).
• α est l’angle d’incidence d’un rayon provenant de la source au point P.
• d est la distance de la source au point considéré en mètre (m).

Si le rayon, provenant de la source, arrive normalement à la surface. C’est-à-dire si α = 0, on aura dans ce cas particulier, puisque cos(0) = 1 :

$E_{P}={\frac {I}{d^{2}}}.$

Ordres de grandeur

• Pour le confort de la lecture, l'éclairement doit être au moins de 300 lux.
• L'éclairement lors d'une nuit de pleine lune est d'environ 0,3 lx.
• L'éclairement lors d'une journée ensoleillée d'été est d'environ 100 000 lx
• Autres valeurs d'éclairements sur Wikilivres

Autres unités

• Le phot (ph) ou le lumen par centimètre carré : (1 ph = 1 lm cm⁻² = 10 000 lx).
• Le lumen par pied carré ou footcandle (fc) : (1 fc = 1 lm ft⁻² ≈ 10,764 lx), unité utilisée dans le système impérial.
• Le nox (1 nox = 1 mlx).