Que coûte une lampe allumée "toute la journée" ou comment faire revenir la paix dans les ménages (elle n'éteind jamais les lumières, il râle toujours pour quelques centimes)

L'éclairement :

L'éclairement E s 'exprime en lux [lux].

Il définit la densité de flux lumineux. C'est donc le rapport - le quotient - entre le flux lumineux (en lm) et la surface (en m²) pour autant que la surface à considérer est perpendiculaire  aux rayons lumineux.

formule simple : E = flux / A on admet E perpendiculaire au flux

L'éclairement à comme particularité de décroître en fonction du carré de la distance. C'est à dire que si la distance double, l'éclairement sera diminué d'un facteur de 4 et si la distance triple, il le sera d'un facteur 9, etc... Ceci est du au fait que la surface éclairée augmente dans ces mêmes proportions lorsqu'on s'éloigne de la source. Une lampe placée à 5 m d'une surface éclaire une surface 25 fois plus grande  ( et produit donc un éclairement 25 fois plus petit) que la même lampe distante d'un  mètre seulement de cette surface.

La formule notée ci-dessus ne peut être employée tel quelle dans un problème d'éclairagisme. En effet il faut pour être plus juste prendre en compte le(s) rendement(s).  la formule devient :

E = flux  * rendement  /surface on admet E perpendiculaire au flux

Les rendements à prévoir sont

• des luminaires,
• des protections de luminaires,
• des couleurs des murs, des planchers, des plafonds

La plupart des fournisseurs proposent des logiciels de calculs d'éclairement tenant compte de tout ces paramètres.

note : Si la surface n'est pas perpendiculaire au flux, il faut multiplier alors l'éclairement  par le cosinus de l'angle formé entre sa position actuelle et la perpendiculaire au flux lumineux ( le résultat doit être plus petit si vous m'avez bien suivi).

Quelques exemples :

La mesure de l'éclairement  se fait à l'aide d'un luxmètre. Il s'agit d'un montage source tension (éventuellement source alternative redressée) continue, LDR, ampèremètre (gradué en lux pour l'occasion). Une variation de l'éclairement produit une variation de l'intensité du courant électrique et donc de la position de l'aiguille sur l'affichage.

Efficacité lumineuse

Efficacité lumineuse k exprime la quantité de lumière émise par une source pour un watt de puissance. Son unité est donc lm/W. ( c'est l'inverse de efficacité énergétique)

k = flux / P   [lm/W]

Attention : il ne faut pas confondre ce facteur avec le rendement, toutefois une source qui a un facteur k plus élevé produit pour une puissance électrique équivalente, plus de lumière

Voici quelques exemples de facteur k :

Efficacité énergétique

Efficacité énergétique (selon directive de l'UE) exprime le rapport puissance (W) par quantité de lumière (lm) émise par une source. Son unité est donc W/lm.

Ce facteur est utile pour les lampes à usage domestique fonctionnant à la tension du réseau. La désignation "A" désigne le meilleur efficacité énergétique. Une étiquette à été élaborée et devrait figurer sur ce type de récepteur.

classes: A B C D E F G

couleurs vert foncé vert vert clair jaune orange - jaune orange rouge

plage [mW/lm] < 13,6 de 13,6 à  40 de 40 à 60 de 60 à 80 de 80 à 95 de 95 à 160 >160

type de lampe correspondante. fluorescente + PL fluorescente + PL halogène halogène incandescence incandescence incandescence

.note : les valeurs indiquées sont approximatives.

Le flux lumineux

Le flux lumineux définit la quantité de luminaire émise par une source. (je me refuse à entrer ici dans le détail de l'intensité lumineuse.. c'est plus simple ainsi; mais ce qui est simple est faux..).

Son symbole est le phi majuscule grecque et il s'exprime en lumen (lm).

Sa valeur n'est qu'indicative, car elle ne tient pas compte du fait que notre sensibilité n'est pas la même pour différentes couleurs. Donc pour un même flux lumineux notre perception sera différente.

Pour son calcul, nous avons le choix entre 2 méthodes :

a) nous connaissons l'éclairement  et donc : phi = E * A pour une surface éclairée perpendiculaire à la source

b) nous connaissons l'efficacité lumineuse de la source et donc  phi = k * P * n

avec k - efficacité lumineuse -  en lm/W;

P - puissance électrique - en W,

n - nombre d'ampoule de puissance P.

La luminescence

définit le principe d'émission de photons souvent dans les UV dans les lampes à décharge. Un gaz contenant des vapeurs métalliques traversé par un courant électrique emet des photons suites aux collision entre les électrons "libres" et les atomes ionisé du mercure. Les électrons des atomes de mercure changent d'orbite lors des chocs. Lorsqu'ils reprennent leur position sur la bonne orbite, il a dégagement d'énergie sous forme de photon (longueur d'onde 253,7 nm).

La fluorescence

est l'action de rendre visible une lumière qui ne l'est pas initialement. Les photons émis dans les UV par des lampes à décharges à valeur de mercure ont une fréquence trop élevée. La poudre fluorescente dimiunera la fréquence des photons pour les mettre dans le spectre de la lumière visible. Selon la composition de cette poudre, on peut optenir toute une panoplie de couleur différente. Le spectre émis est de type à raies de couleur.