Qu’est-ce que la fluence de la lumière ?

Le flux lumineux est la mesure de la puissance lumineuse d’une source en termes de ce que l’œil humain perçoit. Normalement, le flux lumineux est défini par la vision photopique et son symbole est la lettre grecque « Phi » (Φ).

L’unité de flux lumineux du Système international d’unités (SI) est le lumen (lm).

L’analogie la plus courante pour expliquer le flux lumineux est celle du flux d’eau, comme on le verrait dans un arroseur ou un boyau d’arrosage, lorsque les jets d’eau se dispersent et se déplacent vers l’extérieur. (Si ce n’était pas pour la gravité, l’analogie serait parfaite, mais finalement, les jets d’eau tombent au sol).

Une deuxième analogie est celle de l’électrique, dans laquelle le flux lumineux est comparé au courant électrique en Ampères, qui est la mesure du flux de la charge électrique à travers un fil.

Une lampe consomme des watts et produit (ou émet) des lumens ; la mesure de son succès dans ce domaine est appelée « efficacité » et se mesure en lumens par watt.

Intensité lumineuse

L’intensité lumineuse est le flux lumineux par unité d’angle solide d’une source lumineuse dans une direction donnée. Le symbole de l’intensité lumineuse est la lettre I majuscule.

L’unité d’intensité lumineuse du SI est la candela (cd) ; dans la documentation technique du produit (comme les rapports photométriques), elle fait généralement référence à l’intensité lumineuse en termes de puissance candela.

L’intensité lumineuse est analogue à la pression dans un système fluidique et à la tension dans un système électrique.

Un examen photométrique montre typiquement un rapport de la « distribution des bougies ». Les angles polaires sont des angles verticaux, avec 0º vers le bas (nadir) et 90º horizontalement.

Plutôt que d’afficher le profil d’intensité d’une lampe ou d’un luminaire sous la forme d’un ensemble de flèches radiales, il est plus courant d’indiquer l’intensité par une ligne en reliant l’extrémité des flèches pour former la distribution des courbes d’intensité.

Lorsque le flux lumineux se déplace vers l’extérieur à partir d’une source, il atteint finalement les surfaces où il est réfléchi, transmis et/ou absorbé. Le Soleil est une source de lumière comme les autres ; il produit d’énormes quantités de flux lumineux et d’intensité lumineuse.

Les autres sections introduisent les mesures d’éclairage pour quantifier la quantité de lumière tombant au sommet du puits de lumière (éclairement), l’intensité lumineuse directionnelle de la surface éclairée et la quantité de lumière réfléchie par les courbes des murs (excitation lumineuse).

Illuminance

L’éclairement d’une surface est la densité du flux lumineux incident (vers le bas) (flux par unité de surface) sur cette surface. Le symbole de l’éclairement est la lettre E majuscule.

L’unité SI pour l’éclairement est lux (lx) ; un lux équivaut à un lumen par mètre carré (lm/m²). L’unité d’éclairement en pouces/livre est le pied-bougie (fc) ; un pied-bougie équivaut à un lumen par pied carré (lm/pi²). Un pied bougie équivaut à 10 764 lux ; dans la plupart des cas, l’approximation 1fc:10lux est généralement acceptable.

Luminance

La luminance d’une source de lumière ou d’une surface est définie comme l’intensité lumineuse de la source de lumière ou de la surface (dans la direction de l’observateur) divisée par la surface de la source de lumière ou de la surface vue par l’observateur. Son symbole est la lettre L majuscule et l’unité SI pour la luminance est la bougie par mètre carré (cd/m²).

Lorsque nous regardons un luminaire, nous ne voyons pas toute sa surface, sauf si nous regardons directement vers le haut ; cela apparaît souvent dans une dimension et est donc réduit en taille. Cette zone de rétraction est appelée « surface projetée ».

L’angle de vue, habituellement appelé « alpha » (α), est l’angle entre la normale et le luminaire ou la surface et la ligne entre l’observateur et le centre du luminaire. La surface projetée, habituellement désignée par A’, est calculée en multipliant la surface de la zone A par le cosinus de l’angle de vision (A’).

Exitance lumineuse

L’excitation lumineuse, la mesure finale de l’illumination, est le flux lumineux total émis par une source, ou réfléchi ou transmis par une surface et est indépendant de la direction. Le symbole de l’excitation lumineuse est la lettre M majuscule.

L’unité SI de l’excitation lumineuse est le lumens par mètre carré (lm/m2). L’unité d’excitation lumineuse en pouces/livre est le nombre de lumens par pied carré (lm/pi2). Alors qu’il s’agit des mêmes unités que l’éclairement, l’excitation lumineuse décrit le flux lumineux de sortie, tandis que l’éclairement fait référence au flux lumineux incident.

L’excitation lumineuse peut résulter de la lumière réfléchie par la surface et/ou de la lumière transmise à travers une surface ; pour bien expliquer la métrique, il faut définir les caractéristiques de surface suivantes :

Réflexion : est un nombre inférieur à un qui est le rapport entre le flux lumineux réfléchi par une surface et le flux lumineux incident sur la même surface.

Transmittance : est le rapport entre le flux lumineux transmis à travers une surface et le flux lumineux incident du côté opposé de la même surface.

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