Utilisation délibérée de la lumière pour obtenir des effets pratiques ou esthétiques

Fleurs de cerisier éclairées, lumière des vitrines, et lanterne japonaise de nuit à Ise, Mie, Japon

Un éclairage de faible intensité et de la brume dans une salle de concert permettent aux effets laser d'être visibles

Éclairage ou éclairage est l'utilisation délibérée de la lumière pour obtenir des effets pratiques ou esthétiques. L'éclairage comprend l'utilisation à la fois de sources de lumière artificielle comme les lampes et les luminaires, ainsi que l'éclairage naturel en captant la lumière du jour. L'éclairage naturel (à l'aide de fenêtres, de puits de lumière ou d'étagères lumineuses) est parfois utilisé comme principale source de lumière pendant la journée dans les bâtiments. Cela peut économiser de l'énergie au lieu d'utiliser l'éclairage artificiel, qui représente une composante majeure de la consommation d'énergie dans les bâtiments. Un bon éclairage peut améliorer la performance des tâches, améliorer l'apparence d'une zone ou avoir des effets psychologiques positifs sur les occupants.

L'éclairage intérieur est généralement réalisé à l'aide de luminaires et constitue un élément clé de la décoration intérieure. L'éclairage peut également être une composante intrinsèque des projets de paysage.

L'histoire(Éditer)

Avec la découverte du feu, la première forme d'éclairage artificiel utilisée pour éclairer une zone était les feux de camp ou les torches. Dès 400 000 avant notre ère, le feu était allumé dans les grottes de Pékin. Les peuples préhistoriques utilisaient des lampes à huile primitives pour éclairer les environs. Ces lampes étaient fabriquées à partir de matériaux naturels tels que des roches, des coquillages, des cornes et des pierres, étaient remplies de graisse et avaient une mèche en fibre. Les lampes utilisaient généralement des graisses animales ou végétales comme combustible. Des centaines de ces lampes (pierres creuses travaillées) ont été retrouvées dans les grottes de Lascaux en France moderne, datant d'il y a environ 15 000 ans. Les animaux gras (oiseaux et poissons) étaient également utilisés comme lampes après avoir été enfilés avec une mèche. Les lucioles ont été utilisées comme sources d'éclairage. Des bougies et des lampes en verre et en poterie ont également été inventées.(1) Les lustres étaient une des premières formes de «luminaire».

Une réduction importante du coût de l'éclairage s'est produite avec la découverte de l'huile de baleine.(2) L'utilisation de l'huile de baleine a diminué après qu'Abraham Gesner, un géologue canadien, a d'abord raffiné du kérosène dans les années 1840, permettant de produire une lumière plus vive à un coût nettement inférieur.(3) Dans les années 1850, le prix de l'huile de baleine a considérablement augmenté (plus que doublé de 1848 à 1856) en raison de la pénurie de baleines disponibles, accélérant le déclin de l'huile de baleine.(3) En 1860, il y avait 33 usines de kérosène aux États-Unis, et les Américains dépensaient plus pour le gaz et le kérosène que pour l'huile de baleine.(3) Le glas de la mort de l'huile de baleine remonte à 1859, lorsque le pétrole brut a été découvert et que l'industrie pétrolière a vu le jour.(3)

Éclairage de nuit tamisé pour les anciens entrepôts le long de la rivière dans la vieille ville de Porvoo, Finlande

L'éclairage au gaz était suffisamment économique pour alimenter les lampadaires des grandes villes à partir du début des années 1800, et était également utilisé dans certains bâtiments commerciaux et dans les maisons de personnes riches. Le manteau à gaz a augmenté la luminosité de l'éclairage des services publics et des lanternes au kérosène. La prochaine baisse majeure des prix est survenue dans les années 1880 avec l'introduction de l'éclairage électrique sous forme de lampes à arc pour les grands espaces et l'éclairage public, suivi des utilitaires à ampoules à incandescence pour l'éclairage intérieur et extérieur.(2)(4)

Au fil du temps, l'éclairage électrique est devenu omniprésent dans les pays développés.(5) Les schémas de sommeil segmentés ont disparu, un meilleur éclairage nocturne a rendu plus d'activités possibles la nuit, et plus de lampadaires ont réduit la criminalité urbaine.(6)(7)(8)

Agencements(Éditer)

Les luminaires sont disponibles dans une grande variété de styles pour diverses fonctions. Les fonctions les plus importantes sont en tant que support pour la source lumineuse, pour fournir une lumière dirigée et pour éviter l'éblouissement visuel. Certains sont très simples et fonctionnels, tandis que certains sont des œuvres d'art en soi. Presque tous les matériaux peuvent être utilisés, à condition qu'ils tolèrent l'excès de chaleur et soient conformes aux codes de sécurité.

Une propriété importante des luminaires est l'efficacité lumineuse ou l'efficacité de la prise murale, c'est-à-dire la quantité de lumière utilisable émanant du luminaire par énergie utilisée, généralement mesurée en lumen par watt. Un luminaire utilisant des sources lumineuses remplaçables peut également avoir son efficacité exprimée en pourcentage de lumière transmise de «l'ampoule» à l'environnement. Plus les luminaires sont transparents, plus l'efficacité est élevée. L'ombrage de la lumière diminuera normalement l'efficacité mais augmentera la directionnalité et la probabilité de confort visuel.

La température de couleur des sources de lumière blanche affecte également leur utilisation pour certaines applications. La température de couleur d'une source de lumière blanche est la température en kelvins d'un émetteur à corps noir théorique qui correspond le plus aux caractéristiques spectrales de la lampe. Une ampoule à incandescence a une température de couleur d'environ 2800 à 3000 kelvins; la lumière du jour est d'environ 6400 kelvins. Les lampes à température de couleur plus basse ont relativement plus d'énergie dans la partie jaune et rouge du spectre visible, tandis que les températures de couleur élevées correspondent à des lampes avec un aspect plus bleu-blanc. Pour les tâches critiques d'inspection ou de correspondance des couleurs, ou pour les étalages de produits alimentaires et de vêtements au détail, la température de couleur des lampes sera sélectionnée pour obtenir le meilleur effet d'éclairage global.

Les types(Éditer)

Une démonstration des effets de différents types d'éclairage

L'éclairage est classé par utilisation prévue comme éclairage général, d'accentuation ou de tâche, en fonction en grande partie de la distribution de la lumière produite par le luminaire.

  • L'éclairage de travail est principalement fonctionnel et est généralement le plus concentré, à des fins telles que la lecture ou l'inspection des matériaux. Par exemple, la lecture de reproductions de mauvaise qualité peut nécessiter des niveaux d'éclairage allant jusqu'à 1500 lux (150 pieds-bougies), et certaines tâches d'inspection ou interventions chirurgicales nécessitent des niveaux encore plus élevés.
  • L'éclairage d'accentuation est principalement décoratif, destiné à mettre en valeur des images, des plantes ou d'autres éléments de design d'intérieur ou d'aménagement paysager.
  • L'éclairage général (parfois appelé lumière ambiante) remplit entre les deux et est destiné à l'éclairage général d'une zone. À l'intérieur, ce serait une lampe de base sur une table ou un sol, ou un luminaire au plafond. À l'extérieur, l'éclairage général d'un parking peut être aussi bas que 10 à 20 lux (1 à 2 pieds-bougies) car les piétons et les automobilistes déjà habitués à l'obscurité auront besoin de peu de lumière pour traverser la zone.

Méthodes(Éditer)

  • L'éclairage vers le bas est le plus courant, avec des luminaires sur ou encastrés dans le plafond projetant la lumière vers le bas. C'est la méthode la plus utilisée, utilisée à la fois dans les bureaux et à la maison. Bien qu'il soit facile à concevoir, il présente des problèmes dramatiques d'éblouissement et de consommation d'énergie excessive en raison du grand nombre de raccords.(9) L'introduction de l'éclairage LED a grandement amélioré cela d'env. 90% par rapport à un downlight ou un spot halogène. Des lampes ou des ampoules LED sont désormais disponibles pour être rétro-installées à la place des lampes à haute consommation d'énergie.
  • L'éclairage vers le haut est moins courant, souvent utilisé pour faire rebondir la lumière indirecte sur le plafond et redescendre. Il est couramment utilisé dans les applications d'éclairage qui nécessitent un éblouissement minimal et des niveaux d'éclairement général uniformes. L'éclairage vers le haut (indirect) utilise une surface diffuse pour réfléchir la lumière dans un espace et peut minimiser l'éblouissement de désactivation sur les écrans d'ordinateur et autres surfaces sombres et brillantes. Il donne une présentation plus uniforme du rendement lumineux en fonctionnement. Cependant, l'éclairage indirect dépend entièrement de la valeur de réflectance de la surface. Alors que l'éclairage indirect peut créer un effet de lumière diffuse et sans ombre, il peut être considéré comme un principe d'éclairage non rentable.(dix)(11)
  • L'éclairage avant est également assez courant, mais a tendance à rendre le sujet plat car il ne projette presque aucune ombre visible. L'éclairage latéral est le moins courant, car il a tendance à produire des reflets près du niveau des yeux.
  • Éclairage rouge soit
  • Le rétroéclairage autour ou à travers un objet sert principalement à accentuer. Le rétroéclairage est utilisé pour éclairer un arrière-plan ou une toile de fond. Cela ajoute de la profondeur à une image ou une scène. D'autres l'utilisent pour obtenir un effet plus dramatique.

Applique murale avec ombres

Formes d'éclairage(Éditer)

Éclairage intérieur(Éditer)

Les formes d'éclairage comprennent l'éclairage d'alcôve, qui, comme la plupart des autres éclairages vers le haut, est indirect. Cela se fait souvent avec un éclairage fluorescent (disponible pour la première fois à l'Exposition universelle de 1939) ou une corde, parfois avec un éclairage au néon, et récemment avec un éclairage à bande LED. C'est une forme de contre-jour.

L'éclairage de soffite ou à proximité d'un mur peut être un éclairage général ou décoratif, parfois utilisé pour faire ressortir la texture (comme le stuc ou le plâtre) sur un mur, bien que cela puisse également montrer ses défauts. L'effet dépend fortement du type exact de source d'éclairage utilisé.

L'éclairage encastré (souvent appelé «pot lights» au Canada, «can lights» ou «high hat» aux États-Unis) est populaire, avec des luminaires montés dans la structure du plafond de manière à apparaître au même niveau. Ces downlights peuvent utiliser des projecteurs à faisceau étroit , ou des projecteurs à angle plus large, qui sont tous deux des ampoules ayant leurs propres réflecteurs. Il existe également des downlights avec réflecteurs internes conçus pour accepter des lampes «A» (ampoules) courantes qui sont généralement moins coûteuses que les lampes à réflecteur. Les downlights peuvent être incandescents, fluorescent, HID (décharge haute intensité) ou LED.

Éclairage sur rail, inventé par Lightolier,(12) était populaire à un moment donné parce qu'il était beaucoup plus facile à installer que l'éclairage encastré, et les luminaires individuels sont décoratifs et peuvent facilement être dirigés vers un mur. Il a récemment regagné une certaine popularité dans les pistes basse tension, qui ne ressemblent souvent pas à leurs prédécesseurs car elles ne présentent pas les problèmes de sécurité des systèmes à tension secteur, et sont donc moins encombrantes et plus ornementales en elles-mêmes. Un transformateur principal alimente tous les luminaires sur la piste ou la tige avec 12 ou 24 volts, au lieu de chaque luminaire ayant son propre transformateur de tension ligne-basse. Il y a des spots traditionnels et des inondations, ainsi que d'autres petits luminaires suspendus. Une version modifiée de ceci est l'éclairage par câble, où les lumières sont suspendues ou clipsées à des câbles métalliques nus sous tension.

Une applique est un luminaire mural, en particulier celui qui brille vers le haut et parfois vers le bas. Une torchère est un uplight destiné à l'éclairage d'ambiance. Il s'agit généralement d'un lampadaire, mais peut être fixé au mur comme une applique. Les autres luminaires intérieurs comprennent des lustres, des suspensions, des ventilateurs de plafond avec des lumières, des luminaires proches du plafond ou encastrés et divers types de lampes(13)

La lampe portative ou de table est probablement le luminaire le plus courant, que l'on trouve dans de nombreuses maisons et bureaux. La lampe standard et l'abat-jour qui reposent sur une table sont un éclairage général, tandis que la lampe de bureau est considérée comme un éclairage de travail. Les lampes à loupe sont également un éclairage de travail.

Le plafond lumineux était autrefois populaire dans les années 1960 et 1970, mais est tombé en disgrâce après les années 1980. Cela utilise des panneaux diffuseurs suspendus comme un plafond suspendu sous des lampes fluorescentes et est considéré comme un éclairage général. D'autres formes incluent le néon, qui n'est généralement pas destiné à éclairer autre chose, mais à être en fait une œuvre d'art en soi. Cela tomberait probablement sous un éclairage d'accentuation, bien que dans une discothèque sombre, cela puisse être considéré comme un éclairage général.

Dans une salle de cinéma, les marches dans les allées sont généralement marquées d'une rangée de petites lumières pour plus de commodité et de sécurité, lorsque le film a commencé et que les autres lumières sont éteintes. Traditionnellement constituées de petites lampes basse tension à faible puissance dans un rail ou un tube translucide, elles sont rapidement remplacées par des versions à LED.

Lumière d'extérieure(Éditer)

Les lampadaires sont utilisés pour éclairer les routes et les allées la nuit. Certains fabricants conçoivent des luminaires LED et photovoltaïques pour offrir une alternative écoénergétique aux luminaires de rue traditionnels.(14)(15)(16)

Les projecteurs sont utilisés pour éclairer les terrains de jeux extérieurs ou les zones de travail pendant la nuit.

Des projecteurs peuvent être utilisés pour éclairer les zones de travail(17) ou des terrains de jeux extérieurs pendant la nuit.(18)(19) Les types de projecteurs les plus courants sont les lampes aux halogénures métalliques et au sodium haute pression.

Les phares sont positionnés à l'intersection de deux routes pour faciliter la navigation.

Parfois, l'éclairage de sécurité peut être utilisé le long des routes dans les zones urbaines, ou derrière les maisons ou les installations commerciales. Ce sont des lumières extrêmement brillantes utilisées pour dissuader le crime. Les lumières de sécurité peuvent inclure des projecteurs et être activées avec des interrupteurs PIR qui détectent les sources de chaleur en mouvement dans l'obscurité.

Les lumières d'entrée peuvent être utilisées à l'extérieur pour éclairer et signaler l'entrée d'une propriété.(20) Ces lumières sont installées pour la sûreté, la sécurité et pour la décoration.

L'éclairage d'accentuation sous-marin est également utilisé pour les étangs de koi, les fontaines, les piscines et autres.

Les enseignes au néon sont le plus souvent utilisées pour attirer l'attention plutôt que pour éclairer.

Utilisation du véhicule(Éditer)

Les véhicules comprennent généralement des phares et des feux arrière. Les phares sont des feux blancs ou jaunes sélectifs placés à l'avant du véhicule, conçus pour éclairer la route à venir et pour rendre le véhicule plus visible. De nombreux fabricants se tournent vers les phares à LED comme alternative écoénergétique aux phares traditionnels.(21) Les feux arrière et stop sont rouges et émettent de la lumière vers l'arrière afin de révéler la direction de déplacement du véhicule aux conducteurs suivants. Les feux de recul blancs orientés vers l'arrière indiquent que la transmission du véhicule a été placée en marche arrière, avertissant quiconque derrière le véhicule qu'il recule ou est sur le point de le faire. Les clignotants clignotants à l'avant, sur le côté et à l'arrière du véhicule indiquent un changement prévu de position ou de direction. À la fin des années 1950, certains constructeurs automobiles ont commencé à utiliser la technologie électroluminescente pour rétro-éclairer les compteurs de vitesse et autres jauges de leurs voitures ou pour attirer l'attention sur des logos ou d'autres éléments décoratifs.

Communément appelées «ampoules», les lampes sont la partie amovible et remplaçable d'un appareil d'éclairage, qui convertit l'énergie électrique en rayonnement électromagnétique. Alors que les lampes ont traditionnellement été classées et commercialisées principalement en fonction de leur consommation d'énergie, exprimée en watts, la prolifération de la technologie d'éclairage au-delà de l'ampoule à incandescence a éliminé la correspondance entre la puissance et la quantité de lumière produite. Par exemple, une ampoule à incandescence de 60 W produit à peu près la même quantité de lumière qu'une lampe fluorescente compacte de 13 W. Chacune de ces technologies a une efficacité différente dans la conversion de l'énergie électrique en lumière visible. Le rendement lumineux visible est généralement mesuré en lumens. Cet appareil ne quantifie que le rayonnement visible et exclut les rayons infrarouges et ultraviolets invisibles. Une bougie en cire produit environ 13 lumens, une lampe à incandescence de 60 watts produit environ 700 lumens et une lampe fluorescente compacte de 15 watts produit environ 800 lumens, mais la puissance réelle varie selon la conception spécifique.(22) L'accent mis sur la notation et le marketing s'éloigne de la puissance en watts au profit du flux lumineux, pour donner à l'acheteur une base directement applicable sur laquelle choisir une lampe.

Les types de lampes comprennent:

  • Ballast: Un ballast est un équipement auxiliaire conçu pour démarrer et contrôler correctement le flux d'énergie pour décharger des sources lumineuses telles que des lampes fluorescentes et à décharge à haute intensité (DHI). Certaines lampes exigent que le ballast ait une protection thermique.
  • lumière fluorescente: tube enduit de phosphore contenant de la vapeur de mercure à basse pression qui produit une lumière blanche.
  • Halogène: Lampes à incandescence contenant des gaz halogènes tels que l'iode ou le brome, augmentant l'efficacité de la lampe par rapport à une lampe à incandescence ordinaire.
  • Néon: un gaz à basse pression contenu dans un tube en verre; la couleur émise dépend du gaz.
  • Diodes électroluminescentes: Les diodes électroluminescentes (LED) sont des dispositifs à semi-conducteurs qui émettent de la lumière par le mouvement d'électrons dans un matériau semi-conducteur.(23)
  • Lampes fluorescentes compactes: les LFC sont conçues pour remplacer les lampes à incandescence dans les installations existantes et nouvelles.(24)(25)

Design et architecture(Éditer)

Conception d'éclairage architectural(Éditer)

La conception d'éclairage telle qu'elle s'applique à l'environnement bâti est connue sous le nom de «conception d'éclairage architectural». L'éclairage des structures tient compte des éléments esthétiques ainsi que des considérations pratiques de la quantité de lumière requise, des occupants de la structure, de l'efficacité énergétique et du coût. L'éclairage artificiel prend en compte la quantité de lumière du jour reçue dans un espace en utilisant des calculs de facteur de lumière du jour. Pour les installations simples, des calculs manuels basés sur des données tabulaires sont utilisés pour fournir une conception d'éclairage acceptable. Les conceptions plus critiques ou complexes utilisent désormais couramment des logiciels informatiques tels que Radiance pour la modélisation mathématique, qui peuvent permettre à un architecte d'évaluer rapidement les avantages d'une conception proposée.

Dans certains cas, les matériaux utilisés sur les murs et les meubles jouent un rôle clé dans l'effet d'éclairage. Par exemple, la peinture foncée a tendance à absorber la lumière, ce qui rend la pièce plus petite et plus sombre qu'elle ne l'est, alors que la peinture claire fait le contraire. D'autres surfaces réfléchissantes ont également un effet sur la conception de l'éclairage.(11)(27)

Sur scène et sur plateau(Éditer)

Têtes mobiles dans un ensemble de studio photo

Illuminer un sujet par le dessous peut créer un effet dramatique accru.

L'éclairage illumine les interprètes et les artistes dans un théâtre, une danse ou une performance musicale en direct, et est sélectionné et arrangé pour créer des effets dramatiques. L'éclairage de scène utilise la technologie d'éclairage générale dans les appareils configurés pour un réglage facile de leurs caractéristiques de sortie.(citation requise) La configuration de l'éclairage de scène est adaptée à chaque scène de chaque production. Gradateurs, filtres colorés, réflecteurs, lentilles, lampes motorisées ou à visée manuelle et différents types de projecteurs et projecteurs font partie des outils utilisés par un concepteur d'éclairage de scène pour produire les effets souhaités. Un ensemble d'indices d'éclairage est préparé afin que l'opérateur d'éclairage puisse contrôler les lumières en fonction de la performance; les systèmes d'éclairage de théâtre complexes utilisent le contrôle informatique des instruments d'éclairage.

La production cinématographique et télévisuelle utilise bon nombre des mêmes outils et méthodes d'éclairage de scène. Surtout au début de ces industries, des niveaux de lumière très élevés étaient nécessaires et la chaleur produite par les équipements d'éclairage présentait des défis importants. Les caméras modernes nécessitent moins de lumière et les sources lumineuses modernes émettent moins de chaleur.

La mesure(Éditer)

La mesure de la lumière ou la photométrie concerne généralement la quantité de lumière utile tombant sur une surface et la quantité de lumière émergeant d'une lampe ou d'une autre source, ainsi que les couleurs qui peuvent être rendues par cette lumière. L'œil humain réagit différemment à la lumière provenant de différentes parties du spectre visible, par conséquent les mesures photométriques doivent prendre en compte la fonction de luminosité lors de la mesure de la quantité de lumière utile. L'unité de mesure SI de base est la candela (cd), qui décrit l'intensité lumineuse, toutes les autres unités photométriques sont dérivées de la candela. La luminance, par exemple, est une mesure de la densité de l'intensité lumineuse dans une direction donnée. Il décrit la quantité de lumière qui traverse ou est émise à partir d'une zone particulière et se situe dans un angle solide donné. L'unité SI pour la luminance est la candela par mètre carré (cd / m2). L'unité CGS de luminance est le stilb, qui est égal à une candela par centimètre carré ou 10 kcd / m2. La quantité de lumière utile émise par une source ou le flux lumineux est mesurée en lumen (lm).

L'unité SI d'éclairement et d'émittance lumineuse, soit la puissance lumineuse par zone, est mesurée en Lux. Il est utilisé en photométrie comme mesure de l'intensité, telle que perçue par l'œil humain, de la lumière qui frappe ou traverse une surface. Elle est analogue à l'unité radiométrique watts par mètre carré, mais avec la puissance à chaque longueur d'onde pondérée en fonction de la fonction de luminosité, un modèle normalisé de perception de la luminosité visuelle humaine. En anglais, «lux» est utilisé à la fois au singulier et au pluriel.(28)

Plusieurs méthodes de mesure ont été développées pour contrôler l'éblouissement résultant de la conception de l'éclairage intérieur. L'indice d'éblouissement unifié (UGR), la probabilité de confort visuel et l'indice d'éblouissement à la lumière du jour font partie des méthodes de mesure les plus connues. En plus de ces nouvelles méthodes, quatre facteurs principaux influencent le degré d'éblouissement d'inconfort; la luminance de la source d'éblouissement, l'angle solide de la source d'éblouissement, la luminance d'arrière-plan et la position de la source d'éblouissement dans le champ de vision doivent tous être pris en compte.(dix)(29)

Propriétés de couleur(Éditer)

le Leppävaaran Torni bâtiment à Leppävaara, Espoo, Finlande, éclairé par des lumières colorées en 2017.

Pour définir les propriétés de couleur de la source lumineuse, l'industrie de l'éclairage s'appuie principalement sur deux mesures, la température de couleur corrélée (CCT), couramment utilisée comme indication de la “chaleur” ou de la “fraîcheur” apparente de la lumière émise par une source, et l'indice de rendu des couleurs (CRI), une indication de la capacité de la source lumineuse à donner aux objets un aspect naturel.

Cependant, ces deux paramètres, développés au siècle dernier, sont confrontés à des défis et à des critiques croissants alors que de nouveaux types de sources de lumière, en particulier les diodes électroluminescentes (LED), deviennent plus répandus sur le marché.

Par exemple, afin de répondre aux attentes d'un bon rendu des couleurs dans les applications de vente au détail, des recherches(30) suggère d'utiliser le CRI bien établi avec une autre métrique appelée indice de zone de gamme (GAI). GAI représente la séparation relative des couleurs d'objet éclairées par une source lumineuse; plus le GAI est élevé, plus la saturation ou la vivacité apparente des couleurs de l'objet est grande. En conséquence, les sources de lumière qui équilibrent à la fois le CRI et le GAI sont généralement préférées à celles qui n'ont qu'un CRI élevé ou un GAI élevé.(31)

Exposition à la lumière(Éditer)

Les mesures typiques de la lumière ont utilisé un dosimètre. Les dosimètres mesurent l'exposition d'un individu ou d'un objet à quelque chose dans l'environnement, comme les dosimètres de lumière et les dosimètres ultraviolets.

Afin de mesurer spécifiquement la quantité de lumière pénétrant dans l'œil, un photomètre circadien personnel appelé Daysimeter a été développé.(32) Il s'agit du premier appareil créé pour mesurer et caractériser avec précision la lumière (intensité, spectre, synchronisation et durée) pénétrant dans l'œil et affectant l'horloge du corps humain.

Le petit appareil monté sur la tête mesure les habitudes quotidiennes de repos et d'activité d'un individu, ainsi que l'exposition à une lumière de courte longueur d'onde qui stimule le système circadien. L'appareil mesure l'activité et la lumière ensemble à des intervalles de temps réguliers et enregistre et enregistre électroniquement sa température de fonctionnement. Le Daysimeter peut collecter des données jusqu'à 30 jours pour analyse.(33)

Consommation d'énergie(Éditer)

Plusieurs stratégies sont disponibles pour minimiser les besoins énergétiques pour l'éclairage d'un bâtiment:

  • Spécification des exigences d'éclairage pour chaque zone d'utilisation donnée
  • Analyse de la qualité de l'éclairage pour s'assurer que les composantes néfastes de l'éclairage (par exemple, l'éblouissement ou un spectre de couleurs incorrect) ne biaisent pas la conception
  • Intégration de la planification de l'espace et de l'architecture intérieure (y compris le choix des surfaces intérieures et des géométries des pièces) à la conception de l'éclairage
  • Conception d'une utilisation à l'heure de la journée qui ne dépense pas d'énergie inutile
  • Sélection de luminaires et de lampes qui reflètent la meilleure technologie disponible pour la conservation de l'énergie
  • Formation des occupants du bâtiment à utiliser l'équipement d'éclairage de la manière la plus efficace
  • Maintenance des systèmes d'éclairage pour minimiser le gaspillage d'énergie
  • Utilisation de la lumière naturelle
    • Certains magasins à grande surface ont été construits à partir de 2006 avec de nombreux puits de lumière à bulles en plastique, évitant dans de nombreux cas complètement le besoin d'éclairage artificiel intérieur pendant de nombreuses heures de la journée.
    • Dans les pays où l'éclairage intérieur des habitations simples est un coût important, les «lampes Moser», des bouteilles en plastique transparentes remplies d'eau installées à travers le toit, fournissent l'équivalent d'une ampoule à incandescence de 40 à 60 watts chacune à la lumière du jour.(34)
  • Le délestage peut aider à réduire la puissance demandée par les particuliers à l'alimentation principale. Le délestage peut être effectué au niveau individuel, au niveau du bâtiment ou même au niveau régional.

La spécification des exigences d'éclairage est le concept de base pour décider de la quantité d'éclairage requise pour une tâche donnée. De toute évidence, il faut beaucoup moins de lumière pour éclairer un couloir que celle nécessaire pour un poste de traitement de texte. D'une manière générale, l'énergie dépensée est proportionnelle au niveau d'éclairage de conception. Par exemple, un niveau d'éclairage de 400 lux pourrait être choisi pour un environnement de travail comprenant des salles de réunion et des conférences, tandis qu'un niveau de 80 lux pourrait être choisi pour la construction de couloirs.(35)(36)(37)(38)(39) Si la norme de couloir émule simplement les besoins de la salle de conférence, alors beaucoup plus d'énergie sera consommée que nécessaire.

Systèmes de contrôle d'éclairage(Éditer)

Les systèmes de contrôle de l'éclairage réduisent la consommation d'énergie et les coûts en aidant à fournir de la lumière uniquement quand et où elle est nécessaire. Les systèmes de contrôle de l'éclairage intègrent généralement l'utilisation d'horaires, de contrôle d'occupation et de contrôle de cellule photoélectrique (c.-à-d. Récolte de lumière du jour). Certains systèmes prennent également en charge la réponse à la demande et atténuent ou éteignent automatiquement les lumières pour profiter des incitations des services publics. Les systèmes de contrôle de l'éclairage sont parfois intégrés dans des systèmes d'automatisation de bâtiments plus grands.

De nombreux systèmes de contrôle plus récents utilisent des normes ouvertes de maillage sans fil (telles que ZigBee),(40) qui offre des avantages, notamment une installation plus facile (pas besoin de faire passer des fils de commande) et une interopérabilité avec d'autres systèmes de contrôle de bâtiment normalisés (par exemple, la sécurité).(41)

En réponse à la technologie d'éclairage naturel, des systèmes de récupération de la lumière du jour ont été développés pour réduire davantage la consommation d'énergie. Ces technologies sont utiles, mais elles ont leurs inconvénients. Plusieurs fois, l'allumage et l'extinction rapides et fréquents des lumières peuvent se produire, en particulier dans des conditions météorologiques instables ou lorsque les niveaux de lumière du jour changent autour de l'éclairement de commutation. Non seulement cela dérange les occupants, mais cela peut également réduire la durée de vie de la lampe. Une variante de cette technologie est la commande photoélectrique «à commutation différentielle ou bande morte» qui dispose d'éclairements multiples dont elle commute pour ne pas déranger autant les occupants.(9)(42)

Les détecteurs de présence pour permettre le fonctionnement chaque fois que quelqu'un se trouve dans la zone à analyser peuvent contrôler l'éclairage. Lorsque le mouvement ne peut plus être détecté, les lumières s'éteignent. Les capteurs infrarouges passifs réagissent aux changements de chaleur, tels que le motif créé par une personne en mouvement. La commande doit avoir une vue dégagée sur la zone du bâtiment à analyser. Les portes, cloisons, escaliers, etc. bloqueront la détection de mouvement et réduiront son efficacité. Les meilleures applications pour les détecteurs de présence infrarouges passifs sont les espaces ouverts avec une vue claire de la zone à analyser. Les capteurs à ultrasons transmettent le son au-dessus de la plage de l'audition humaine et surveillent le temps nécessaire au retour des ondes sonores. Une interruption du motif provoquée par un mouvement dans la zone déclenche le contrôle. Les capteurs à ultrasons peuvent voir autour des obstructions et sont les meilleurs pour les zones avec des armoires et des étagères, des toilettes et des zones ouvertes nécessitant une couverture à 360 degrés. Certains détecteurs de présence utilisent à la fois la technologie infrarouge passive et ultrasonique, mais sont généralement plus chers. Ils peuvent être utilisés pour contrôler une lampe, un luminaire ou plusieurs luminaires.(43)(44)

Lumière du jour(Éditer)

La lumière du jour est la plus ancienne méthode d'éclairage intérieur. La lumière du jour consiste simplement à concevoir un espace pour utiliser autant de lumière naturelle que possible. Cela réduit la consommation d'énergie et les coûts, et nécessite moins de chauffage et de refroidissement du bâtiment. Il a également été prouvé que la lumière du jour avait des effets positifs sur les patients dans les hôpitaux ainsi que sur les performances au travail et à l'école. En raison d'un manque d'informations indiquant les économies d'énergie probables, les systèmes d'éclairage naturel ne sont pas encore populaires dans la plupart des bâtiments.(9)(45)

Éclairage à semi-conducteurs(Éditer)

Ces dernières années, les diodes électroluminescentes (LED) deviennent de plus en plus efficaces, ce qui entraîne une augmentation extraordinaire de l'utilisation de l'éclairage à semi-conducteurs. Dans de nombreuses situations, le contrôle de l'émission lumineuse des LED peut être effectué plus efficacement en utilisant les principes de l'optique sans imagerie.(46)

Effets sur la santé(Éditer)

Il est important de fournir l'intensité lumineuse et le spectre de couleurs corrects pour chaque tâche ou environnement. Sinon, l'énergie pourrait non seulement être gaspillée, mais une sur-illumination peut entraîner des effets néfastes sur la santé et la psychologie.

Au-delà des facteurs énergétiques considérés, il est important de ne pas sur-concevoir l'éclairage, de peur que des effets néfastes sur la santé tels que la fréquence des maux de tête, le stress et l'augmentation de la pression artérielle ne soient induits par les niveaux d'éclairage plus élevés. De plus, l'éblouissement ou un excès de lumière peut diminuer l'efficacité des travailleurs.(47)

L'analyse de la qualité de l'éclairage met particulièrement l'accent sur l'utilisation de l'éclairage naturel, mais tient également compte du contenu spectral si la lumière artificielle doit être utilisée. Non seulement une plus grande dépendance à la lumière naturelle réduira la consommation d'énergie, mais aura un impact favorable sur la santé et les performances humaines. De nouvelles études ont montré que la performance des élèves est influencée par l'heure et la durée de la lumière du jour dans leurs horaires réguliers. Concevoir des installations scolaires pour intégrer les bons types de lumière au bon moment de la journée pendant la bonne durée peut améliorer les performances et le bien-être des élèves. De même, la conception de systèmes d'éclairage qui maximisent la bonne quantité de lumière au moment approprié de la journée pour les personnes âgées peut aider à soulager les symptômes de la maladie d'Alzheimer. Le système circadien humain est entraîné dans un modèle lumière-obscurité de 24 heures qui imite le modèle lumière / obscurité naturelle de la Terre. Lorsque ces modèles sont perturbés, ils perturbent le cycle circadien naturel. Les perturbations circadiennes peuvent entraîner de nombreux problèmes de santé, notamment le cancer du sein, un trouble affectif saisonnier, un syndrome de retard de phase de sommeil et d'autres affections.(48)(49)

Une étude menée en 1972 et 1981, documentée par Robert Ulrich, a interrogé 23 patients chirurgicaux affectés à des chambres donnant sur une scène naturelle. L'étude a conclu que les patients affectés à des chambres avec des fenêtres laissant passer beaucoup de lumière naturelle avaient des séjours hospitaliers postopératoires plus courts, recevaient moins de commentaires évaluatifs négatifs dans les notes des infirmières et prenaient moins d'analgésiques puissants que 23 patients appariés dans des pièces similaires avec des fenêtres donnant sur un mur de briques. Cette étude suggère qu'en raison de la nature du paysage et que l'exposition à la lumière du jour était en effet plus saine pour les patients que pour ceux exposés à peu de lumière provenant du mur de briques. En plus d'une performance de travail accrue, une utilisation appropriée des fenêtres et de l'éclairage naturel franchit les frontières entre l'esthétique pure et la santé globale.(45)(50)

Alison Jing Xu, professeure adjointe de gestion à l'Université de Toronto Scarborough et Aparna Labroo de l'Université Northwestern ont mené une série d'études analysant la corrélation entre l'éclairage et l'émotion humaine. Les chercheurs ont demandé aux participants d'évaluer un certain nombre de choses telles que: le piquant de la sauce aux ailes de poulet, l'agressivité d'un personnage fictif, l'attrait d'une personne, ses sentiments à propos de mots spécifiques et le goût de deux jus – le tout sous un éclairage différent. conditions. Dans leur étude, ils ont constaté que les émotions humaines positives et négatives sont ressenties plus intensément sous une lumière vive. Le professeur Xu a déclaré: «nous avons constaté que les jours ensoleillés, les personnes sujettes à la dépression devenaient en fait plus déprimées». Ils ont également constaté que la faible luminosité permet aux gens de prendre des décisions plus rationnelles et de régler les négociations plus facilement. In the dark, emotions are slightly suppressed. However, emotions are intensified in the bright light.(51)(52)(53)

Environmental issues(Éditer)

Compact fluorescent lamps(Éditer)

Compact fluorescent lamps (CFLs) use less power than an incandescent lamp to supply the same amount of light, however they contain mercury which is a disposal hazard. Due to the ability to reduce electricity consumption, many organizations encouraged the adoption of CFLs. Some electric utilities and local governments subsidized CFLs or provided them free to customers as a means of reducing electricity demand. For a given light output, CFLs use between one fifth and one quarter the power of an equivalent incandescent lamp. Unlike incandescent lamps CFLs need a little time to warm up and reach full brightness. Not all CFLs are suitable for dimming. CFL’s have largely been replaced with LED technologies.

LED lamps(Éditer)

LED lamps have been advocated as the newest and best environmental lighting method.(54) According to the Energy Saving Trust, LED lamps use only 10% power compared to a standard incandescent bulb, where compact fluorescent lamps use 20% and energy saving halogen lamps 70%. The lifetime is also much longer — up to 50,000 hours. The downside when they were first popularized was the initial cost. By 2018, production costs dropped, performance increased, and energy consumption was reduced. While the initially cost of LEDs is still higher then incandescent lamps, the savings are so dramatic that there are very few instances that LEDs aren’t the most economical choice.

Conflated data, aggregated in the early 2000s, about the increased use of blue-white LEDs seemed to indicate that their use, while saving energy, may compromise human health.(55) For instance, one study conducted by the American Medical Association(56) warned on the use of high blue content white LEDs in street lighting, due to their higher impact on human health and environment, compared to low blue content light sources (e.g. High Pressure Sodium, PC amber LEDs, and low CCT LEDs).

While that data may have been suspect even prior to publication(citation requise), there’s no question that the solid state technology that are LEDs, has evolved substantially since then and we no longer use the lamps that were available for study at that time.

Light pollution(Éditer)

Light pollution is a growing problem in reaction to excess light being given off by numerous signs, houses, and buildings. Polluting light is often wasted light involving unnecessary energy costs and carbon dioxide emissions. Light pollution is described as artificial light that is excessive or intrudes where it is not wanted. Well-designed lighting sends light only where it is needed without scattering it elsewhere. Poorly designed lighting can also compromise safety. For example, glare creates safety issues around buildings by causing very sharp shadows, temporarily blinding passersby making them vulnerable to would-be assailants.(57)(58) The ecologic effects of artificial light have been documented. The World Health Organization in 2007(59) issued a report that noted the effects of bright light on flora and fauna, sea turtle hatchlings, frogs during mating season and the migratory patterns of birds. The American Medical Association in 2012(60) issued a warning that extended exposure to light at night increases the risk of some cancers.(55) Two studies in Israel from 2008 have yielded some additional findings about a possible correlation between artificial light at night and certain cancers.(61)

Professional organizations(Éditer)

International(Éditer)

The International Commission on Illumination (CIE) is an international authority and standard defining organization on color and lighting. Publishing widely used standard metrics such as various CIE color spaces and the color rendering index.

The Illuminating Engineering Society (IES), in conjunction with organizations like ANSI and ASHRAE, publishes guidelines, standards, and handbooks that allow categorization of the illumination needs of different built environments. Manufacturers of lighting equipment publish photometric data for their products, which defines the distribution of light released by a specific luminaire. This data is typically expressed in standardized form defined by the IESNA.

The International Association of Lighting Designers (IALD) is an organization which focuses on the advancement of lighting design education and the recognition of independent professional lighting designers. Those fully independent designers who meet the requirements for professional membership in the association typically append the abbreviation IALD to their name.

The Professional Lighting Designers Association (PLDA), formerly known as ELDA is an organisation focusing on the promotion of the profession of Architectural Lighting Design. They publish a monthly newsletter and organise different events throughout the world.

The National Council on Qualifications for the Lighting Professions (NCQLP) offers the Lighting Certification Examination which tests rudimentary lighting design principles. Individuals who pass this exam become “Lighting Certified” and may append the abbreviation LC to their name. This certification process is one of three national (U.S.) examinations (the others are CLEP and CLMC) in the lighting industry and is open not only to designers, but to lighting equipment manufacturers, electric utility employees, etc.

The Professional Lighting And Sound Association (PLASA) is a UK-based trade organisation representing the 500+ individual and corporate members drawn from the technical services sector. Its members include manufacturers and distributors of stage and entertainment lighting, sound, rigging and similar products and services, and affiliated professionals in the area. They lobby for and represent the interests of the industry at various levels, interacting with government and regulating bodies and presenting the case for the entertainment industry. Example subjects of this representation include the ongoing review of radio frequencies (which may or may not affect the radio bands in which wireless microphones and other devices use) and engaging with the issues surrounding the introduction of the RoHS (Restriction of Hazardous Substances Directive) regulations.

nationale(Éditer)

Voir également(Éditer)

Inventors(Éditer)

Lists(Éditer)

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Liens externes(Éditer)



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