Flux lumineux
Le flux lumineux est la grandeur visuelle qui correspond à la puissance lumineuse émise par une source, soit un nombre de photons par unité de temps.
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Le flux lumineux est la grandeur visuelle qui correspond à la puissance lumineuse émise par une source, soit un nombre de photons par unité de temps. Il ne faut pas confondre le flux lumineux avec le flux énergétique émis par cette même source : en effet, selon sa longueur d'onde, un rayonnement électromagnétique produit une sensation visuelle d'intensité particulièrement variable, ou alors pas de sensation du tout si on se situe en dehors du domaine de la lumière visible.
L'unité SI de flux lumineux est le lumen, symbole lm (du mot latin signifiant lumière). Il correspond au flux émis dans un angle solide de 1 stéradian par une source dont l'intensité uniforme vaut 1 candela. Notons que le nombre de photons correspondant à un lumen est tellement grand (de l'ordre de 7.1013 mole par seconde) qu'il n'y a pas de correspondance précise.
Pour tenir compte de la sensibilité différente de l'œil humain à chaque longueur d'onde du rayonnement, on corrige la puissance du rayonnement électromagnétique par un calcul d'intégrale tenant compte, pour chaque longueur d'onde du domaine visible, de la sensibilité de l'œil. Pour cela, on utilise les fonctions de sensibilité spectrale normalisées v (λ) et v' (λ) définies par les tableaux ci-dessous. Ces fonctions deviennent nulles pour l'infrarouge ou l'ultraviolet qui se situent hors du domaine visible.
À un flux énergétique d'un watt de rayonnement monochromatique de longueur d'onde 555 nm (un vert-jaunâtre, où le maximum est atteint : v (555 nm) = 1), correspond un flux lumineux de 683 lumens, tandis qu'avec la même puissance le flux lumineux sera moitié moindre (344 lumens) pour un vert (510 nm) ou un orange (610 nm) : v (510) = v (610) = 0, 503.
Le calcul pour une lumière polychromatique est le suivant : avec KM = 683 lm/W
où Fe (λ) est la densité spectrale de flux énergétique (flux énergétique pour une bande particulièrement étroite de longueur d'onde donnée λ), qui s'exprime en watts / mètre ( =puissance / largeur spectrale).
C'est ce qui explique la différence de rendement lumineux entre les différents modes d'éclairage, selon que la puissance est diffusée dans la zone proche du maximum de sensibilité (cas d'une lampe fluorescente, d'une diode électroluminescente) ou au contraire loin de cette zone et même hors du visible (cas d'une ampoule à incandescence classique ou halogène).
λ (nm) |
v (λ) | λ (nm) |
v (λ) | λ (nm) |
v (λ) | λ (nm) |
v (λ) | λ (nm) |
v (λ) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
400 | 0, 000 4 | 500 | 0, 323 | 600 | 0, 631 | 700 | 0, 004 1 | ||
410 | 0, 001 2 | 510 | 0, 503 | 610 | 0, 503 | 710 | 0, 002 1 | ||
420 | 0, 004 0 | 520 | 0, 710 | 620 | 0, 381 | 720 | 0, 001 05 | ||
430 | 0, 011 6 | 530 | 0, 862 | 630 | 0, 265 | 730 | 0, 000 52 | ||
440 | 0, 023 | 540 | 0, 954 | 640 | 0, 175 | 740 | 0, 000 25 | ||
450 | 0, 038 | 550 | 0, 995 | 650 | 0, 107 | 750 | 0, 000 12 | ||
460 | 0, 060 | 560 | 0, 995 | 660 | 0, 061 | 760 | 0, 000 06 | ||
470 | 0, 091 | 570 | 0, 952 | 670 | 0, 032 | 770 | 0, 000 03 | ||
380 | 0, 000 0 | 480 | 0, 139 | 580 | 0, 870 | 680 | 0, 017 | 780 | 0, 000 015 |
390 | 0, 000 1 | 490 | 0, 208 | 590 | 0, 757 | 690 | 0, 008 2 |
λ (nm) |
v (λ) | λ (nm) |
v' (λ) | λ (nm) |
v' (λ) | λ (nm) |
v' (λ) | λ (nm) |
v' (λ) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
400 | 0, 009 29 | 500 | 0, 982 | 600 | 0, 033 15 | 700 | 0, 000 017 80 | ||
410 | 0, 034 84 | 510 | 0, 997 | 610 | 0, 015 93 | 710 | 0, 000 009 14 | ||
420 | 0, 096 6 | 520 | 0, 935 | 620 | 0, 007 37 | 720 | 0, 000 004 78 | ||
430 | 0, 199 8 | 530 | 0, 811 | 630 | 0, 003 335 | 730 | 0, 000 002 546 | ||
440 | 0, 328 1 | 540 | 0, 650 | 640 | 0, 001 497 | 740 | 0, 000 001 379 | ||
450 | 0, 455 | 550 | 0, 481 | 650 | 0, 000 677 | 750 | 0, 000 000 760 | ||
460 | 0, 567 | 560 | 0, 328 8 | 660 | 0, 000 312 9 | 760 | 0, 000 000 425 | ||
470 | 0, 676 | 570 | 0, 207 6 | 670 | 0, 000 148 0 | 770 | 0, 000 000 241 | ||
380 | 0, 000 589 | 480 | 0, 793 | 580 | 0, 121 2 | 680 | 0, 000 071 5 | 780 | 0, 000 000 139 |
390 | 0, 002 209 | 490 | 0, 904 | 590 | 0, 065 5 | 690 | 0, 000 035 33 |
Unités de mesure anglo-saxonnes
L'unité de mesure de flux lumineux est le spherical candle power (bougie sphérique) (1 cd×4π. sr ≈ 12, 566 lm)
Voir aussi
- luminance
- chrominance
- vue
- Le wikilivre de photographie et plus particulièrement le chapitre relatif aux grandeurs lumineuses et unités photométriques, mais aussi le chapitre efficacité lumineuse.
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