Théorie de l'éclairage et calculs de source ponctuelle

Table of Contents

1. Introduction
2. Lighting Theory: Point Source Calculations
   • 2.1 Source Flow
   • 2.2 Illuminance
   • 2.3 Luminance
   • 2.4 Inverse Square Law
   • 2.5 Cosine Law
3. Calculating Illuminance on a Surface
   • 3.1 Perpendicular Surface
   • 3.2 Non-Perpendicular Surface
4. Application of Lighting Theory
   • 4.1 Single Sources
   • 4.2 Multiple Sources

Introduction

Dans cette vidéo, nous allons aborder la théorie de l'éclairage et les calculs de source ponctuelle. Nous nous intéressons aux calculs de source ponctuelle car ils nous permettent de déterminer les niveaux d'éclairement sur une surface en fonction de l'intensité lumineuse ou du flux lumineux d'une source et de la surface que nous étudions. Nous utiliserons un logiciel de simulation d'éclairage appelé Dialux pour illustrer nos exemples.

Théorie de l'éclairage : Calculs de source ponctuelle

La théorie de l'éclairage peut être divisée en quatre étapes principales : le flux de source, l'éclairement et la luminance.

2.1 Flux de source

Le flux de source représente la quantité de lumière émise par une source lumineuse. Il est mesuré en candela (cd). La source lumineuse est un point qui émet de la lumière et illumine une surface donnée.

2.2 Éclairement

L'éclairement correspond à la quantité de lumière reçue par une surface. Il est mesuré en lux (lm/m²). L'éclairement dépend de l'intensité lumineuse de la source et de la distance entre la source et la surface à éclairer.

2.3 Luminance

La luminance est la quantité de lumière réfléchie par une surface donnée. Pour l'instant, nous nous concentrerons sur les trois premières étapes de la théorie de l'éclairage.

2.4 Loi du carré inverse

La loi du carré inverse nous permet de comprendre comment l'éclairement diminue lorsque la distance entre la source lumineuse et la surface à éclairer augmente. Cette loi stipule que l'éclairement est inversement proportionnel au carré de la distance. Par conséquent, si nous doublons la distance, l'éclairement sera réduit à un quart.

2.5 Loi du cosinus

La loi du cosinus doit être prise en compte lorsque la surface à éclairer n'est pas perpendiculaire à la source lumineuse. Cette loi tient compte du fait que plus l'angle entre la source lumineuse et la surface est grand, plus la surface a besoin d'être éclairée. La formule de calcul de l'éclairement tient compte de cette relation en utilisant le cosinus de l'angle entre la perpendiculaire et la direction de la lumière.

Calcul de l'éclairement sur une surface

3.1 Surface perpendiculaire

Dans le cas d'une surface perpendiculaire à la source lumineuse, le calcul de l'éclairement est assez simple. Il suffit de diviser l'intensité lumineuse de la source par le carré de la distance entre la source et la surface. Par exemple, si une source a une intensité lumineuse de 1000 cd et que la surface d'éclairage est à une distance de 2 mètres, l'éclairement sera de 250 lm/m².

3.2 Surface non perpendiculaire

Lorsque la surface à éclairer n'est pas perpendiculaire à la source lumineuse, nous devons prendre en compte la loi du cosinus. La formule de calcul de l'éclairement devient alors : éclairement = intensité lumineuse x cos(angle) / distance². Par exemple, si nous voulons calculer l'éclairement à un point situé à 3 mètres de la source lumineuse et directement en dessous de celle-ci, en utilisant une intensité lumineuse de 2000 cd, la formule devient : éclairement = 2000 cd x cos(angle) / 3². En appliquant cette formule, nous obtiendrons un éclairement de 64 lm/m².

Application de la théorie de l'éclairage

La théorie de l'éclairage peut être appliquée non seulement aux sources lumineuses ponctuelles, mais aussi aux sources lumineuses multiples. Dans le cas de plusieurs sources, la contribution de chaque source peut être ajoutée en fonction de la position de mesure de l'éclairement.

4.1 Sources uniques

Lorsque nous avons une seule source lumineuse et une surface plane directement en dessous, nous pouvons mesurer l'éclairement à deux endroits différents. Nous pouvons également calculer la luminance de la surface en utilisant les calculs de source ponctuelle.

4.2 Sources multiples

Lorsque nous avons plusieurs sources lumineuses, nous pouvons ajouter leur contribution pour obtenir l'éclairement total sur une surface donnée. Les calculs de source ponctuelle restent les mêmes, mais nous devons tenir compte de la position et de l'intensité de chaque source.

Dans cet article, nous avons introduit les bases de la théorie de l'éclairage et des calculs de source ponctuelle. Nous avons vu comment calculer l'éclairement sur une surface en utilisant l'intensité lumineuse de la source et la distance par rapport à la surface. Nous avons également abordé les lois du carré inverse et du cosinus. Enfin, nous avons considéré l'application de cette théorie aux sources lumineuses multiples.

🔦 Pour en savoir plus sur l'éclairage et les calculs de source ponctuelle, consultez les ressources suivantes :

• Dialux
• Association Française de l'Éclairage

FAQ:

Q: Quels sont les principes de base de la théorie de l'éclairage ? A: Les principes de base de la théorie de l'éclairage incluent le flux de source, l'éclairement, la luminance, la loi du carré inverse et la loi du cosinus.

Q: Comment calculer l'éclairement sur une surface perpendiculaire à la source lumineuse ? A: Pour calculer l'éclairement sur une surface perpendiculaire, divisez l'intensité lumineuse de la source par le carré de la distance entre la source et la surface.

Q: Qu'est-ce que la loi du carré inverse en matière d'éclairage ? A: La loi du carré inverse stipule que l'éclairement diminue proportionnellement au carré de la distance entre la source lumineuse et la surface éclairée.

Q: Comment prendre en compte l'angle entre la source lumineuse et la surface éclairée dans le calcul de l'éclairement ? A: La loi du cosinus permet de prendre en compte l'angle entre la source lumineuse et la surface éclairée. Le calcul de l'éclairement inclut le cosinus de cet angle.

Q: Comment calculer l'éclairement lorsque plusieurs sources lumineuses sont utilisées ? A: Pour calculer l'éclairement avec plusieurs sources lumineuses, ajoutez la contribution de chaque source en fonction de sa position et de son intensité.