Module 356 – Fonctions d’éclairage et d’ombrage

Compétences

Mettre en oeuvre et configurer les différentes fonctions d‘un système de contrôle de l‘éclairage et de l‘ombrage pour une maison individuelle moderne en fonction d’un cahier des charges.

Objectifs opérationnels

• Analyser les exigences de paramétrage d’un système de commande d’éclairage ou d’ombrage sur la base d’une documentation donnée (par ex. plans, schémas, description des fonctions, liste des points de données).
• Paramétrer la commande des luminaires en fonction des exigences données.
• Déterminer les fonctions d’éclairage en fonction des exigences données.
• Paramétrer une commande de protection solaire en fonction des exigences données.
• Déterminer les fonctions d’automatisation de l’ombrage afin de répondre aux exigences en fonction de l’état de la technique.
• Tester les fonctions de sa programmation en termes d’intégralité et d’exactitude.

Notions physiques et perception de l’éclairage

Spectre lumineux

La lumière est un rayonnement électromagnétique auquel l’œil est sensible. Cependant, la gamme visible pour les êtres humains ne s’étend que de la longueur d’onde de 380 nm à 780 nm. Le rayonnement électromagnétique n’a pas besoin d’un milieu de transmission, c’est pourquoi notre source de rayonnement la plus importante, le soleil, peut également transmettre la lumière à travers l’espace sans matière. Le rayonnement électromagnétique est important pour nous de deux points de vue :

• Transmission d’énergie (sous forme de rayonnement thermique)
• Permet de voir des objets (sous forme de photons)

Définition d’une onde

Une onde se caractérise par son amplitude A, sa fréquence f [Hz] et sa longueur d’onde lambda [m]. Une onde est un phénomène périodique oscillant à une fréquence f [Hz] qui est l’inverse de sa période T [s].

Une onde électromagnétique se déplace à une vitesse c = 3×10⁸ m/s. Sa longueur d’onde lambda [m] est obtenue comme le déplacement d’un signal de période T [s] à la vitesse c [m/s].

Example

Quelle est la fréquence d’une lumière verte
de longueur d’onde lambda = 555 nm ?

Sensibilité de l’œil humain

L’œil humain a des sensibilités différentes pour la plage de lumière visible. Cela signifie que si la même puissance est émise par longueur d’onde, l’œil ne la perçoit pas comme une distribution uniforme ou comme aussi brillante. La plus grande sensibilité de l’œil humain est à 555 nm (jaune-vert). La dépendance de la sensibilité de l’œil humain peut être représentée comme dans la figure ci-dessous. De plus, il est important de distinguer si l’œil est adapté au jour ou à la nuit. La courbe est normalisée à la plus grande sensibilité de l’œil à 555 nm (sensibilité = 1) en vision de jour.

Structure de l’œil humain

L’œil humain est en fait un appareil photo complet. Celui-ci dispose d’optiques à focale fixe, d’un diaphragme en forme d’iris et de capteurs capables de détecter les photons.

Les capteurs peuvent également être comparés à un appareil photo numérique : environ 6 millions de cônes à faible sensibilité sont disponibles pour la vision des couleurs. Ce type de vision est également appelé vision photopique de l’œil adapté à la lumière. Environ 120 millions de bâtonnets très sensibles sont disponibles pour la vision en noir et blanc. Ils sont très sensibles à la lumière et permettent de voir dans l’obscurité (vision nocturne, vision scotopique). Aucune couleur ne peut être reconnue avec eux, mais en raison de leur grande sensibilité à la lumière, ils permettent de percevoir les changements de contraste. Au cours de l’évolution, cette caractéristique s’est avérée particulièrement avantageuse chez nos ancêtres. La distribution des types de récepteurs dans la rétine est également différente.

De plus, les humains perçoivent un stimulus de luminosité de manière logarithmique. Donc : Une augmentation décuplée de la luminosité (physiquement) n’est perçue que comme un doublement de la luminosité. La portée visuelle est de 1 : 1 000 000 000, ce qui correspond à dix puissance neuf (= 10⁹). Les humains peuvent encore percevoir environ 10 à 13 lumens.

Grandeurs techniques pour une bonne vision

En plus de l’éclairement, il existe d’autres points qui favorisent une bonne vision et donc le bien-être des personnes. Il s’agit de la distribution de la luminosité, de l’éblouissement, du scintillement, de la variabilité, de la couleur de la lumière et du rendu des couleurs tels qu’ils sont également définis dans la norme SN EN 12464-1. De manière générale, il convient de noter que les capacités visuelles des personnes diminuent avec l’âge ; ce point doit être pris en compte en particulier dans les maisons de repos et de soins (SLG 104).