INTENSITé LUMINEUSE

-intensité lumineuse

a

On nomme intensité lumineuse une puissance lumineuse spatiale (c'est à dire une puissance - ou  flux-  incluse dans un angle solide) 

Equation aux dimensions structurelles : L2.M.T-3.A-1       Symbole grandeur :  P’l

Unités d’usage: pour une émission de lumière >> la candela(cd) - ou lux-m²/stéradian-

et pour la réception de la lumière >> le lumen-mètre carré par stéradian (lm-m²/sr)

Attention à une classique et absurde confusion entre INTENSITE et ECLAIREMENT

-l'intensité lumineuse reçue est un flux reçu depuis un angle solide et est exprimable en candela

-mais l'éclairement -reçu également- est un flux reçu sur une surface (il n'est plus question d'angle solide, mais de surface, et exprimable en lux)  



Remarques sur l'unité la candela

L'intensité lumineuse n'est pas une grandeur fondamentale : c'est une puissance spatiale, un peu particulière, mais sans plus ! Sa dimension est L2.M.T-3.A-1 et on voit bien qu'il n'y est formulé que 4 grandeurs fondamentales, déjà bien définies par ailleurs

L'intensité lumineuse a cependant été (et reste) légalement définie, parce que les phénomènes visuels sont fondamentaux dans la vie humaine.

Mais la définition de son unité (étalon ?) apporte plus de brume que de clarté. En voici la citation, légalement alambiquée >>

"La candela est l'intensité lumineuse produite, dans une direction donnée, par une source émettant un rayonnement monochromatique de fréquence 5,4.1014 Hertz et dont l'intensité énergétique dans cette direction est 1/683 Watt par stéradian" .

Pour comprendre, lisons cela ainsi : "l’unité d’intensité énergétique est le Watt par stéradian (W/sr); mais pour des raisons biologiques, on utilise pour l'énergie lumineuse (lalumière), une unité dite candela, valant 1/683 W/sr, correspondant à l’intensité minimale perçue par un œil standard dans l'axe de l'angle solide d'émission et ceci pour une couleur (vert-jaune) de fréquence 5,4.1014 Hz ".

Cette définition légale n'est finalement que l'explication d'un changement d'unité d'intensité quand celle-ci est lumineuse

L'intensité est en effet une puissance spatiale et son unité est le W/sr, mais selon la couleur dans laquelle elle est émise, l'oeil ne perçoit pas la même densité d'intensité; donc on affecte au W/sr un coefficient biologique (l'équivalent mécanique de la lumière Kél) et l'unité devient un Watt.Kél /sr . Comme il faut quand même bien préciser en outre une valeur numérique pour cette unité -puisque c'est un étalon- on spécifie que le moindre résultat perçu par un oeil (l'unité) est atteint quandKél =1/683, (encouleur jaune-vertede fréquence 5,4.1014 H)

Par contre, quand (Kél ) est maximum (= 683/683, dans les violets ou rouges) alors le W.Kél /sr ne fournit quasiment plus de candelas

Nota: l'équivalent mécanique de la lumière (Kél) est l'inverse du coefficient d'efficacité lumineuse ye)

Voir efficacité lumineuse

 

Relations avec d'autres unités : 1 Carcel vaut au maxi 1,413.10-2 W/sr

1 Candel (cdl) vaut au maxi 1,523.10-3 W/sr

1 Bougie décimale (bd) vaut au maxi 1,493.10-3 W/sr

1 candela (cd) vaut au mieux (maxi de ye) >>> 1,464.10-3)W/sr

1 lumen par stéradian (lm/sr) vaut au maxi 1,464.10-3 W/sr

1 Bougie Hefner vaut au maxi 1,344.10-3 W/sr

1 Lumen par spat (lm/Sp) vaut au maxi 1,164.10-4 W/sr



INTENSITE LUMINEUSE PROPREMENT DITE

-définition de l'intensité

P’l = Pl / Ω

où P’l(cd)= intensité lumineuse émise par une source

Pl(lm)= flux lumineux (une puissance rayonnante) émise en un angle solide Ω(sr)

-relation avec l'exitance

P’= Dl.Sé.F'/ cosθ

où P’l(cd)= intensité lumineuse d’une source

θ(rad)= angle plan entre la normale de départ des rayons lumineux et la normale du récepteur

Dl(nt)= exitance (puissance surfacique spatiale) ou luminance, émise par la source dont la surface d'émission est Sé(m²)

F'y(nombre)= facteur de directivité --qui tient compte des différents angles de rayonnement, issus des divers points émetteurs de la source--

Si F'= cosθ, c’est le cas d’un émetteur de Lambert, c'est à dire une source ayant une exitance D ne dépendant pas de la direction de l’émission (donc une source sans relation de phase entre divers points voisins de sa surface d’émission)

Valeurs pratiques d’intensités lumineuses émises

1 bougie (= 1 cd)--une lampe à incandescence (# 120 cd)



L'INTENSITÉ LUMINEUSE SURFACIQUE 

C'est une puissance lumineuse surfacique spatiale (de dimension   M.T-3.A-1) et de symbole Dl  >>> elle a reçu de nombreuses dénominations spéciales ci-après :

-pour une lumière émise, c'est une exitance, ou émittance ou chrominance ou brillance ou luminance (et l'unité d'usage est le nit)

-pour une lumière reçue ou transmise ou réfléchie ou absorbée ou dissipée, c'est (respectivement) une illuminance ou transmittance ou réflectance ou absorbance ou dissipance (et l'unité d'usage est le lx-sr)

Les formules sont les mêmes pour toutes les dénominations particulières ci-évoquées

D= P cosθ / S.Ω      et   D= p* / Ω

où Pl = puissance lumineuse (flux ou RAYONNEMENT) reçue ou émise depuis un angle solide  Ω(sr) sur une surface S(m²) sous un angle d'incidence θ(rad) et donnant une illuminance D

p* = puissance surfacique (qui est dite irradiance s'il s'agit d'émission, exprimée en lm/m² ou dite éclairement -en réception-, exprimée en lux)

θ (rd)= angle du rayon par rapport à la normale

Ω(sr)= angle solide de la réception de lumière

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