Glossaire des grandeurs optiques

Ce qu'est une longueur d'onde, comment un spectre est décrit et quelles valeurs caractéristiques en découlent.

Longueur d'onde (λ) en nm

La longueur d'onde est la distance entre deux phases identiques consécutives d'une onde, mesurée en nanomètres. Elle est liée à la fréquence par λ = c/ν et détermine ce que fait le rayonnement : une longueur d'onde UV-C autour de 254 nm inactive les micro-organismes, 365 nm excite la fluorescence, 395 nm polymérise les revêtements. La répartition en UV-C, UV-B, UV-A, visible et infrarouge suit la norme DIN/ISO 20473.

À ne pas confondre avec : Une longueur d'onde seule ne décrit pas une source. Une « LED 365 nm » émet sur une bande d'environ 10 nm de large ; seules la longueur d'onde de pic, la longueur d'onde centroïde et la largeur à mi-hauteur ensemble la décrivent.

Régi par : DIN/ISO 20473 · DIN 5031-7

Le rayonnement optique couvre l'UV-C, la lumière visible et l'infrarouge. Les limites à 280, 315 et 400 nm suivent la norme DIN/ISO 20473.

Fréquence (ν) en Hz

La fréquence indique combien de cycles d'onde passent par un point et par seconde. Dans le vide, ν = c/λ avec c = 299 792 458 m/s. La lumière visible se situe autour de 400 à 790 THz, l'UV-C autour de 1200 THz. Contrairement à la longueur d'onde, la fréquence ne change pas lorsque le rayonnement pénètre dans un autre milieu.

À ne pas confondre avec : La métrologie optique indique presque toujours la longueur d'onde. La fréquence apparaît lorsque l'énergie d'un photon est nécessaire : E = h·ν.

Régi par : DIN 5031-1

Nombre d'onde (ṽ) en cm⁻¹

Le nombre d'onde est le nombre de longueurs d'onde par centimètre : ṽ = 1/λ. Une longueur d'onde de 250 nm correspond à 40 000 cm⁻¹. Comme le nombre d'onde est proportionnel à l'énergie du photon, les spectres vibrationnels et moléculaires sont tracés en cm⁻¹.

À ne pas confondre avec : Les nombres d'onde sont inhabituels en métrologie UV et lumineuse ; ils apparaissent lors de la reprise de données issues de la spectroscopie IR et Raman.

Régi par : DIN 5031-1

Énergie du photon (E_p) en eV

L'énergie du photon découle de E = h·ν = h·c/λ. En pratique, E[eV] ≈ 1239,84 / λ[nm]. Un photon à 254 nm porte 4,88 eV, un à 365 nm 3,40 eV, un à 550 nm seulement 2,25 eV. Comme les liaisons C–C typiques se situent à 3,6 eV et les liaisons C–H à 4,3 eV, l'UV-C agit photochimiquement là où la lumière visible n'a aucun effet.

À ne pas confondre avec : L'énergie du photon indique si une réaction est possible en principe – pas à quelle vitesse elle se déroule. C'est le rôle du nombre de photons, c'est-à-dire du flux de photons.

Régi par : DIN 5031-1

Plus la longueur d'onde est courte, plus un photon porte d'énergie. Ce n'est qu'en dessous d'environ 290 nm qu'elle suffit à rompre les liaisons C–H.

Distribution spectrale (S(λ)) en W/(m²·nm)

La distribution spectrale S(λ) indique comment le rayonnement d'une source se répartit selon la longueur d'onde. Elle est donnée soit en valeurs absolues, il s'agit alors de l'éclairement énergétique spectrique en W/(m²·nm), soit normalisée par rapport à son maximum. Chaque grandeur dérivée découle de S(λ) par intégration et pondération : l'éclairement énergétique par intégration, l'éclairement lumineux par pondération avec V(λ), la chromaticité par pondération avec les fonctions colorimétriques, l'éclairement énergétique efficace par pondération avec un spectre d'action.

À ne pas confondre avec : Un radiomètre à large bande fournit un seul chiffre, un spectroradiomètre la distribution complète. Dès que l'on compare des sources de technologies différentes ou que le spectre se décale par vieillissement, il n'y a pas moyen d'éviter S(λ).

Régi par : DIN 5031-1 · CIE 015

La distribution spectrale est le point de départ : intégrée, elle donne l'éclairement énergétique, pondérée avec V(λ) l'éclairement lumineux, avec les fonctions colorimétriques la chromaticité, avec s(λ) l'éclairement énergétique efficace.

Éclairement énergétique spectrique (E_λ) en W/(m²·nm)

L'éclairement énergétique spectrique est le quotient de l'éclairement énergétique dans un intervalle de longueur d'onde étroit et de la largeur de cet intervalle. C'est la forme absolue de la distribution spectrale. L'intégration sur une plage de longueurs d'onde donne l'éclairement énergétique de cette plage : E = ∫ E_λ dλ.

À ne pas confondre avec : La valeur numérique dépend de l'unité de l'intervalle. 1 W/(m²·nm) équivaut à 1000 W/(m²·µm) – l'erreur de facteur 1000 la plus fréquente lors de la reprise de fiches techniques externes.

Régi par : DIN 5031-1 · CIE 015

Luminance énergétique spectrique (L_λ) en W/(m²·sr·nm)

La luminance énergétique spectrique décrit la puissance qu'une surface émet par angle solide et par intervalle de longueur d'onde. C'est la grandeur dans laquelle les sphères intégrantes sont étalonnées en tant qu'étalons de luminance, et la base pour évaluer les sources étendues selon la norme IEC 62471.

À ne pas confondre avec : Contrairement à l'éclairement énergétique spectrique, elle est indépendante de la distance – elle décrit la source, pas le récepteur.

Régi par : DIN 5031-1 · IEC 62471

Longueur d'onde de pic (λ_p) en nm

La longueur d'onde de pic est la longueur d'onde de l'éclairement énergétique spectrique le plus élevé. Elle est facile à relever et constitue donc la désignation de type habituelle des LED UV. Elle se déplace avec la température de jonction et le courant de commande : pour les LED UV, 1 à 3 nm sur la plage de température admissible est courant.

À ne pas confondre avec : Pour les spectres asymétriques ou à plusieurs pics, la longueur d'onde de pic en dit peu sur l'effet. La longueur d'onde centroïde est le chiffre le plus honnête dans ce cas – et pour l'impression colorée, la longueur d'onde dominante.

Régi par : DIN 5031-1 · CIE 127

Longueur d'onde de pic, centroïde et dominante d'une même LED verte : trois chiffres, trois valeurs différentes. La largeur à mi-hauteur mesure la largeur du spectre à mi-hauteur.

Longueur d'onde centroïde (λ_c) en nm

La longueur d'onde centroïde est la longueur d'onde moyenne pondérée par l'éclairement énergétique spectrique : λ_c = ∫λ·E_λdλ / ∫E_λdλ. Pour les LED UV, elle se situe typiquement quelques nanomètres au-dessus de la longueur d'onde de pic, car le flanc à grande longueur d'onde s'estompe plus lentement.

À ne pas confondre avec : Quiconque compare les mesures de deux instruments devrait vérifier laquelle des deux valeurs la fiche technique indique – la confusion explique de nombreux écarts apparents.

Régi par : CIE 127

Largeur à mi-hauteur (Δλ) en nm

La largeur à mi-hauteur est la distance entre les deux longueurs d'onde auxquelles l'éclairement énergétique spectrique est retombé à la moitié de son maximum. Les LED UV se situent typiquement entre 9 et 15 nm, les lasers bien en dessous, les sources à moyenne pression et au xénon bien au-dessus.

À ne pas confondre avec : La largeur à mi-hauteur d'une source ne doit pas être confondue avec la résolution spectrale d'un instrument – l'instrument élargit les raies étroites de sa propre largeur de bande.

Régi par : CIE 127

Un rayonnement évalué de manière énergétique, indépendamment du fait que l'œil puisse le percevoir – la base de toute mesure UV.

Flux énergétique (Φ_e) en W

Le flux énergétique, aussi appelé puissance rayonnante, est la quantité totale d'énergie qu'une source rayonne par unité de temps dans toutes les directions. Il est mesuré dans une sphère intégrante. Une lampe à incandescence de 60 watts émet environ 57 W de flux énergétique, répartis sur le spectre visible et infrarouge.

À ne pas confondre avec : le flux énergétique n'est pas la puissance électrique absorbée. Entre les deux se situe le rendement électro-optique, qui pour les LED UV va de quelques pour cent à plusieurs dizaines de pour cent selon la longueur d'onde.

Régi par : DIN 5031-1 · ISO 80000-7

Le même rayonnement, quatre références : au total (Φ), par angle solide (I), par surface réceptrice (E) et par angle solide et surface source projetée (L).

Intensité énergétique (I_e) en W/sr

L'intensité énergétique est le quotient du flux énergétique émis dans une direction donnée par l'élément d'angle solide. Une LED avec un flux énergétique de 1 W émis dans 0,1 sr atteint 10 W/sr. L'intensité énergétique décrit ainsi la distribution directionnelle représentée dans les diagrammes de rayonnement.

À ne pas confondre avec : l'éclairement énergétique ne se déduit de l'intensité énergétique que par la loi de l'inverse du carré de la distance E = I/r² – et cela n'est valable qu'au-delà de la distance limite photométrique.

Régi par : DIN 5031-1 · ISO 80000-7

Éclairement énergétique (E_e) en W/m²

L'éclairement énergétique est le quotient de la puissance rayonnante incidente sur un élément de surface par la taille de cet élément. C'est la grandeur de processus centrale de toute application UV et elle est mesurée avec un radiomètre. Par temps clair, le soleil atteint environ 1000 W/m² à la surface de la terre.

À ne pas confondre avec : l'éclairement énergétique est une grandeur du récepteur et dépend de la distance ; la luminance énergétique est une grandeur de la source et n'en dépend pas. Les fiches techniques indiquent souvent l'éclairement énergétique sans la distance – sans elle, la valeur est sans valeur.

Régi par : DIN 5031-1 · ISO 80000-7

Luminance énergétique (L_e) en W/(m²·sr)

La luminance énergétique est le quotient du flux énergétique émis par le produit de l'élément de surface et de l'angle solide. Elle décrit ce qu'une source émet par surface et par angle solide et reste constante lorsqu'on s'éloigne de la source. Pour l'évaluation des sources étendues selon IEC 62471, c'est la grandeur déterminante.

À ne pas confondre avec : pour valider un processus, c'est l'éclairement énergétique au point d'action qui compte ; pour l'évaluation des risques des sources étendues, c'est la luminance énergétique. Les deux grandeurs répondent à des questions différentes.

Régi par : DIN 5031-1 · IEC 62471

Exposition énergétique (dose) (H_e) en J/m²

L'exposition énergétique est l'intégrale temporelle de l'éclairement énergétique. À éclairement énergétique constant, H = E · t. C'est la grandeur qui détermine le succès d'un processus UV : la polymérisation, la désinfection et le vieillissement sont des processus de dose. L'éclairement énergétique ne détermine que la vitesse à laquelle la dose est atteinte.

À ne pas confondre avec : un temps à lui seul n'est pas une preuve. Les deux grandeurs – éclairement énergétique et dose – doivent figurer séparément dans la documentation, car une lampe vieillissante délivre le même temps pour une dose plus faible.

Régi par : DIN 5031-1 · ISO 80000-7

La dose est l'aire sous la courbe de l'éclairement énergétique en fonction du temps. Une lampe vieillie a besoin de plus de temps pour atteindre la même dose.

Énergie rayonnante (Q_e) en J

L'énergie rayonnante est l'intégrale temporelle du flux énergétique : Q = ∫Φ dt. C'est la grandeur de base à partir de laquelle les autres grandeurs radiométriques se déduisent en se rapportant au temps, à la surface et à l'angle solide. Pour les lampes flash et les systèmes pulsés, c'est la valeur naturelle par impulsion.

À ne pas confondre avec : l'énergie rayonnante décrit la source dans son ensemble, tandis que l'exposition énergétique décrit ce qui arrive sur une surface particulière.

Régi par : DIN 5031-1 · ISO 80000-7

Fluence et taux de fluence (H₀, E₀) en J/m², W/m²

Le taux de fluence est la puissance rayonnante par surface de section transversale rapportée à une petite sphère ; la fluence en est l'intégrale temporelle. Contrairement à l'exposition énergétique, qui se rapporte à une surface plane et pondère le rayonnement incident obliquement par le cosinus, le rayonnement provenant de toutes les directions compte ici intégralement. En désinfection UV, la fluence est la grandeur de dose physiquement correcte pour un micro-organisme dans l'eau.

À ne pas confondre avec : dans un champ de rayonnement dirigé, la fluence et l'exposition énergétique concordent ; dans un champ diffus, la fluence peut être considérablement plus grande que l'exposition mesurée sur un plan.

Régi par : DVGW W 294 · DIN 19294

Une surface plane pondère le rayonnement oblique par le cosinus, une petite sphère le reçoit intégralement de toutes les directions. Dans le champ diffus d'un réacteur à eau, la fluence est donc plus grande que l'exposition énergétique.

Les mêmes grandeurs pondérées par la fonction d'efficacité lumineuse de l'œil V(λ) : lumen, lux, candela.

Flux lumineux (Φ_v) en lm

Le flux lumineux est la puissance rayonnante pondérée par la fonction d'efficacité lumineuse V(λ), exprimée en lumen. Il couvre toutes les directions et constitue donc la mesure de la luminosité totale d'une source lumineuse. Une lampe à incandescence de 60 watts délivre environ 900 lm ; une lampe LED de même luminosité nécessite environ 10 W.

Ne pas confondre avec : pour le rayonnement UV, le flux lumineux n'a aucun sens : V(λ) est nul en dessous de 380 nm. Une source UV a un flux lumineux nul, quelle que soit sa puissance.

Régi par : DIN 5031-3 · ISO 80000-7

Intensité lumineuse (I_v) en cd

L'intensité lumineuse est le quotient du flux lumineux émis dans une direction et de l'élément d'angle solide. Elle s'exprime en candela, l'unité de base du SI en photométrie. Une lampe torche puissante atteint 1000 cd dans l'axe du faisceau.

Ne pas confondre avec : le candela décrit une direction, le lumen la source entière. Une lampe présentant une valeur élevée en candela peut avoir peu de lumen si elle est fortement focalisée.

Régi par : DIN 5031-3 · ISO 80000-7

Éclairement lumineux (E_v) en lx

L'éclairement lumineux est le quotient du flux lumineux incident et de la surface, exprimé en lux. C'est l'équivalent photométrique de l'éclairement énergétique. Environ 500 lx sont recommandés dans les bureaux ; à l'extérieur par une journée ensoleillée, on atteint 100 000 lx.

Ne pas confondre avec : le lux ne peut généralement pas être converti en W/m². Le facteur dépend du spectre – la conversion n'est admissible que pour une source connue dont la distribution spectrale a été mesurée.

Régi par : DIN 5031-3 · DIN EN 12464-1

Luminance (L_v) en cd/m²

La luminance est le quotient du flux lumineux émis et du produit de l'élément de surface et de l'angle solide. C'est la seule grandeur photométrique qui correspond directement à l'impression de luminosité, et elle est indépendante de la distance. Un écran d'ordinateur se situe typiquement à 300 cd/m².

Ne pas confondre avec : les mesures de luminance dépendent de l'angle du champ de mesure : un spot trop large fait la moyenne avec l'arrière-plan et donne une valeur trop faible.

Régi par : DIN 5031-3 · ISO 80000-7

Exposition lumineuse (H_v) en lx·s

L'exposition lumineuse est l'intégrale temporelle de l'éclairement lumineux et constitue ainsi l'équivalent photométrique de l'exposition énergétique. Elle intervient partout où une modification induite par la lumière est cumulative : dans les essais pharmaceutiques de photostabilité, dans l'éclairage muséal et dans la décoloration des couleurs.

Ne pas confondre avec : l'ICH Q1B exige en plus une dose UV d'au moins 200 W·h/m² dans le proche UV – les lx·h seuls ne suffisent pas.

Régi par : DIN 5031-3 · ICH Q1B

Efficacité lumineuse (η) en lm/W

L'efficacité lumineuse est le quotient du flux lumineux et de la puissance électrique absorbée. Les lampes à incandescence atteignent environ 15 lm/W, les lampes fluorescentes de 60 à 100 lm/W, les LED blanches aujourd'hui plus de 150 lm/W. La limite supérieure théorique est de 683 lm/W pour un rayonnement monochromatique à 555 nm.

Ne pas confondre avec : l'efficacité lumineuse d'une lampe se réfère à la puissance électrique, l'efficacité lumineuse du rayonnement au flux énergétique – deux valeurs différentes portant la même unité.

Régi par : DIN 5031-3

Fonction d'efficacité lumineuse (V(λ))

V(λ) décrit la sensibilité spectrale de l'œil en vision photopique. Elle atteint son maximum à 555 nm, chute à près de zéro à 380 et 780 nm, et a été définie par la CIE depuis 1924. V′(λ) s'applique à la vision scotopique avec son maximum à 507 nm. Chaque grandeur photométrique est la version pondérée par V(λ) de son équivalent radiométrique.

Ne pas confondre avec : la fidélité avec laquelle un luxmètre reproduit V(λ) est décrite par l'écart spectral f₁′. Avec une lumière LED, une mauvaise correspondance a un effet plus marqué qu'avec une lumière incandescente.

Régi par : CIE 018 · DIN 5031-3

Les grandeurs photométriques pondèrent le rayonnement par l'efficacité lumineuse de l'œil. En dessous de 380 nm, V(λ) est nul – une source UV n'a donc pratiquement pas de flux lumineux, et un luxmètre ne mesure pas l'UV.

Constante d'efficacité lumineuse (K_m) en lm/W

K_m = 683 lm/W est le facteur de conversion entre la puissance rayonnante et le flux lumineux au sommet de la fonction d'efficacité lumineuse à 555 nm. Le flux lumineux découle de Φ_v = K_m · ∫Φ_e,λ·V(λ)dλ. Depuis la révision du SI de 2019, le candela est défini à partir de cette valeur numérique.

Ne pas confondre avec : 683 lm/W ne s'applique qu'à 555 nm. Pour toute source réelle, le facteur de conversion est plus faible, et il dépend du spectre.

Régi par : SI-Einheitensystem · CIE 018

Distance photométrique limite (r_min) en m

La distance photométrique limite est la distance minimale au-delà de laquelle l'erreur de la loi en carré inverse reste en dessous d'une limite définie. En règle générale, elle correspond à cinq à dix fois la plus grande dimension lumineuse ; pour une limite d'erreur de 1 %, elle est de dix fois. En deçà, la source n'est plus considérée comme ponctuelle.

Ne pas confondre avec : à l'intérieur de la distance limite – directement sous un réseau de LED UV ou un luminaire de surface – l'éclairement énergétique décroît beaucoup plus lentement qu'en 1/r². Appliquer la loi en carré inverse dans ce cas est considérablement erroné.

Régi par : DIN 5032-1

Chromaticité, température de couleur, rendu des couleurs – ce qu'un spectroradiomètre indique sur la couleur d'une source lumineuse.

Valeurs trichromatiques (X, Y, Z)

Les valeurs trichromatiques résultent de la pondération de la distribution spectrale par les trois fonctions colorimétriques x̄(λ), ȳ(λ) et z̄(λ), puis de l'intégration : X = k·∫S(λ)·x̄(λ)dλ, de même pour Y et Z. Y est défini de manière à correspondre à la luminosité – pour les sources lumineuses, Y est proportionnel à l'éclairement lumineux. Toute autre grandeur colorimétrique découle d'une conversion de X, Y et Z.

À ne pas confondre avec : deux spectres ayant des valeurs trichromatiques identiques paraissent semblables bien qu'ils diffèrent physiquement – c'est le métamérisme. C'est pourquoi la chromaticité seule ne suffit pas pour juger une source lumineuse ; le rendu des couleurs en fait partie.

Régi par : CIE 015 · DIN 5033-2

Observateur de référence (2° et 10°) (CIE 1931 / CIE 1964)

L'observateur de référence 2° (CIE 1931) décrit la vision des couleurs dans un champ de deux degrés, comme lorsqu'on regarde une petite surface à distance normale. L'observateur de référence 10° (CIE 1964) s'applique à des champs plus grands et décrit mieux les surfaces étendues. Les deux donnent des chromaticités légèrement différentes pour le même spectre ; la différence est la plus importante pour les spectres LED à bande étroite.

À ne pas confondre avec : les chromaticités, températures de couleur et écarts de couleur issus d'observateurs différents ne doivent pas être comparés. Il convient d'indiquer lequel a été utilisé dans chaque procès-verbal de mesure.

Régi par : CIE 015 · DIN 5033-2 · ISO/CIE 11664-1

L'observateur 2° (CIE 1931) s'applique aux petits champs, l'observateur 10° (CIE 1964) aux grands champs. Les valeurs colorimétriques ne sont comparables que si l'observateur est précisé.

Coordonnées de chromaticité (x, y)

Les coordonnées de chromaticité résultent de la normalisation des valeurs trichromatiques par leur somme : x = X/(X+Y+Z), y = Y/(X+Y+Z). Cette paire décrit la chromaticité indépendamment de la luminosité et est représentée dans le diagramme de chromaticité en forme de fer à cheval. Les points blancs se situent autour de x = 0,33, y = 0,33.

À ne pas confondre avec : le diagramme de chromaticité n'est pas perceptuellement uniforme : dans la région verte, la même distance géométrique correspond à un écart perçu bien plus faible que dans le bleu. Pour l'évaluation des distances, il convient d'utiliser plutôt u′v′ ou CIELAB.

Régi par : CIE 015 · DIN 5033-3

Le diagramme de chromaticité x, y et le diagramme UCS u′, v′ montrent les mêmes couleurs. En u′, v′, des distances égales correspondent mieux à des écarts de couleur perçus égaux.

Chromaticité UCS CIE 1960 (u, v)

Le diagramme UCS CIE 1960 résulte de la transformation u = 4X/(X+15Y+3Z) et v = 6Y/(X+15Y+3Z). Il a été remplacé par u′v′ en 1976, mais reste nécessaire : la température de couleur proximale et la distance Δuv par rapport au lieu de Planck sont définies dans ce diagramme jusqu'à ce jour.

À ne pas confondre avec : u est identique dans les deux diagrammes, v ne l'est pas : v′ = 1,5·v. Confondre les valeurs donne une température de couleur erronée.

Régi par : CIE 015 · DIN 5033-3

Chromaticité UCS CIE 1976 (u′, v′)

La chromaticité dans le diagramme UCS CIE 1976 découle de u′ = 4X/(X+15Y+3Z) et v′ = 9Y/(X+15Y+3Z). Le diagramme est nettement plus uniforme que le diagramme xy : un écart Δu′v′ de 0,0054 correspond à peu près partout au seuil de discrimination. C'est la mesure habituelle pour la dispersion des lots de LED et la spécification de tolérance des luminaires.

À ne pas confondre avec : uniforme ne signifie pas exact : u′v′ aussi n'est qu'une approximation de la perception. Pour les couleurs d'objets, CIELAB est le choix le plus précis.

Régi par : CIE 015 · ISO/CIE 11664-5

Espace colorimétrique CIELAB (L*, a*, b*)

L'espace colorimétrique CIELAB projette les valeurs trichromatiques sur trois axes via une fonction en racine cubique : L* pour la clarté de 0 à 100, a* pour rouge par rapport à vert, b* pour jaune par rapport à bleu. La conversion nécessite un blanc de référence, généralement l'illuminant normalisé D65 ou D50. La distance euclidienne entre deux points est l'écart de couleur ΔE*ab.

À ne pas confondre avec : CIELAB décrit les couleurs d'objets sous un éclairage, et non la source lumineuse elle-même. Pour les sources lumineuses, la chromaticité, la température de couleur et le rendu des couleurs sont les grandeurs appropriées.

Régi par : ISO/CIE 11664-4 · DIN EN ISO 11664-4

Dans le plan a*b*, le chroma C* est la distance à l'origine et l'angle de teinte h la direction. L'écart de couleur ΔE*ab est la distance entre deux points dans l'espace L*a*b*.

Espace colorimétrique DIN99 (Lab99) (L99, a99, b99)

L'espace colorimétrique DIN99 de la norme DIN 6176 déforme CIELAB de manière à obtenir une uniformité perceptuelle sans les fonctions de pondération complexes de ΔE00. L'écart de couleur est alors simplement la distance euclidienne ΔE99. Il est utilisé avant tout dans les industries des peintures, du textile et de l'automobile.

À ne pas confondre avec : il existe plusieurs variantes (DIN99, DIN99b, DIN99c, DIN99d). Il faut préciser laquelle a été utilisée, sinon les chiffres ne sont pas comparables.

Régi par : DIN 6176

Écart de couleur (ΔE)

L'écart de couleur est la distance entre deux chromaticités dans un espace colorimétrique uniforme. ΔE*ab est la distance euclidienne en CIELAB, ΔE00 la formule affinée CIEDE2000 avec des fonctions de pondération pour la clarté, le chroma et la teinte. Un ΔE de 1 est considéré comme une différence tout juste perceptible ; en pratique industrielle, un ΔE inférieur à 3 est généralement jugé suffisant.

À ne pas confondre avec : il faut préciser quelle formule est appliquée : ΔE*ab, ΔE94, ΔE00 et ΔE99 donnent des chiffres différents pour les deux mêmes couleurs.

Régi par : ISO/CIE 11664-4 · ISO/CIE 11664-6 · DIN 6176

Température de couleur et température de couleur proximale (T, T_n) en K

La température de couleur T est la température d'un radiateur de Planck dont la chromaticité correspond à celle de la source. Comme ce n'est presque jamais exactement le cas pour les lampes réelles, on utilise la température de couleur proximale T_n (CCT) : la température du radiateur de Planck à la distance la plus faible dans le diagramme UCS CIE 1960. Le blanc chaud se situe autour de 2700 à 3000 K, le blanc neutre à 4000 K, le blanc lumière du jour au-dessus de 5300 K.

À ne pas confondre avec : la température de couleur proximale n'a de sens que tant que la chromaticité se situe près du lieu de Planck – le critère habituel étant |Δuv| ≤ 0,005. Au-delà, deux sources ayant la même CCT décrivent des couleurs visiblement différentes.

Régi par : DIN 5031-8 · CIE 015 · ANSI C78.377

La température de couleur proximale se lit sur l'isotherme, Δuv indique la distance par rapport au lieu de Planck. Deux sources ayant la même CCT peuvent paraître verdâtres ou rosâtres.

Distance par rapport au lieu de Planck (Δuv)

Δuv est la distance perpendiculaire de la chromaticité par rapport au lieu de Planck dans le diagramme UCS CIE 1960, avec un signe : les valeurs positives se situent au-dessus du lieu et paraissent verdâtres, les valeurs négatives en dessous et paraissent rosâtres. La norme ANSI C78.377 limite l'écart admissible pour les produits à LED blanches à ±0,006.

À ne pas confondre avec : deux lampes ayant la même température de couleur peuvent différer sensiblement en Δuv et paraître alors visiblement différentes. Indiquer la CCT sans Δuv est incomplet.

Régi par : ANSI C78.377 · DIN 5031-8

Indice général de rendu des couleurs (R_a)

L'indice général de rendu des couleurs de la CIE 13.3:1995 compare les chromaticités de huit couleurs d'essai normalisées sous la source testée avec celles sous une source de référence de même température de couleur – un radiateur de Planck en dessous de 5000 K, un illuminant de lumière du jour au-dessus. De l'écart de couleur moyen découle R_a = 100 − 4,6·ΔE̅. Des valeurs supérieures à 90 sont considérées comme très bonnes, en dessous de 80 comme insuffisantes pour les espaces intérieurs.

À ne pas confondre avec : R_a est une moyenne sur huit couleurs faiblement saturées. Une LED peut atteindre un R_a de 85 tout en rendant un rouge saturé terne – c'est à cela que sert R9. Pour les sources à bande étroite, la méthode TM-30 est plus informative.

Régi par : CIE 13.3:1995 · DIN 6169

Ra est la moyenne des indices spéciaux R1 à R8 : huit couleurs d'essai modérément saturées, chacune comparée sous la lumière de référence et la lumière testée.

Indices spéciaux de rendu des couleurs (R1 à R15)

R1 à R8 sont les huit couleurs d'essai faiblement saturées à partir desquelles R_a est calculé par moyenne. R9 à R15 sont supplémentaires : R9 rouge saturé, R10 jaune saturé, R11 vert saturé, R12 bleu saturé, R13 teint de peau clair, R14 vert feuille, R15 teint de peau asiatique. R9 est la valeur critique : pour les LED blanches à faible composante rouge, elle descend souvent en dessous de 20 sans que R_a ne s'effondre sensiblement.

À ne pas confondre avec : les indices spéciaux peuvent devenir négatifs. Quiconque évalue de la viande, des textiles ou de la peau devrait demander R9, R13 et R15 plutôt que de se fier à R_a.

Régi par : CIE 13.3:1995 · DIN 6169

Un Ra élevé peut masquer un R9 faible. Le rouge saturé n'entre pas du tout dans la moyenne.

Indice de fidélité de l'IES TM-30 (R_f)

R_f de l'IES TM-30-15 évalue avec quelle précision une source lumineuse rend les couleurs par rapport à la référence. Contrairement à R_a, l'indice repose sur 99 échantillons de couleurs qui couvrent des surfaces réelles et l'ensemble de l'espace colorimétrique de manière uniforme, et le calcul se fait dans l'espace uniforme CAM02-UCS. L'échelle va de 0 à 100.

À ne pas confondre avec : R_f et R_a ne sont pas le même chiffre et ne peuvent pas être convertis l'un en l'autre. R_f est généralement un peu plus faible pour les sources à bande étroite et correspond mieux à la perception.

Régi par : IES TM-30-15 · ANSI/IES TM-30-20 · CIE 224:2017

Rf évalue la fidélité des couleurs sur 99 couleurs d'essai, Rg la saturation. Le graphique vectoriel de couleur montre dans quels secteurs de teinte une source décale les couleurs.

Indice de gamut de l'IES TM-30 (R_g)

R_g compare la surface couverte par les 99 couleurs d'essai dans l'espace colorimétrique sous la source testée et la source de référence. Des valeurs supérieures à 100 signifient que les couleurs paraissent plus saturées, des valeurs inférieures qu'elles paraissent plus pâles. R_g se situe généralement entre 60 et 140.

À ne pas confondre avec : R_g seul n'est pas un indicateur de qualité : une valeur élevée peut provenir d'un rouge sursaturé qui attire l'œil mais qui n'est pas fidèle. Seuls R_f et R_g ensemble, avec le graphique vectoriel de couleur, donnent une image complète.

Régi par : IES TM-30-15 · ANSI/IES TM-30-20

Saturation et chroma (S, C*)

Le chroma C* est la distance d'une couleur par rapport à l'axe neutre : C*ab = √(a*² + b*²) en CIELAB. La saturation S rapporte ce chroma à la clarté, S = C*/L*, et décrit ainsi l'impression de couleur indépendamment de la luminosité de la couleur. Avec l'angle de teinte h, elle donne la représentation polaire de l'espace CIELAB.

À ne pas confondre avec : chroma et saturation sont traités comme identiques dans l'usage courant, mais ne le sont pas : deux surfaces de même saturation à des clartés différentes ont des chromas différents.

Régi par : ISO/CIE 11664-4 · DIN 5033-1

Angle de teinte (h) en °

L'angle de teinte est l'angle polaire de la couleur dans le plan a*b* de CIELAB : h_ab = arctan(b*/a*), donné de 0 à 360 degrés. Il sépare la teinte de la clarté et du chroma et est donc la grandeur dont on parle lorsqu'on parle de couleur : « un peu plus jaunâtre » signifie un angle de teinte plus grand.

À ne pas confondre avec : près de l'axe neutre, l'angle de teinte devient indéterminé : à très faible chroma, il fluctue fortement sans que l'impression de couleur ne change.

Régi par : ISO/CIE 11664-4 · DIN 5033-1

Longueur d'onde dominante (λ_d) en nm

La longueur d'onde dominante s'obtient géométriquement : une droite est tracée du point blanc à travers la chromaticité de la source et prolongée jusqu'au lieu spectral du diagramme de chromaticité. La longueur d'onde du point d'intersection est λ_d. Elle décrit la teinte perçue et est donc la grandeur de binning décisive pour les LED colorées.

À ne pas confondre avec : la longueur d'onde de pic et la longueur d'onde dominante ne sont pas identiques et peuvent différer de plusieurs nanomètres pour une LED : λ_p découle de la physique du spectre, λ_d de la perception. Pour les couleurs pourpres, il n'y a pas d'intersection ; on indique alors la longueur d'onde complémentaire.

Régi par : CIE 015 · DIN 5033-3

La ligne du point blanc à travers la chromaticité rencontre le lieu spectral à la longueur d'onde dominante. La distance parcourue par la chromaticité sur cette ligne est la pureté colorimétrique.

Pureté de couleur (p_e) en %

La pureté de couleur est le rapport entre la distance du point blanc à la chromaticité et la distance du point blanc au lieu spectral, le long de la même ligne qui donne la longueur d'onde dominante. Le blanc a 0 %, une couleur spectrale pure 100 %. Avec λ_d, elle décrit complètement l'impression de couleur, hormis la luminosité.

À ne pas confondre avec : il existe deux définitions : la pureté d'excitation via le diagramme de chromaticité et la pureté colorimétrique via les valeurs trichromatiques. Les valeurs numériques diffèrent.

Régi par : CIE 015 · DIN 5033-3

Ellipse de MacAdam (SDCM) en marches

Les ellipses de MacAdam décrivent les régions du diagramme de chromaticité à l'intérieur desquelles deux chromaticités ne peuvent pas être distinguées. Une marche (1 SDCM, standard deviation of colour matching) est l'ellipse de ce seuil de discrimination. Les luminaires sont généralement fournis avec une tolérance de 3 ou 5 marches ; les applications exigeantes demandent 3 marches ou moins.

À ne pas confondre avec : le nombre de marches s'applique à la chromaticité, pas au rendu des couleurs. Deux LED dans le même bin à 3 marches peuvent différer considérablement en R9.

Régi par : ANSI C78.377 · IEC 60081

Dans une ellipse à 1 marche, les écarts de couleur sont à peine perceptibles. Les fiches techniques de LED indiquent souvent la tolérance de binning à 3 ou 5 marches.

Non pas l'énergie mais le nombre de particules – le point de vue adopté en photochimie et en éclairage horticole.

Flux de photons (Φ_p) en µmol/s

Le flux de photons compte les quanta de lumière, et non leur énergie. Il découle du flux énergétique via Φ_p = Φ_e·λ/(h·c·N_A). Partout où une réaction se déroule par photon absorbé – en photochimie, en photopolymérisation et en photosynthèse – le nombre de photons constitue la référence correcte, et non le watt.

À ne pas confondre avec : la conversion entre watt et µmol dépend de la longueur d'onde : un photon à 660 nm ne transporte que la moitié de l'énergie d'un photon à 330 nm. Sans spectre connu, la conversion n'est pas univoque.

Régi par : DIN 5031-1

Densité de flux de photons photosynthétiques (PPFD) (PPFD) en µmol/(m²·s)

La densité de flux de photons photosynthétiques indique combien de photons dans la plage de 400 à 700 nm atteignent un mètre carré par seconde. Elle est l'équivalent de l'éclairement énergétique dans le comptage des photons et se mesure avec un capteur quantique. La lumière du soleil atteint jusqu'à 2000 µmol/(m²·s) à midi ; l'éclairage en serre se situe généralement de 200 à 800.

À ne pas confondre avec : convertir la PPFD en lux n'est pas admissible : le lux pondère avec la sensibilité de l'œil, qui ne compte presque rien dans le rouge et le bleu – exactement là où les plantes fonctionnent.

Régi par : ASABE S640

Un watt de lumière rouge contient plus de photons qu'un watt de lumière bleue. Pour les plantes, c'est le nombre de photons qui compte, c'est pourquoi la PPFD est mesurée en µmol/(m²·s) plutôt qu'en W/m².

Rayonnement photosynthétiquement actif (PAR) (PAR)

Le PAR désigne la plage spectrale de 400 à 700 nm dans laquelle la chlorophylle utilise les photons pour la photosynthèse. Le PAR n'est donc pas une valeur mesurée mais la plage à laquelle se réfèrent la PPFD, le PPF et le DLI. Des définitions étendues utilisent l'ePAR jusqu'à 750 nm pour prendre en compte l'effet Emerson dans le rouge lointain.

À ne pas confondre avec : les « watts PAR » constituent une valeur ambiguë : ils désignent généralement l'éclairement énergétique dans la plage PAR, et non la densité de flux de photons. Lors de la comparaison de luminaires, il convient de vérifier laquelle des deux grandeurs est visée.

Régi par : ASABE S640

Flux de photons de rendement (YPF) (YPF) en µmol/s

Le YPF pondère chaque photon selon la courbe de rendement quantique relatif de McCree, qui atteint un maximum dans le rouge vers 620 nm et un minimum dans le vert. Il décrit plus précisément la performance photosynthétique que le PPF non pondéré, mais il est moins souvent cité car la courbe a été établie à partir de mesures foliaires de courte durée sur des espèces individuelles.

À ne pas confondre avec : le YPF et la PPFD ne sont pas comparables. Quiconque compare des luminaires doit utiliser la même grandeur.

Régi par : ASABE S640

Intégrale journalière de lumière (DLI) (DLI) en mol/(m²·d)

L'intégrale journalière de lumière est l'intégrale temporelle de la PPFD sur 24 heures, exprimée en mol de photons par mètre carré et par jour. En cas d'éclairage constant, DLI = PPFD · t / 10⁶ avec t en secondes. La laitue se contente de 12 à 17 mol/(m²·d), tandis que les tomates en exigent plus de 20.

À ne pas confondre avec : le DLI est à la PPFD ce que la dose est à l'éclairement énergétique : la même quantité journalière peut être atteinte avec beaucoup de lumière pendant peu de temps ou peu de lumière pendant longtemps – ce qui n'est pas toujours équivalent sur le plan biologique.

Régi par : ASABE S640

L'intégrale journalière de lumière est l'aire sous la courbe de la PPFD sur 24 heures, en mol/(m²·d).

Rendement quantique (Φ)

Le rendement quantique est le rapport entre le nombre de molécules converties et le nombre de photons absorbés. Des valeurs inférieures à un sont la règle ; dans des réactions en chaîne comme la photopolymérisation radicalaire, il peut être largement supérieur. Il relie la dose mesurée à la conversion chimique et explique pourquoi deux formulations polymérisent à des degrés différents pour une même dose.

À ne pas confondre avec : le rendement quantique est une propriété du système photoamorceur, matrice et longueur d'onde – il ne peut pas être lu directement sur un instrument ni transposé d'une application à une autre.

Régi par : IUPAC Gold Book

Rayonnement pondéré par un spectre d'action : érythémalement efficace, germicide, actinique.

Spectre d'action (s(λ))

Un spectre d'action pondère les longueurs d'onde selon leur efficacité biologique ou chimique, normalisée à son maximum. Des exemples bien connus sont le spectre d'action érythémal, le spectre d'action germicide, la fonction de danger actinique de la norme IEC 62471 et la fonction d'efficacité lumineuse V(λ) – celle-ci est également un spectre d'action, à savoir celui de la vision.

À ne pas confondre avec : Le symbole S(λ) est utilisé deux fois : dans la norme IEC 62471, il désigne la fonction de danger actinique, tandis qu'en radiométrie, il désigne la distribution spectrique d'une source. Le contexte doit préciser lequel des deux est visé.

Régi par : IEC 62471 · ISO/CIE 17166 · CIE 015

L'éclairement énergétique efficace résulte de la multiplication du spectre de la source par le spectre d'action, longueur d'onde par longueur d'onde. Seule la partie où les deux se chevauchent subsiste.

Éclairement énergétique efficace (E_eff) en W/m²

L'éclairement énergétique efficace résulte de la pondération de l'éclairement énergétique spectrique par un spectre d'action et de son intégration : E_eff = ∫E_λ·s(λ)dλ. Ce n'est qu'ainsi que des sources aux spectres différents peuvent être comparées quant à un effet. Presque toutes les valeurs limites d'exposition professionnelle et les exigences de dose en désinfection UV se réfèrent à une telle grandeur pondérée ; l'exception est la limite UV-A non pondérée.

À ne pas confondre avec : Un éclairement énergétique efficace sans indication du spectre d'action n'a aucun sens. La même lampe présente trois valeurs différentes : érythémale, germicide et actinique.

Régi par : IEC 62471 · DIN EN 14255-1 · OStrV

Éclairement énergétique érythémalement efficace et indice UV (E_er, UVI) en W/m²

L'éclairement énergétique érythémalement efficace pondère le rayonnement avec le spectre d'action érythémal de la norme ISO/CIE 17166, qui culmine dans l'UV-B et chute de plusieurs ordres de grandeur dans l'UV-A. L'indice UV est la valeur rapportée à 25 mW/m² : UVI = E_er[W/m²] · 40. Un indice UV de 8 correspond à 0,2 W/m² érythémalement efficace.

À ne pas confondre avec : L'indice UV s'applique au soleil en extérieur. Il n'est pas applicable aux sources UV artificielles sur le lieu de travail – les valeurs limites d'exposition de l'OStrV allemande s'y appliquent.

Régi par : ISO/CIE 17166 · DIN EN 14255-1

Le spectre d'action érythémal chute de trois à quatre ordres de grandeur de l'UV-B à l'UV-A. L'indice UV découle de l'éclairement énergétique pondéré érythémalement.

Exposition énergétique germicide efficace (H_germ) en J/m²

L'exposition énergétique germicide efficace est la dose pondérée par le spectre d'action germicide, dont le maximum se situe près du pic d'absorption de l'ADN, autour de 260 nm. Le code technique DVGW W 294 et la norme DIN 19294 exigent au moins 400 J/m² (40 mJ/cm²) comme fluence pour la désinfection de l'eau potable, démontrés par biodosimétrie.

À ne pas confondre avec : Avec les LED UV-C à 265 ou 275 nm, la pondération est déterminante : une mesure étalonnée à 254 nm indique une valeur trop faible pour une LED à 275 nm si l'écart spectral n'est pas pris en compte.

Régi par : DVGW W 294 · DIN 19294 · ÖNORM M 5873

L'effet germicide suit l'absorption de l'ADN avec son maximum à 265 nm. La raie du mercure à 254 nm et une LED UV-C à 275 nm se situent toutes deux près du maximum.

Luminance pondérée en lumière bleue (L_B) en W/(m²·sr)

L_B pondère la luminance spectrique par la fonction B(λ), qui culmine entre 400 et 500 nm, et évalue ainsi le risque photochimique rétinien. De L_B et de la durée d'exposition admissible découle le classement d'une lampe dans le groupe exempté ou les groupes de risque 1 à 3.

À ne pas confondre avec : Pour les petites sources et les temps d'observation courts, l'éclairement énergétique pondéré en lumière bleue E_B est utilisé à la place de la luminance. La grandeur applicable dépend du diamètre apparent de la source.

Régi par : IEC 62471 · DIN EN 62471

Danger UV actinique (E_S) en W/m²

Le danger UV actinique pondère l'éclairement énergétique par la fonction S(λ) de la norme IEC 62471 et de l'ICNIRP, qui combine photokératite et érythème cutané. C'est la grandeur par rapport à laquelle la valeur limite d'exposition de 30 J/m² par journée de travail est vérifiée, et le point de départ habituel de toute évaluation des risques sur les équipements UV.

À ne pas confondre avec : L'évaluation actinique ne couvre que partiellement l'UV-A. Une limite distincte, non pondérée, s'applique en plus à l'UV-A.

Régi par : IEC 62471 · ICNIRP · TROS IOS

Éclairement énergétique UV-A (E_UVA) en W/m²

E_UVA est l'éclairement énergétique intégré sans pondération sur la plage de 315 à 400 nm. La valeur limite d'exposition est de 10 000 J/m² par journée de travail pour l'œil ; à 10 W/m², cela donne une durée admissible d'environ 17 minutes. En contrôle par fluorescence et par ressuage, cette valeur est la valeur limitante, et non l'évaluation actinique.

À ne pas confondre avec : Les limites de plage diffèrent selon la norme : la DIN 5031-7 et la CIE situent l'UV-A entre 315 et 400 nm, la DIN/ISO 20473 entre 315 et 380 nm, les sources américaines à partir de 320 nm. Lors de la comparaison de mesures, la limite utilisée doit y être associée.

Régi par : TROS IOS · ICNIRP · DIN/ISO 20473

Valeur limite d'exposition (H_eff) en J/m²

La valeur limite d'exposition plafonne l'exposition des employés sur une journée de travail de huit heures. Pour le rayonnement UV incohérent, H_eff = 30 J/m² pondérée actiniquement s'applique, plus 10 000 J/m² pour l'UV-A. À partir de l'E_eff mesuré découle la durée de séjour admissible t = H_eff/E_eff – à 1 W/m² actinique, cela représente 30 secondes.

À ne pas confondre avec : La limite n'est pas un objectif mais une borne supérieure. Elle s'applique à la somme journalière de toutes les expositions, et non à un événement isolé.

Régi par : OStrV · TROS IOS · RL 2006/25/EG · ICNIRP

La limite de 30 J/m² (pondérée actiniquement) divisée par l'éclairement énergétique efficace donne la durée d'exposition admissible par journée de travail.

Dose de polymérisation (H_UV) en mJ/cm²

La dose de polymérisation est l'exposition énergétique nécessaire à une réticulation complète, rapportée à la plage d'absorption du photoinitiateur utilisé. Les valeurs typiques se situent entre 200 et 2000 mJ/cm². Comme les photoinitiateurs absorbent dans des bandes étroites, la plage de longueurs d'onde de la mesure doit toujours être associée à la valeur de la dose.

À ne pas confondre avec : Une valeur de dose sans indication de bande est sans valeur : 500 mJ/cm² UV-A et 500 mJ/cm² UV-C décrivent des procédés entièrement différents. Les radiomètres de tapis roulant mesurent donc sur des canaux séparés.

Régi par : DIN EN 13523-25

Ce qui se perd sur le trajet entre la source et la cible : transmission, réflexion, absorption.

Facteur de transmission (τ)

Le facteur de transmission est le rapport entre la puissance rayonnante transmise et la puissance rayonnante incidente, τ = Φ_t/Φ₀. Il dépend de la longueur d'onde : la silice fondue transmet l'UV-C, le verre borosilicaté à peine, le verre de fenêtre ordinaire pas du tout. Pour un procédé UV, le facteur de transmission du tube de protection ou de la vitre détermine directement l'éclairement énergétique au point d'action.

À ne pas confondre avec : le facteur de transmission mesuré inclut les pertes par réflexion sur les deux surfaces. La part propre au matériau – le facteur de transmission interne – est plus élevée.

Régi par : DIN 5036-3 · DIN EN 410

Selon la loi de Lambert-Beer, le facteur de transmission diminue de façon exponentielle avec la longueur du trajet. Chaque unité de densité optique le réduit à un dixième.

Facteur de réflexion (ρ)

Le facteur de réflexion est le rapport entre la puissance rayonnante réfléchie et la puissance rayonnante incidente. Dans l'UV, les matériaux diffèrent fortement : le PTFE et le sulfate de baryum atteignent plus de 95 % de réflexion diffuse jusqu'en dessous de 250 nm, l'aluminium anodisé nettement moins, les peintures blanches ordinaires s'effondrent dans l'UV. Dans les chambres d'irradiation, la réflexion contribue substantiellement à l'éclairement énergétique.

À ne pas confondre avec : il faut distinguer la réflexion spéculaire de la réflexion diffuse : un miroir renvoie le rayonnement de façon directionnelle, une surface en PTFE le répartit uniformément dans l'hémisphère. Seule la réflexion diffuse est utilisable pour les sphères intégrantes.

Régi par : DIN 5036-3 · CIE 130

Facteur d'absorption (α)

Le facteur d'absorption est le rapport entre la puissance rayonnante absorbée et la puissance rayonnante incidente. Avec la transmission et la réflexion, le bilan énergétique τ + ρ + α = 1 est respecté. Le rayonnement absorbé est le seul à pouvoir avoir un effet photochimique – ce qui est transmis ou réfléchi n'a aucun effet.

À ne pas confondre avec : le facteur d'absorption est sans dimension et rapporté à la puissance incidente ; le coefficient d'absorption, en revanche, décrit la vitesse de décroissance du rayonnement dans le matériau et a pour unité 1/m.

Régi par : DIN 5036-3

Densité optique (OD)

La densité optique est le logarithme décimal négatif du facteur de transmission : OD = −log₁₀τ. OD 1 laisse passer 10 %, OD 2 un pour cent, OD 3 un pour mille. Comme les densités optiques de filtres en série s'additionnent, c'est la grandeur pratique pour les empilements de filtres et les lunettes de protection.

À ne pas confondre avec : en analytique, la même grandeur est appelée extinction ou absorbance A. Pour les lunettes de protection, le niveau de protection est indiqué par plage de longueur d'onde – une seule valeur d'OD n'y suffit pas.

Régi par : DIN EN 170 · DIN 5036-3

Coefficient d'absorption (a) en 1/m

Selon la loi de Lambert-Beer, l'éclairement énergétique décroît de façon exponentielle dans un milieu homogène : E(d) = E₀·e^−a·d. Le coefficient d'absorption a est la constante de décroissance spécifique au matériau par longueur de trajet. Dans le traitement des eaux, la profondeur de pénétration en découle : pour a = 10 1/m, il ne reste plus qu'un tiers du rayonnement après 10 cm.

À ne pas confondre avec : il existe une forme naturelle (base e) et une forme décimale (base 10) ; elles diffèrent d'un facteur ln 10 = 2,303. Lors de la reprise de valeurs, la base doit être vérifiée.

Régi par : DIN 38404-3

Coefficient d'absorption spectral à 254 nm (SAK₂₅₄) en 1/m

Le SAK₂₅₄ est le coefficient d'absorption décimal de l'eau à 254 nm, mesuré selon la norme DIN 38404-3. L'eau potable se situe typiquement entre 1 et 5 1/m, les eaux usées nettement plus haut. Il est souvent exprimé en transmission UV sur un trajet de 1 cm : un SAK de 5 1/m correspond à environ 89 % d'UVT.

À ne pas confondre avec : le SAK₂₅₄ décrit l'absorption, pas la turbidité. Les particules diffusent en plus la lumière et peuvent protéger les micro-organismes sans modifier notablement le SAK.

Régi par : DIN 38404-3 · DVGW W 294

Angle solide, loi de l'inverse du carré, erreur de cosinus, incertitude – pourquoi deux instruments affichent des valeurs différentes.

Angle solide (Ω) en sr

L'angle solide est le quotient de la surface qu'un cône découpe dans la surface d'une sphère et du carré du rayon de la sphère : Ω = A/r². La sphère entière compte 4π ≈ 12,57 sr, l'hémisphère 2π sr. Un angle de faisceau de 10 degrés correspond à environ 0,024 sr.

Ne pas confondre avec : le demi-angle de faisceau et l'angle de faisceau complet sont souvent confondus. La conversion en stéradian entraîne alors un facteur quatre.

Norme de référence : ISO 80000-3

L'angle solide est la surface découpée de la sphère divisée par le carré du rayon. La sphère entière compte 4π sr.

Loi de l'inverse du carré (E ~ 1/r²)

Pour une source ponctuelle E = I/r² : l'éclairement énergétique diminue avec le carré de la distance, car la même puissance se répartit sur une surface croissant quadratiquement. Cette loi est la base de toute conversion de distance dans la conception d'un système.

Ne pas confondre avec : elle ne s'applique qu'au-delà de la distance limite photométrique. Sous une matrice de LED, une lampe tubulaire ou à l'intérieur d'une chambre d'irradiation, elle conduit à des erreurs grossières – seule une simulation ou une mesure permet d'y remédier.

Norme de référence : DIN 5032-1

La loi de l'inverse du carré ne s'applique qu'au-delà de la distance limite, là où la source peut être traitée comme un point.

Erreur de cosinus (f₂) en %

Un récepteur d'éclairement énergétique idéal pondère le rayonnement incident à l'angle ε par cos ε. La valeur f₂ décrit l'écart par rapport à cela. Selon la norme DIN 5032-7, f₂ ne doit pas dépasser 1,5 % en classe L et 3 % en classe A. En cas d'irradiation diffuse ou de sources de grande surface, une mauvaise réponse en cosinus se répercute directement sur la valeur mesurée.

Ne pas confondre avec : en incidence normale et à grande distance, l'erreur de cosinus se manifeste à peine. C'est précisément pour cela que les mesures en laboratoire et sur site divergent souvent.

Norme de référence : DIN 5032-7 · DIN EN 13032-1

Un récepteur idéal pondère le rayonnement incident obliquement par cos θ. L'écart par rapport à cela est l'erreur de cosinus.

Écart spectral (f₁′) en %

f₁′ mesure l'écart de la réponse spectrale relative d'un instrument par rapport à la courbe cible, par exemple V(λ) pour les luxmètres ou un spectre d'action pour les radiomètres UV. Un capteur avec un f₁′ faible mesure correctement même pour des spectres inconnus ; avec un f₁′ élevé, le facteur d'étalonnage n'est valable que pour la source par rapport à laquelle il a été étalonné.

Ne pas confondre avec : c'est pourquoi la question « par rapport à quelle lampe a-t-il été étalonné ? » est décisive pour tout radiomètre à large bande. Quiconque change de technologie de source – par exemple, du mercure haute pression à la LED UV – a besoin d'un nouvel étalonnage ou d'un spectroradiomètre.

Norme de référence : DIN 5032-7 · CIE 220

Si le spectre de la lampe mesurée diffère du spectre d'étalonnage, un radiomètre affiche une valeur erronée – d'autant plus que sa réponse suit peu la courbe cible.

Linéarité (f₃) en %

La valeur f₃ décrit l'écart par rapport à une relation linéaire entre l'éclairement énergétique et la valeur mesurée. Elle est vérifiée à plusieurs points de la plage de mesure. Aux éclairements énergétiques élevés, tels qu'ils se produisent sous les matrices de LED UV ou dans les systèmes de polymérisation, c'est la propriété limitante – les capteurs y saturent.

Ne pas confondre avec : un appareil qui mesure correctement à 10 mW/cm² peut présenter un écart de plusieurs pour cent à 2 W/cm². La plage de mesure fait donc partie du choix du capteur et du certificat d'étalonnage.

Norme de référence : DIN 5032-7

Angle du champ de mesure (α) en °

L'angle du champ de mesure définit quelle partie de la source est captée par un luminancemètre. Les valeurs courantes sont un degré ou un cinquième de degré. Dans les évaluations selon la norme IEC 62471, il est prescrit, car le groupe de risque dépend de l'angle sur lequel la moyenne est calculée.

Ne pas confondre avec : si le champ de mesure est plus grand que la source, un arrière-plan sombre est intégré à la moyenne et la luminance mesurée est trop faible. S'il est plus petit, un pic local est mesuré.

Norme de référence : IEC 62471 · DIN 5032-7

Résolution spectrale (Δλ_FWHM) en nm

La résolution spectrale est la largeur à mi-hauteur de la fonction de l'instrument, c'est-à-dire la largeur à laquelle l'instrument élargit une raie infiniment étroite. Elle est déterminée par la largeur de fente, le réseau et les pixels du détecteur. Pour évaluer des émetteurs de raies tels que les lampes à vapeur de mercure, elle doit être nettement plus petite que l'espacement des raies.

Ne pas confondre avec : le pas d'échantillonnage des points de données n'est pas la résolution. Un instrument peut fournir des valeurs par pas de 0,5 nm et ne résoudre que 5 nm.

Norme de référence : CIE 214 · DIN 5032-1

La largeur de fente, le réseau et le détecteur déterminent la résolution spectrale d'un spectroradiomètre.

Incertitude de mesure (U) en %

L'incertitude de mesure élargie U est calculée à partir des contributions individuelles conformément au GUM et indiquée avec un facteur d'élargissement k = 2, correspondant à une probabilité de couverture d'environ 95 %. En radiométrie UV, les étalonnages accrédités se situent généralement entre deux et six pour cent selon la longueur d'onde et la grandeur ; l'incertitude d'une mesure sur site est régulièrement plus élevée.

Ne pas confondre avec : l'incertitude indiquée sur le certificat d'étalonnage s'applique aux conditions de laboratoire. Dans le processus, s'ajoutent l'erreur de cosinus, l'écart spectral, la contamination et la température.

Norme de référence : GUM / JCGM 100 · DIN EN ISO/IEC 17025

Traçabilité métrologique

La traçabilité signifie qu'un résultat de mesure est rattaché à un étalon national ou international par une chaîne ininterrompue et documentée de comparaisons, chacune assortie d'une incertitude indiquée – en Allemagne au PTB. Un laboratoire d'étalonnage accrédité selon la norme DIN EN ISO/IEC 17025 démontre cette chaîne par le certificat d'étalonnage ISO 17025.

Ne pas confondre avec : un certificat d'usine n'est pas un étalonnage traçable. Pour les libérations de processus, les audits et les évaluations de risques, le certificat accrédité est généralement requis.

Norme de référence : DIN EN ISO/IEC 17025 · VIM / JCGM 200

Une mesure est traçable lorsqu'une chaîne ininterrompue d'étalonnages avec incertitude indiquée conduit à l'étalon national.

Les grandeurs radiométriques évaluent le rayonnement de manière énergétique, sur l'ensemble de la plage spectrale et indépendamment de l'œil. Les grandeurs photométriques sont les mêmes grandeurs pondérées par la fonction d'efficacité lumineuse V(λ) — et ne sont donc définies que dans le domaine visible, de 380 à 780 nm. Une source UV a ainsi zéro lumen, quelle que soit la puissance qu'elle émet. Le lux ne peut être converti en W/m² que si le spectre est connu.

Ra est la moyenne sur huit couleurs d'essai faiblement saturées selon la CIE 13.3:1995. Une LED peut atteindre Ra 85 et pourtant rendre le rouge saturé terne — seul l'indice spécial R9 le révèle. L'IES TM-30-15 s'appuie au contraire sur 99 échantillons de couleur et distingue la fidélité (Rf) du gamut (Rg) ; pour les spectres LED à bande étroite, c'est l'évaluation la plus pertinente.

Un radiomètre à large bande suffit tant que la source est connue et spectralement stable et que le capteur a été étalonné sur cette source précise. Dès que l'on compare des technologies de source, que le spectre se décale sous l'effet du vieillissement, qu'un spectre d'action doit être appliqué ou qu'une chromaticité doit être déterminée, on ne peut se passer de la distribution spectrale S(λ). L'erreur sous-jacente est appelée erreur d'adéquation spectrale.

En règle générale, la dose, c'est-à-dire l'exposition énergétique H en J/m² ou mJ/cm², mesurée dans la plage de longueurs d'onde de l'effet. L'éclairement énergétique E détermine uniquement la rapidité avec laquelle la dose est atteinte. Les deux valeurs doivent figurer séparément dans la documentation, car une lampe vieillissante délivre une dose plus faible après le même temps.