Mesure étalonnée de l'éclairement lumineux – de l'éclairage des postes de travail jusqu'à 500 000 lx.
Luxmètres et appareils de mesure de l'éclairement lumineux pour une mesure précise de la lumière
L'éclairement lumineux décrit le flux lumineux incident sur une surface et constitue l'une des grandeurs photométriques fondamentales. Il s'exprime en lux. Pour obtenir des mesures reproductibles, la lumière doit être pondérée selon la sensibilité spectrale lumineuse de l'œil humain.
Opsytec propose des systèmes de mesure étalonnés pour déterminer l'éclairement lumineux. Avec un capteur LUX, les radiomètres RMD et RM-12 deviennent des luxmètres – des appareils de mesure de la lumière étalonnés qui affichent l'éclairement lumineux en lux. Le capteur couvre le domaine spectral visible de 380 à 780 nm et pondère la lumière incidente selon la fonction V(λ).
Que mesure un luxmètre ?
Un luxmètre mesure l'éclairement lumineux Ev. Il décrit le flux lumineux qui tombe sur une surface donnée. L'unité est le lux :
1 lx = 1 lm/m²
L'éclairement lumineux est une grandeur photométrique. Il pondère le rayonnement optique selon la sensibilité spectrale de l'œil humain en vision diurne.
La mesure en lux se distingue ainsi fondamentalement d'une mesure radiométrique en W/m². Deux sources lumineuses de même puissance rayonnée peuvent produire des valeurs en lux différentes en raison de leurs spectres différents.
Pondération V(λ) et capteur V-lambda
Pour les mesures photométriques, la sensibilité lumineuse spectrale de l'œil humain est décrite par la fonction V(λ). Celle-ci atteint son maximum à 555 nm et décroît fortement vers les bords du domaine visible.
Un luxmètre nécessite donc un capteur V-lambda : un capteur dont la sensibilité spectrale correspond le plus fidèlement possible à cette fonction de pondération. Les écarts entre la réponse du capteur et V(λ) peuvent entraîner des erreurs de mesure, en particulier avec des LED à bande étroite ou des spectres inhabituels.
Le capteur LUX d'Opsytec fonctionne de 380 à 780 nm avec une pondération V(λ) et peut être utilisé sur les radiomètres RMD et RM-12.
Correction cosinus
L'éclairement est une grandeur rapportée à une surface. Le rayonnement qui atteint la surface de mesure sous un angle oblique contribue à l'éclairement selon le cosinus de l'angle d'incidence. Une tête de mesure appropriée doit reproduire ce comportement angulaire.
Les capteurs Opsytec utilisent des diffuseurs pour la correction cosinus. Cela améliore la précision de mesure pour la lumière qui ne tombe pas exclusivement perpendiculairement sur le capteur.
Échelle des lux : quelle luminosité cela représente-t-il ?
Entre une nuit de nouvelle lune étoilée et le soleil à son zénith, il y a un facteur de plus de 100 millions – et l'œil voit dans les deux cas. La pupille ne fait varier la quantité de lumière entrante que d'un facteur 16 environ ; la rétine assure de loin la plus grande part de l'adaptation. L'échelle présente des niveaux d'éclairement lumineux typiques et des valeurs de référence sur un axe logarithmique. Faites glisser le curseur le long de l'axe, passez la souris sur un symbole ou saisissez votre propre valeur mesurée.
| Situation | Éclairement lumineux |
|---|---|
| Ciel dégagé, soleil au zénith | 130 000 lx |
| Midi en été en Europe centrale, ciel dégagé | 90 000 lx |
| Midi en hiver, ciel dégagé | 20 000 lx |
| Midi en été, ciel couvert | 19 000 lx |
| À l'ombre en été | 10 000 lx |
| Journée d'hiver couverte | 3500 lx |
| Journée couverte, valeur typique | 1000 lx |
| Crépuscule (soleil juste sous l'horizon) | 750 lx |
| Journée couverte très sombre | 100 lx |
| Crépuscule (soleil à 6° sous l'horizon) | 3 lx |
| Nuit de pleine lune | 0,05 à 0,36 lx |
| Quartier de lune, ciel dégagé | 0,01 lx |
| Nuit étoilée à la nouvelle lune | 0,001 lx |
| Nuit sans lune, ciel couvert | 0,0001 lx |
| Situation | Éclairement lumineux |
|---|---|
| Éclairage chirurgical moderne | 160 000 lx |
| Chambre de photostabilité selon ICH Q1B (exemple de calcul) | 75 000 lx |
| Éclairage opératoire dentaire (minimum) | 15 000 lx |
| Éclairage de bureau ou de pièce | 500 lx |
| Couloir | 100 lx |
| Salon | 50 lx |
| Contrôle par ressuage fluorescent selon ISO 3059 (lumière ambiante, maximum) | 20 lx |
| Éclairage public | 10 lx |
| Bougie à environ 1 m | 1 lx |
| Éclairage de sécurité des voies d'évacuation selon EN 1838 (minimum) | 1 lx |
Normes : ISO 3059, EN 1838, ICH Q1B.
| Tâche / local | Éclairement à maintenir |
|---|---|
| Dessin technique | 750 lx |
| Bureau, travail sur écran, salles de réunion | 500 lx |
| Postes de CAO | 500 lx |
| Zones de vente, réception | 300 lx |
| Couloirs, cages d'escalier | 100 lx |
| Parcs de stationnement | 75 lx |
Les valeurs normatives sont des valeurs à maintenir : l'éclairement ne doit pas descendre en dessous de ces valeurs, même après le vieillissement et l'encrassement des luminaires. Avec un facteur de maintenance de 0,8, une installation neuve prévue pour 500 lx doit donc fournir environ 625 lx. Pour le travail sur écran, la norme exige en outre une limitation de l'éblouissement UGR ≤ 19 et un indice de rendu des couleurs Ra ≥ 80.
Norme : EN 12464-1:2021.
Où l'on mesure l'éclairement lumineux
Les applications typiques sont :
- Contrôle de luminaires LED
- Développement de systèmes d'éclairage
- Contrôle qualité et essais de production
- Mesures comparatives sur les lampes
- Recherche et développement
- Caractérisation de systèmes optiques
Dans plusieurs applications, les normes spécifient directement l'éclairement lumineux :
- Détection de fissures par ressuage fluorescent selon ISO 3059 : lors de l'inspection, la lumière ambiante visible ne doit pas dépasser 20 lx, avec un éclairement énergétique UV-A d'au moins 10 W/m². Pour ce cas, un capteur combiné pour 365 nm et LUX est disponible pour le RMD.
- Photostabilité selon ICH Q1B : les échantillons de médicaments doivent recevoir au moins 1,2 million de lux-heures de lumière visible et 200 Wh/m² d'UV proche. À cette fin, l'éclairement lumineux et l'éclairement énergétique UV sont mesurés à la position de l'échantillon.
- Éclairage des lieux de travail selon EN 12464-1 : la norme spécifie des valeurs d'éclairement à maintenir pour les postes de travail, de 75 lx dans les parkings à 750 lx pour le dessin technique.
- Technologie LED et d'affichage : l'éclairement lumineux décrit la lumière ambiante et la lumière émise par les modules LED sur une surface.
Luxmètres Opsytec : RM-12 et RMD
Le choix du système de mesure dépend du spectre, de l'intensité, de la géométrie de mesure et du fait que le rayonnement UV doive être évalué en plus de la lumière visible. Le RMD ou le RM-12 équipé du capteur LUX conviennent pour des mesures de lux rapides et reproductibles. Pour une surveillance installée à demeure dans les installations, le capteur LUX est également disponible en tant que capteur PLC à sortie analogique et en version PLC.net avec connexion Ethernet.
RM-12 comme luxmètre compact
Le RM-12 est un radiomètre portatif compact, alimenté par batterie, qui peut être utilisé avec différentes têtes de mesure. Associé au capteur LUX, il devient un luxmètre pratique.
La conception modulaire permet d'utiliser le même appareil de base pour des mesures photométriques et radiométriques. Outre l'éclairement lumineux, des capteurs adaptés permettent par exemple de mesurer l'éclairement énergétique UVA, UVB ou UVC.
Cela est particulièrement avantageux dans les applications où la lumière visible et le rayonnement UV doivent être évalués conjointement.
RMD : luxmètre numérique jusqu'à 500 000 lx
Le RMD est un radiomètre portatif entièrement numérique doté de deux entrées de capteur. Il convient aux mesures précises à grande dynamique avec différents capteurs. Avec sa plage de mesure allant jusqu'à 500 000 lx, il permet d'examiner aussi bien les situations d'éclairage artificiel courantes que des éclairements lumineux très élevés – par exemple dans des chambres d'irradiation ou sous des éclairages opératoires et de traitement.
- deux entrées de capteur numériques, par exemple pour mesurer simultanément l'éclairement lumineux et l'éclairement énergétique UVA
- conversion 24 bits et dynamique de 1 : 10 000 000
- éclairement lumineux jusqu'à 500 000 lx
- affichage de l'éclairement énergétique, de l'éclairement lumineux et de la dose
- incertitude d'étalonnage des capteurs typiquement de 4,5 à 6,0 % (k = 2)
Le système convient aux laboratoires, au développement, à l'assurance qualité et aux essais industriels et offre, avec ses deux entrées de capteur, la plus grande réserve.
RM-12
Appareil de mesure portable pour l'éclairement énergétique et l'éclairement lumineux avec capteurs interchangeables.
Radiomètre RMD Pro
Radiomètre portable tout numérique pour l'éclairement énergétique et la dose, avec deux entrées capteur et 8 Go de mémoire.
Capteurs API avec signaux de sortie analogiques
Capteurs UV et de lumière avec sortie 4–20 mA, 0–10 V ou 0–2 V pour raccordement direct aux automates API.
PLC.net – capteur UV Ethernet
Capteur UV avec Ethernet et PoE ; les mesures sont disponibles via Modbus TCP et HTTP/JSON directement sur le réseau.
Mesurer l'éclairement lumineux des LED
Les LED peuvent présenter des spectres très étroits ou des spectres composés de plusieurs pics. La concordance spectrale d'un luxmètre avec V(λ) est donc particulièrement pertinente pour les mesures sur LED : si la sensibilité du capteur à la longueur d'onde d'émission se situe légèrement au-dessus ou au-dessous de la courbe V(λ), cet écart se répercute intégralement sur la valeur affichée dans le cas d'une source à bande étroite. L'ampleur possible de cet effet est expliquée dans l'article consacré au désadaptation spectrale.
Un luxmètre étalonné doté d'un capteur adapté à V(λ) convient aux contrôles de routine.
Mesurer les lux : comment procéder correctement
- Définir le plan de mesure : le capteur se trouve dans le plan auquel la valeur doit s'appliquer – pour les postes de travail, généralement le plan de travail – et il est orienté parallèlement à celui-ci.
- Maintenir la distance constante : avec des sources ponctuelles, l'éclairement diminue avec le carré de la distance. Même quelques millimètres modifient nettement la valeur mesurée.
- Éviter les ombrages : les corps, les mains et les câbles ne doivent pas empêcher la lumière d'atteindre le capteur.
- Plusieurs points de mesure : l'éclairement d'une surface est rarement uniforme. Une grille de plusieurs points permet de déterminer la valeur moyenne et l'uniformité.
- Tenir compte de la température : le capteur et la source lumineuse doivent avoir atteint leur température de service ; de nombreuses lampes et LED modifient leur flux lumineux pendant la montée en température.
Étalonné et reproductible
Un étalonnage traçable du système de mesure est indispensable pour obtenir des mesures reproductibles.
Les capteurs Opsytec sont livrés étalonnés et peuvent être réétalonnés. Les systèmes conviennent ainsi aux essais récurrents, à l'assurance qualité et aux tâches de mesure nécessitant une documentation.
FAQ : luxmètres
Quelle est la différence entre une mesure en lux et une mesure en W/m² ?
Une mesure radiométrique en W/m² enregistre la puissance rayonnante physiquement présente, sans pondération. Une mesure photométrique en lux pondère le même rayonnement par la fonction d'efficacité lumineuse V(λ) de l'œil humain et est nulle en dehors d'environ 380–780 nm. Deux sources de même puissance rayonnante peuvent donc présenter des valeurs en lux très différentes.
Pourquoi mesure-t-on l'éclairement lumineux lors du contrôle par ressuage fluorescent selon l'ISO 3059 ?
La lumière ambiante visible réduit le contraste entre l'indication fluorescente et l'arrière-plan. La norme limite donc l'éclairement lumineux pendant le contrôle à 20 lx au maximum, avec un éclairement énergétique UV-A d'au moins 10 W/m². Les deux sont mesurés au niveau de la surface à contrôler.
Que signifie la pondération V(λ) ?
V(λ) est la courbe d'efficacité lumineuse de l'œil humain en vision photopique, définie au niveau international, dont le maximum se situe à 555 nm. Le capteur d'un luxmètre doit suivre cette courbe sur le plan spectral afin que sa valeur mesurée corresponde à la luminosité perçue. Avec des sources à bande étroite telles que les LED, les écarts ont un effet plus important qu'avec une lumière à large bande.
À quoi sert la correction cosinus ?
La lumière qui arrive obliquement sur une surface ne contribue à l'éclairement lumineux qu'avec le cosinus de l'angle d'incidence. Un diffuseur placé devant la surface optique du capteur reproduit ce comportement. Sans correction cosinus, la lumière arrivant sous un angle – provenant par exemple de plusieurs luminaires ou de sources de grande surface – serait pondérée de manière incorrecte.
