Voir la source de Éclairement lumineux

{{Infobox Grandeur physique
 | nom            = Éclairement lumineux
 | image          = 
 | légende        = 
 | unités         = [[lux (unité)|lux]] (lx)
 | autres unités  = 1 [[phot]] (ph) = {{unité|10000|lx}}

1 [[nox (unité)|nox]] = {{unité|1|mlx}}

1 [[foot-candle|fc]] ≈ {{unité|10.764|lx}}
 | symbole        = <math>E</math> ou <math>E_v</math>
 | unités de base = {{USI|kg=|m=−2|s=|A=|K=|mol=|cd=1|sr=1}}
 | dimension      = 
 | extensive      = 
 | intensive      = oui
 | conservative   = 
 | nature         = scalaire
 | expressions    = <math>E_v = \frac{\mathrm d \Phi_v}{\mathrm d S}</math>
}}
L’'''éclairement lumineux''' est la grandeur définie par la [[photométrie (optique)|photométrie]] correspondant à la sensation humaine sur la manière dont une surface est éclairée. Pour qu'un objet qui ne produit pas de lumière par lui-même soit visible, il faut qu'il reçoive de la lumière. Plus il en reçoit, plus il est clair, et visible distinctement. La photométrie définit rigoureusement la lumière reçue, afin de pouvoir calculer cette grandeur, connaissant l'[[intensité lumineuse]] des sources de lumière, leur distance et leur direction.

L'éclairement lumineux est la seule grandeur photométrique directement mesurable. On l'évalue à l'aide d'un [[transducteur]] optique-électronique inséré dans une [[cellule photoélectrique]]. Dans le [[Système international d'unités]], il s’exprime en [[lux (unité)|lux]] (lx).

== Définition ==
En [[photométrie (optique)|photométrie]], l''''éclairement lumineux''' correspond à un [[flux lumineux]] reçu par unité de [[surface]] ; autrement dit l’éclairement lumineux en un point est la [[densité surfacique]] du [[flux lumineux]] arrivant au point considéré de la surface. 

Si un élément de surface <math>\mathrm d S</math> reçoit un flux élémentaire <math>\mathrm d \Phi</math>{{note|groupe=alpha|''Élément de surface'' et ''flux élémentaire'' signifient ici des valeurs suffisamment grandes pour que les lois de l'[[optique physique]] s'y appliquent, et assez petites pour qu'on puisse considérer qu'il n'y a aucune variation en leur sein. Dans ces conditions, on les considère comme [[infiniment petit|infinitésimales]]<ref>{{Ouvrage|prénom1=Richard|nom1=Taillet|prénom2=Loïc|nom2=Villain|prénom3=Pascal|nom3=Febvre|titre=Dictionnaire de physique|lieu=Bruxelles|éditeur=[[De Boeck]]|année=2013|passage=235 « élémentaire 2. [Math] »|isbn=}}</ref>.}},
:<math>E=\frac{\mathrm{d}\Phi}{\mathrm{d}S}</math>.
L'éclairement lumineux ne désigne que la lumière qui arrive sur la surface ; la grandeur d'émission homologue est l'[[exitance lumineuse]] qui s'exprime en {{Unité||lm|4=m|5=-2}}.

=== Calculs de base ===
En conséquence de la définition des autres grandeurs, l'éclairement d'un élément de surface perpendiculaire à la direction d'une source d'[[intensité lumineuse]] <math>I</math> à une distance <math>d</math> de la source est :
:<math>E=\frac{I}{d^2}</math>.
Plus généralement, si ''<math>\theta</math>'' est l'[[Angle d'incidence (optique)|angle d'incidence]], c'est-à-dire l'angle entre la direction de la source et la [[Normale (géométrie)|normale]] à l'élément de surface :
:<math>E=\frac{I}{d^2}\cdot\cos\theta</math>.

En présence de plusieurs sources, on peut ajouter les contributions des différentes sources.

Connaissant la densité spectrale d'éclairement énergétique <math>e'(\lambda)</math>, et <math>V(\lambda)</math> étant la fonction d'[[Efficacité lumineuse spectrale|efficacité lumineuse spectrale relative]], l'éclairement lumineux s'écrit : 
:<math>E=\int^{780\ \mathrm{nm}}_{380\ \mathrm{nm}} 683 \ V(\lambda) \ e'( \lambda) \ \mathrm d \lambda</math>.
En pratique les valeurs de le calcul est effectué par sommation sur des bandes de 5 nm (voire 1 nm pour des applications plus précises) à partir des éclairements énergétiques <math>E^'_i</math> de chaque bande <math>i</math> :
:<math>E=\sum ^{780\ \mathrm{nm}}_{380\ \mathrm{nm}} 683 \ V(\lambda) \ E^'_i</math>.

== Unités ==
L'unité d'éclairement dans le [[Système international d'unités]] est le [[lux (unité)|lux]].
* Une source dont l'intensité lumineuse est de {{unité|1[[candela]]}} donne à {{unité|1|[[mètre]]}} un éclairement de {{unité|1|lux}} ;
* Un flux lumineux de {{unité|1|[[Lumen (unité)|lumen]]}} (lm) couvrant uniformément 1 [[mètre carré]] (m<sup>2</sup>) donne un éclairement {{unité|1|lux}}.

Parmi les autres unités, on compte :
* le [[phot]] (ph) ou le lumen par centimètre carré ({{unité|1|ph}} = {{unité|1|lm||cm|-2}} = {{unité|10000|lx}}) ;
* le lumen par [[pied carré]] ou ''[[foot-candle]]'' (fc) ({{unité|1|fc}} = {{unité|1|lm||ft|-2}} ≈ {{unité|10.764|lx}}), unité utilisée dans le [[Unités de mesure anglo-saxonnes|système impérial]] ;
* le [[nox (unité)|nox]] (1 nox = 1 mlx).

En optique physiologique, on mesure l'éclairement lumineux de la [[rétine]] en [[troland]]s{{note|groupe=alpha|L'éclairement lumineux de la pupille pose des problèmes particuliers du fait de la variation du diamètre de la pupille. Un troland correspond à l'effet d'une [[luminance]] de {{unité|1|cd||m|-2}} vu à travers une pupille de {{unité|1|mm|2}} d'aire<ref>{{ouvrage|prénom1=Yves |nom1=Le Grand |titre=Optique physiologique|sous-titre=Lumière et couleurs |tome=2 |numéro d'édition=2 |lieu=Paris |éditeur=Masson |année=1972|passage=66}}.</ref>.}}.

=== Ordres de grandeur ===
L'éclairement du soleil en été, de face, est de l'ordre de {{Unité|80000|lux}} ; la pleine lune donne environ {{Unité|0.1|lux}} ; une nuit sans lune autorise moins de {{Unité|0.001|lx}}<ref>{{ouvrage|prénom1=Robert|nom1=Sève|titre=Science de la couleur|sous-titre=Aspects physiques et perceptifs|lieu=Marseille|éditeur=Chalagam|année=2009|passage=313|isbn=2-9519607-5-1|id=Sève2009}}</ref>.

{{Refnec|L'œil humain est capable d'opérer sur des éclairements s’échelonnant sur douze ordres de grandeur : la présence d'un objet blanc peut être discernée avec « cette obscure clarté qui tombe des étoiles », de l'ordre de 5 × 10{{Exp|−5}} lx, et inversement on peut encore lire un texte sous un éclairage de 10{{Exp|8}} lx, bien qu'assez péniblement.|date=7 février 2024}}
== Mesure ==
{{article détaillé|Luxmètre}}
L'éclairement lumineux est la grandeur photométrique accessible à la mesure directe, il est mesuré à l'aide d'un [[luxmètre]]. La découverte de l'effet [[photoélectrique]] a permis au {{s|XX}} le développement d'appareils portables, donnant directement une [[Mesure physique|mesure]] de l'éclairement.

Le luxmètre, électrique ou électronique, est constitué d'une [[cellule photoélectrique]] précédée d'un diffuseur plan et d'un filtre optique tel que la réponse spectrale relative de l'appareil soit la plus proche possible de la fonction d'[[Efficacité lumineuse spectrale|efficacité lumineuse spectrale relative]] <math>V(\lambda)</math> ; il doit aussi fournir une réponse indépendante de la distribution angulaire des luminances qui contribuent à l'éclairement<ref>{{Ouvrage|langue=fr|titre=Radiometrie. Photometrie|éditeur=Ed. Techniques Ingénieur|lire en ligne=https://books.google.com/books?id=B2jM8Lo8ZJsC&newbks=0&hl=fr|consulté le=2024-02-07}}</ref>.

== Applications ==

=== Réglementations ===

En France, des règlements et recommandations définissent l'éclairement lumineux minimal des lieux de travail, des routes, etc.

L'article R4223-4 du code du travail<ref name=":0">[http://www.legifrance.gouv.fr/affichCodeArticle.do;jsessionid=193A3467CA9ECDD44CD6CA2AF8A6C755.tpdjo12v_3?cidTexte=LEGITEXT000006072050&idArticle=LEGIARTI000018532265&dateTexte=20120917&categorieLien=cid#LEGIARTI000018532265 Article R4223-4 du code du travail] Sur le site legifrance.gouv.fr</ref> impose des valeurs minimales d'éclairement sur les plans de travail ou, à défaut, au sol comme indiqué dans le tableau ci-dessous.

{|class="wikitable alternance centre"
|+'''Article R4223-4 du code du travail<ref name=":0" />'''
|-
! scope="col" | Activité ou lieu concerné
! scope="col" | Éclairement minimum
|-
| Voies de circulation intérieures
| 40 lux
|-
| Escaliers et entrepôts
| 60 lux
|-
| Locaux et travail, vestiaires, sanitaires
| 120 lux
|-
| Locaux aveugles affectés à un travail permanent
| 200 lux
|-
|Zones et voies de circulation extérieures
|10 lx
|-
|Espaces extérieurs où sont effectués des travaux à caractère permanent
|40 lx
|}
Les normes de la série NF EN 12464-1<ref name=":1">{{Lien web |langue=fr |titre=NF EN 12464-1 |sous-titre=Lumière et éclairage - Eclairage des lieux de travail - Partie 1 : lieux de travail intérieurs |url=https://www.boutique.afnor.org/fr-fr/norme/nf-en-124641/lumiere-et-eclairage-eclairage-des-lieux-de-travail-partie-1-lieux-de-trava/fa158788/1154 |site=Afnor EDITIONS |consulté le=2024-02-07}}</ref> et NF EN 12464-2<ref>{{Lien web |langue=fr |titre=NF EN 12464-2 |sous-titre=Lumière et éclairage - Éclairage des lieux de travail - Partie 2 : lieux de travail extérieurs |url=https://www.boutique.afnor.org/fr-fr/norme/nf-en-124642/lumiere-et-eclairage-eclairage-des-lieux-de-travail-partie-2-lieux-de-trava/fa182533/42843 |site=Afnor EDITIONS |consulté le=2024-02-07}}</ref> rassemblent les recommandations pour l'éclairage des lieux de travail respectivement intérieur et extérieur. En voici quelques exemples ci-dessous.
{| class="wikitable alternance centre"
|+Exemples de valeurs recommandées par la norme NF EN 12464-1<ref name=":1" />
|-
! scope="col" | Activité ou lieu concerné
! scope="col" | Éclairement exigé
|-
| Zones de circulation et couloirs
| 100 lux
|-
| Escaliers, escaliers roulants, tapis roulants
| 100 lux
|-
| Vestiaires, sanitaires, salles de bains, toilettes
| 200 lux
|-
| Classement, transcription, atelier, etc.
| 300 lux
|-
| Écriture, dactylographie, lecture, traitement de données
| 500 lux
|-
| Salles de conférence et de réunions
| 500 lux
|}
La série de normes NF EN 13201<ref>{{Lien web |titre=Afnor EDITIONS |sous-titre=Éclairage public - Partie 2 : exigences de performance |url=https://www.boutique.afnor.org/fr-fr/resultats?Keywords=NF+EN+13201-2&StandardStateIds=1 |site=www.boutique.afnor.org |consulté le=2024-02-07}}</ref> définit les recommandations des éclairements pour l'éclairage public, selon les différents types de zones (trafic motorisé, zones de conflit, piétons et cyclistes), entre 2 et 50 lx.

=== Photographie ===
{{Section à recycler|motif=Confus|date=février 2024}}
La photométrie une application dans la [[photographie]], argentique ou électronique, où l'on cherhce à contrôler l'[[exposition lumineuse]]. On fabrique des [[photomètre]]s convertissant directement la valeur de l'éclairement lumineux en paramètres photographiques, couramment appelés ''cellule''. Ces appareils sont adaptés à l'usage qu'en font les photographes.

L'objet à photographier n'est pas plat. Chacune de ses parties font donc face à une direction. L'éclairement varie selon la direction. Le photographe doit trouver une valeur convenable pour l'ensemble de ces éléments de surface.

En éclairage artificiel, la surface de mesure plane se dirige vers la source principale, donnant la valeur de l'éclairement pour les plus hautes lumières, qui va servir à déterminer les réglages. On peut éteindre les autres sources pour mesurer. Mais il faut aussi tenir compte de la lumière qui arrive d'autres directions, et plutôt que d'effectuer plusieurs mesures et de calculer ensuite la somme des éclairements, avant de convertir ce résultat en paramètres de l'appareil photographique, les photographes préfèrent utiliser, à la place du plan de mesure, une demi-sphère, désignée couramment comme sphère d'intégration.

Comme la valeur en lux de l'éclairement intéresse moins les photographes que les réglages à reporter sur leur appareils, ces appareils utilisent souvent des unités logarithmiques ([[Indice de lumination|EV ou IL]]), à partir desquelles il est plus facile de calculer les valeurs d'ouverture et de temps de pose pour le réglage des appareils. Ces unités pratiques ne se réfèrent à l'éclairement que si l'appareil de mesure est un photomètre, placé dans la lumière à la place du sujet.

Dans le cas où la ''cellule'' est à la place de l'appareil de prise de vue, pour calculer l'éclairement du sujet, il faut mettre à sa place une surface dont on connaît les caractéristiques. On utilise pour cela des chartes gris neutre, qui ont aussi l'avantage de permettre le réglage des dominantes de [[couleur]]s.

En cinéma et en vidéo, la question se pose un peu différemment, puisque le temps de pose est invariable dans les prises de vues courantes, et qu'on s'efforce de garder, quand on peut, la même ouverture de diaphragme pour conserver une régularité entre les [[Plan (cinéma)|plans]]. Les photomètres destinés à ce marché indiquent souvent la valeur de l'éclairement, en plus du diaphragme à reporter pour une sensibilité donnée, qui en dérive par une opération simple. En éclairage artificiel, on décide de l'éclairement du sujet et on mesure, pour chaque scène, la lumière principale (''keylight'') et le ''débouchage'' des ombres, dont le rapport donne le contraste. Pour ces évaluations, la valeur de l'éclairement est aussi pratique qu'une valeur en EV.

== Annexes ==
{{SI_unités_photométriques}}
=== Bibliographie ===
* {{Ouvrage |prénom1=Jean |nom1=Terrien |prénom2=François |nom2=Desvignes |titre=La photométrie |lieu=Paris |éditeur=[[Presses universitaires de France|PUF]] |collection=Que-Sais-Je |numéro dans collection=1167 |année=1972 |numéro d'édition=1 |pages totales=128 |isbn=}}.
* {{Ouvrage|prénom1=Yves|nom1=Le Grand|titre=Optique physiologique|sous-titre=Tome 1, La dioptrique de l'œil et sa correction|lieu=Paris|éditeur=Ed. de la Revue d'Optique|année=1964|numéro d'édition=2}}.

=== Articles connexes ===
{{Autres projets
 | wiktionary        = éclairement
 | wikiversity       = Photométrie/Éclairement
 | wikiversity titre = Éclairement
 | wikibooks         = Photographie/Photométrie/Grandeurs lumineuses et unités photométriques
 | wikibooks titre   = Grandeurs lumineuses et unités photométriques
}}
* [[Flux lumineux]]

== Notes ==
{{Références|groupe=alpha}}

== Références ==
{{Références}}

{{Palette|Grandeurs photométriques}}
{{Portail|optique}}

{{DEFAULTSORT:Eclairement lumineux}}
[[Catégorie:Photométrie]]