Voir la source de Efficacité lumineuse d'une source

{{Voir homonymes|Efficacité lumineuse|Rendement}}
L''''efficacité lumineuse d'une source''' est le [[Fraction (mathématiques)|rapport]] entre le [[flux lumineux]] émis par cette source lumineuse et la [[Puissance (physique)|puissance]] absorbée par la source<ref>{{Lien web|langue=fr|titre=ISO 80000-7:2008(fr) — Grandeurs et unités — Partie 7 : Lumière|url=https://www.iso.org/obp/ui/fr/#iso:std:iso:80000:-7:ed-1:v1:fr|site=iso.org|date=|consulté le=4 juillet 2016}}.</ref>{{,}}<ref>{{Lien web|langue=fr|titre=Efficacité lumineuse d'une source|url=http://www.electropedia.org/iev/iev.nsf/display?openform&ievref=845-01-55|site=electropedia.org|date=|consulté le=6 mai 2016}}.</ref>. Elle s'exprime en [[Lumen (unité)|lumen]]s par [[watt]] (lm/W) dans le [[Système international d'unités]].

Si l'on note {{Formule|§=''P''}} la puissance reçue par la source, le plus souvent sous forme électrique, et <math>\Phi_\mathrm{v}</math> le flux lumineux émis, alors L'efficacité lumineuse d'une source <math>\eta_\mathrm{v}</math> vaut par définition : 
<center><math>\eta_\mathrm{v} = \frac{\Phi_\mathrm{v}}{P}</math>.</center>

Elle donne une information sur les performances d'une source lumineuse. Les fabricants indiquent couramment sa valeur parmi les données techniques des lampes. Certains auteurs<ref>{{Google Livres|id=I4pUiGhfA_MC|titre=Électroluminescence des matériaux organiques. Principes de base.|page=6}}.</ref>{{,}}<ref>{{Google Livres|id=6oZxBAAAQBAJ|titre=Les lasers en dermatologie|page=216}}.</ref> utilisent aussi le terme de '''rendement lumineux''' pour désigner cette efficacité.

== Contributions à l'efficacité lumineuse ==
L'efficacité lumineuse d'une source possède en général deux contributions principales :
* le rendement énergétique de la source, noté <math>\rho</math>. Il exprime le fait que toute la puissance reçue n'est pas convertie en rayonnement, mais qu'une partie est perdue en [[Transfert thermique|chaleur]] ([[conduction thermique|conduction]] et [[convection]]) : 
:: <math>\rho = \frac{\Phi_\mathrm{e}}{P}</math> 
: où <math>\Phi_\mathrm{e}</math> est le [[flux énergétique]] émis. Rapport de deux puissances, il s'agit d'une [[grandeur sans dimension]] ;
* l'[[Efficacité lumineuse d'un rayonnement|efficacité lumineuse du rayonnement]], notée <math>K</math>. Elle exprime le fait qu'une partie seulement du rayonnement est perçue sous forme de flux lumineux, le reste étant une nouvelle perte sous forme de rayonnement invisible pour l'œil : 
::<math>K = \frac{\Phi_\mathrm{v}}{\Phi_\mathrm{e}}</math> 
: où <math>\Phi_\mathrm{v}</math> est le [[flux lumineux]] émis. Lorsque la source n'est pas [[Onde monochromatique|monochromatique]] mais que sa longueur d'onde appartient à un domaine étendu, le flux énergétique vaut : 
:: <math>\Phi_\mathrm{e} = \int_0^\infty \Phi_{\mathrm{e},\lambda}(\lambda)\,\mathrm{d}\lambda</math> 
: où <math>\Phi_{\mathrm{e},\lambda}(\lambda)</math> est la [[densité spectrale]] de flux énergétique. Le flux lumineux vaut lui, selon la [[loi d'Abney]] : 
:: <math> \Phi_\mathrm{v} = \int_0^\infty \Phi_{\mathrm{v},\lambda}(\lambda)\,\mathrm{d}\lambda = K_\mathrm{m} \int_0^\infty \Phi_{\mathrm{e},\lambda}(\lambda) V(\lambda)\,\mathrm{d}\lambda</math>
:où <math> V(\lambda)</math> est la fonction sans dimension d'[[efficacité lumineuse spectrale]] exprimant la sensibilité de l'œil humain aux différentes longueurs d'onde, par rapport au maximum, <math> K_\mathrm{m}</math>, qui vaut environ 683 lm/W en [[vision photopique]].

Globalement, l'efficacité lumineuse d'une source est le produit de ces deux contributions : <math>\eta_{\mathrm v} = \rho \cdot K </math>.

== Comparaison de différentes sources ==
Les valeurs de l'efficacité lumineuse des sources varient considérablement en fonction de la technologie, de la puissance et de la couleur de la lumière.


{| class="wikitable alternance centre"
|+ Efficacité lumineuse en lm/W
!Catégorie
! scope="col" | Type
! scope="col" | lm/W
|-
! rowspan="4" |[[Lampe à incandescence|Lampes à incandescence]]
|Lampe halogène 20 W (2700 K)
|≈ 12<ref name=":0">{{Lien web|titre=HALOGEN CLASSIC A {{!}} HALOGEN CLASSIC {{!}} OSRAM|url=http://www.osram.fr/osram_fr/produits/lampes/lampes-halogenes/halogen-classic/halogen-classic-a/index.jsp|site=osram.fr|consulté le=2017-06-25}}.</ref>
|-
|Lampe halogène 116 W (2800 K)
|≈ 18<ref name=":0" />
|-
|Lampe halogène 400 W (2900 K)
| ≈ 22<ref>{{Lien web|titre=HALOLINE PRO {{!}} HALOLINE {{!}} OSRAM|url=http://www.osram.fr/osram_fr/produits/lampes/lampes-halogenes/haloline/haloline-pro/index.jsp|site=osram.fr|consulté le=2017-06-25}}.</ref>
|-
|Lampe halogène 2000 W (3200 K)
| ≈ 26<ref name=":2">{{Lien web|titre=Lampes studio mono culot {{!}} Lampes halogènes... {{!}} OSRAM|url=http://www.osram.fr/osram_fr/produits/lampes/lampes-speciales/lampes-halogenes-studio/lampes-studio-mono-culot/index.jsp?productId=ZMP_108985|site=osram.fr|consulté le=2017-06-25}}.</ref>
|-
! rowspan="2" |[[Lampe fluorescente|Lampes fluorescentes]]
|Tube fluorescent
|60 à 114<ref name=":3">{{Lien web|titre=La lumière est OSRAM {{!}} OSRAM|url=http://www.osram.fr/osram_fr/index.jsp|site=osram.fr|consulté le=2017-06-25}}.</ref>{{,}}<ref name=":4">{{Lien web|langue=fr-fr|titre=Philips Lighting France|url=http://www.lighting.philips.fr/home|site=lighting.philips.fr|consulté le=2017-06-25}}.</ref>
|-
|Lampe fluocompacte
|55 à 70<ref name=":3" />{{,}}<ref name=":4" />
|-
! rowspan="4" |[[Lampe à arc|Lampes à arc]] et à [[Lampe à décharge|décharge]]
|[[Xénon#Lampes à décharge|Lampe au xénon]]
|13 à 47<ref name=":3" />
|-
|[[lampe à vapeur de sodium#Haute pression|Lampe à vapeur de sodium haute pression]]
|81 à 150<ref name=":3" />{{,}}<ref name=":4" />
|-
|[[lampe à vapeur de sodium#Basse pression|Lampe à vapeur de sodium basse pression]]
|167 à 206<ref name=":4" />
|-
|[[Lampe aux halogénures métalliques]]
|70 à 100<ref>''Lampes aux halogénures métalliques pour la photo, l'optique, le cinéma, la télévision, le spectacle'', traduit de l'allemand par Paul Burgstahler et François Stoessel, OSRAM GmbH, 1996, 83{{nb p.}}, {{p.|5, 22-24}}.</ref>
|-
! rowspan="2" |[[Lampes à diode électroluminescente]]
|LED blanche
|80 à 200<ref name=":3" />{{,}}<ref name=":4" />
|-
|LED blanche (2014) ({{unité|5100|K}})
| ≈ 300<ref>{{Lien web|langue=en|titre=Cree First to Break 300 Lumens-Per-Watt Barrier|url=http://www.cree.com/news-media/news/article/cree-first-to-break-300-lumens-per-watt-barrier|site=cree.com|consulté le=2017-06-25}}.</ref>
|}

== Notes et références ==
{{Références}}

== Voir aussi ==
{{SI_unités_photométriques}}
{{Autres projets
 | wikibooks=Photographie/Photométrie/Les sources lumineuses
 | wikibooks titre=Les sources lumineuses
}}
* {{page h'|Efficacité lumineuse}}
* [[Température de couleur]]

{{Portail|optique|Énergie}}

[[Catégorie:Photométrie]]
[[Catégorie:Éclairage]]