A l’occasion de la Journée mondiale de la métrologie et de la ré-édition de l’Essai d’optique sur la gradation de la lumière de Pierre Bouguer, l’Association Française de l’Eclairage (AFE), le GDR Appamat, et Light Zoom Lumière proposent une journée de conférence sur les développements actuels de la photométrie dans différents champs disciplinaires. Cette « métrologie de lumière », née avec l’Essai de Bouguer au XVIIIe siècle, loin d’être obsolète, est à la base de domaines comme l’éclairagisme, la télédétection, l’astronomie, les rendus photoréalistes en synthèse d’images…
Un événement organisé par l’Association Française de l’Eclairage (AFE), le GDR Appamat, et Light Zoom Lumière
Interventions
Un mot sur l’Essai d’optique de Bouguer– Lionel Simonot, institut Pprime. [Voir présentation]
La candela, la plus humaine des unités du système international – Gaël Obein, Cnam-LNE, président de l’AFE
La candela est l’unité d’intensité lumineuse. C’est l’unité de la photométrie, la science qui étudie le rayonnement lumineux tel qu’il est ressenti par la vision humaine. En cela, j’ai tendance à penser que la candela représente dans le système international des unités le domaine des grandeurs perceptives. Le terme candela veut dire bougie, car les premiers étalons étaient des flammes. On comparait le pouvoir éclairant d’une lampe au nombre de bougies qu’il faudrait pour atteindre la même sensation de lumière. Mais cette bougie n’était pas pratique. Elle vacille, elle change de taille, bref, elle n’est pas stable. Or un étalon doit être stable. Au fil du temps, d’autre sources plus stables ont été proposées, comme par exemple la quantité de lumière émise par 1 cm2 de platine en fusion. Depuis 1978, on utilise une autre technique pour réaliser la candela. Plutôt que de fabriquer une source de lumière étalon, on fabrique un « Œil étalon ». L’œil regarde la lampe, et lui assigne une valeur d’intensité en candela. Cet œil étalon s’appelle un photomètre. Il permet de mimer le comportement de votre œil, ou pour être plus exact, pas vraiment du votre, mais de celui de l’observateur moyen, appelé observateur standard de Commission Internationale de l’éclairage. En France, aujourd’hui, la valeur de la candela est obtenue en faisant la moyenne de la sensibilité de 4 photomètres primaires. > Télécharger la présentation
La radiométrie en télédétection : caractérisation des propriétés d’un milieu par mesure de rayonnement – Stéphane Jacquemoud, Institut de Physique du Globe de Paris, Université Paris Cité
Les propriétés physiques et chimiques caractérisant les surfaces naturelles terrestres (sols, végétation) ou planétaires sont déterminées par télédétection à partir du rayonnement électromagnétique réfléchi ou émis dans différents domaines de longueurs d’onde. De nombreux satellites fournissent des données dans le domaine solaire (de 0,3 à 3 µm), dans l’infrarouge thermique (de 3 à 15 µm) et dans les micro-ondes (de 0,1 à 100 cm). Ces données sont acquises avec des résolutions spatiales variant de quelques décimètres à plusieurs kilomètres, et des répétitions temporelles variant de quelques secondes à un mois. Se pose alors le problème de leur interprétation car les signaux mesurés par les satellites sont rarement reliées de façon simple et directe aux caractéristiques des objets observés. Cet exposé tentera de répondre aux questions suivantes : quelles sont les grandeurs radiométriques mesurées par les capteurs de télédétection dans le domaine solaire ? Quelles difficultés ces mesures soulèvent-elles ? Comment les relier aux propriétés physiques et chimiques des surfaces naturelles ?
Apports de la photométrie à l’astronomie et à l’astrophysique – Thierry Lépine, Institut d’Optique Graduate School
L’astronomie utilise la lumière émise par des corps (étoiles, nuages de gaz…) pour en déduire leurs propriétés physiques, leur distance, leur vitesse… Ainsi la photométrie (rayonnement visible) et plus généralement la radiométrie (tous rayonnements électromagnétiques) sont des outils fondamentaux pour les astronomes. Nous illustrerons ce point à travers des exemples, comme par exemple l’étude des étoiles variables (physique stellaire), les mesures de distances (céphéides, supernovae de type Ia), la recherche des planètes extrasolaires (méthode des transits)… > Télécharger la présentation
Apparence des objets : modéliser la propagation lumineuse – Mathieu Hébert, Université de Saint-Etienne et Institut d’Optique Graduate School, directeur du GDR Appamat
Le système visuel humain est un outil prodigieux pour apprécier la nature et la qualité des choses matérielles, dont l’Homme s’est abondamment servi et se sert encore dans son travail de la matière pour donner l’apparence qu’il souhaite aux objets qu’il fabrique. Capable de détecter, trier, analyser, hiérarchiser un flot immense d’information en permanence et en continu (information qui provient principalement du signal lumineux capté par les yeux), il présente cependant un inconvénient majeur : l’information sensorielle qu’il produit est une sensation individuelle, relative, difficile à communiquer et à enregistrer autrement que par l’emploi imprécis du langage. Le meilleur moyen de contourner cet obstacle est d’enregistrer le signal lumineux – de manière absolue, ce que le développement spectaculaire des technologies optiques, à commencer par les techniques d’imagerie, permet de faire aisément aujourd’hui – avant de tenter une analyse de ce signal « à la manière du système visuel » – ce que le développement non moins spectaculaire des technologies numériques commence à mettre à notre portée. Dans cette approche scientifique de l’apparence des matériaux, le signal lumineux, et donc la photométrie, occupent une place centrale que nous proposons d’illustrer à travers quelques exemples emblématiques. > Télécharger la présentation.
De la photométrie à l’éclairage – Yannick Sutter, ENSA Montpellier
Comment le concepteur peut-il utiliser les grandeurs photométriques pour guider son projet ? Du concepteur lumière à l’architecte en passant par le designer de luminaires, chaque professionnel peut mobiliser la photométrie pour améliorer l’expérience lumineuse du projet qu’il conçoit. Les passerelles entre les approches métrologique et sensible de la lumière constituent une zone d’exploration où le concepteur pourra trouver des réponses audacieuses à ses projets de mise en lumière.
Diagnostic photométrique des installations d’éclairage routier par HDR-ILMD (High Dynamic Range – Imaging Luminance Measurement Device) – Florian Greffier, Cerema
L’optimisation des installations d’éclairage est un enjeu prioritaire d’adaptation des territoires au changement climatique en conciliant sobriété énergétique et limitation des nuisances lumineuses. Dimensionner l’éclairage en luminance est le meilleur moyen d’offrir aux usagers des conditions de visibilité satisfaisantes, en intégrant tous les éléments de la chaîne de l’éclairage (sources lumineuses, propriétés des surfaces, aptitudes visuelles) et en garantissant ainsi un usage de la lumière artificielle plus ajusté aux besoins réels. L’utilisation d’un HDR-ILMD (High Dynamic Range-Imaging Luminance Measurement Device, i.e. caméra haute dynamique étalonnée en luminance) est dans ce contexte une manière privilégiée pour vérifier in situ si les performances photométriques de l’éclairage sont adéquates. Un tel outil permet de mesurer l’ensemble des critères de qualité d’une installation d’éclairage (luminance moyenne, uniformités, TI). Il offre également la possibilité d’investiguer de nouvelles questions de recherche comme l’adaptation des géométries d’observation de la route en fonction du type de mobilité (marche, vélo, véhicules) pour concevoir des éclairages adaptés aux besoins spécifiques des usagers. > Télécharger la présentation
