Photométrie : lux, lumens et angle de faisceau
01 — Définition
La photométrie emploie des unités distinctes, et les distinguer permet de prévoir si un projecteur conviendra avant même de l'accrocher. Trois grandeurs sont centrales. Le lumen (lm) mesure le flux lumineux, c'est-à-dire la lumière visible totale qu'une source émet dans toutes les directions. La candela (cd), unité de base du SI, mesure l'intensité lumineuse dans une direction donnée, celle que concentre un faisceau focalisé. Le lux (lx) mesure l'éclairement, la lumière qui atteint une surface, et vaut un lumen par mètre carré.
02 — Le guide
L'éclairement suit la loi de l'inverse du carré de la distance, la même relation que celle qui décrit la propagation du son depuis une source ponctuelle. Il décroît avec le carré de la distance : un projecteur qui fournit 1000 lux à 5 mètres n'en fournit plus que le quart, 250 lux, à 10 mètres, car le même flux couvre une surface quatre fois plus grande. La loi s'applique lorsque la distance est grande devant la taille de la source. La distance de projection compte donc autant que le flux, et un projecteur puissant placé loin peut éclairer le sujet moins qu'un appareil modeste placé près.
L'angle de faisceau est le cône à l'intérieur duquel l'intensité reste supérieure à la moitié de sa valeur maximale. Il fixe l'équilibre entre couverture et intensité : un faisceau étroit concentre les candelas en une tache petite et lumineuse, un faisceau large répartit les mêmes lumens sur une surface plus grande. Dans l'axe du faisceau, l'éclairement en lux est égal à l'intensité en candelas divisée par le carré de la distance en mètres. Le flux, la distance et l'angle de faisceau donnent ensemble le diamètre et l'éclairement de la tache, que calcule l'outil Beam / Photometric.
03 — La règle
L'éclairement du sujet se calcule à partir de l'intensité et de la distance, car le flux en lumens ne suffit pas à le prévoir.
04 — Termes du glossaire
06 — Sources
- BIPM, Brochure sur le SI — candela unité de base, lumen = cd·sr, lux = lm/m² — bipm.org
- Inverse-square law (Wikipédia, pointeur secondaire) — éclairement inversement proportionnel au carré de la distance — en.wikipedia.org
- Beam angle (Wikipédia, pointeur secondaire) — angle à 50 % de l'intensité maximale (définition IES) — en.wikipedia.org
- Lux (Wikipédia, pointeur secondaire) — 1 lx = 1 lm/m² — en.wikipedia.org