Archive for the ‘Éclairage domestique’ Category

Lumens, candelas et lux expliqués sous ma douche

29 avril 2010

Ampoule dans une ruelle à Montréal

J’y comprends rien!

— Dis papa, c’est quoi les lumens et c’est quoi la différence avec les candelas?

— Comme le dit si bien Wikipédia : « Par définition, 1 lumen correspond au flux lumineux émis dans un angle solide de 1 stéradian par une source ponctuelle uniforme située au sommet de l’angle solide et dont l’intensité vaut 1 candela ». Et « la candela est l’intensité lumineuse, dans une direction donnée, d’une source qui émet un rayonnement monochromatique de fréquence 540 ×1012 hertz (correspondant à une longueur d’onde dans le vide de 555 nm) et dont l’intensité énergétique dans cette direction est précisément 1⁄683 watt par stéradian. »

— PFFF, J’AI RIEN COMPRIS!

Alors on va tâcher d’être moins savant mais plus clair. Pour faire bref :

  • flux lumineux : les lumens indiquent la quantité totale de lumière émise par une source lumineuse, dans toutes les directions à la fois;
  • intensité lumineuse : les candelas désignent la quantité de lumière émise dans une direction donnée;
  • luminance : les candelas/m² permettent de rendre compte de la luminosité de la surface (par exemple, le filament d’une lampe à incandescence est très brillant, tandis que si l’ampoule est dépolie, on sera moins ébloui);
  • éclairement : les lux représentent la quantité de lumière reçue sur une surface, sans aucune indication de la source lumière elle-même (qui peut être aussi bien faiblarde mais proche que très puissante mais lointaine).
Voici l’astuce mnémotechnique d’un lecteur, Pascal Paoli :
  • Candela : C’est   dans cette direction.
  • Lumen : Dans toutes les directions parce que lu mène à tout.
  • Lux : Le luxe, c’est d’être bien éclairé.

Pour commencer…

Imaginons que tu es dans ta douche. Quand tu tournes le robinet, le pommeau diffuse des gouttelettes d’eau.

Imaginons que la lumière, c’est cette eau. L’obscurité, c’est quand ta douche ne crache pas une goutte; la lumière, c’est quand tu t’en reçois plein la face.

Lumens = quantité totale

Tu es d’accord qu’il peut sortir plus ou moins d’eau de ce pommeau de douche. Par exemple quelques gouttes qui vont à peine te mouiller, ou des litres et des litres et tu seras trempé(e) en deux secondes.

Appelons cette mesure les lumens.

Les lumens représentent donc la quantité d’eau qui sort du robinet. Si j’ouvre le robinet à moitié j’aurai 10 lumens, si je l’ouvre à fond j’aurai 20 lumens.

Candelas = quantité, mais pas pareil

Ce que les lumens ne nous disent pas, c’est quelle quantité d’eau tu auras sur la tête (et pas ailleurs).

Si tu as déjà pris une douche dans ta vie, tu as remarqué que certains pommeaux te balancent un jet super fin qui fait bien mal, et que chez d’autres gens tu as de l’eau qui part dans tous les sens et que c’est à peine si tu peux te laver les cheveux.

Et tu as peut-être toi-même un pommeau de douche avec plusieurs positions qui te permet de passer de l’une à l’autre de ces extrêmes. Et pourtant, tu as toujours la même quantité d’eau qui sort : dans un cas, tout va dans la même direction en un jet puissant; dans l’autre cas, tu as un nuage de gouttelettes sans direction précise.

Et c’est là qu’on va parler de candelas. La candela sera notre unité de mesure de l’eau envoyée dans une direction déterminée.

La candela ne va pas te dire si ta douche débite beaucoup ou pas au total : elle va te dire quelle quantité sort dans une direction donnée.

Tu es sous ta douche sous un jet fin : si tu ouvres la bouche dans la direction du jet, tu peux boire; mais tu n’es même pas mouillé si tu te mets à côté.
Maintenant sors dehors et mets-toi devant le gros arroseur automatique du jardin public à côté de chez toi. Tu sais, le gros truc qui arrose une large surface de gazon. Même si tu ouvres la bouche, tu vas seulement avoir un peu d’eau sur la langue, pas assez pour boire. Et ça quel que soit l’endroit où tu es autour de la buse qui crache l’eau, car l’eau est diffusée tout autour.

Et tu es d’accord qu’au total le gros arroseur débite plus que ta petite douche, mais au niveau de ta bouche ce n’est pas pour autant que tu reçois beaucoup d’eau. Par contre si on mettait toute cette eau en un seul jet, ça ferait un sacré Karcher!

On répète donc :
Lumens = quantité d’eau totale qui sort de la douche.
Candelas = quantité d’eau dans une certaine direction.

Lux = quantité reçue

Mais il y a un autre aspect qu’on n’a pas abordé. Si tu approches ta bouche du pommeau de douche, tu peux absorber toute l’eau. Si en revanche tu t’en éloignes, il y a seulement un peu d’eau qui va dans ta bouche, la majeure partie du jet coule autour de toi.

Eh bien on va appeler « lux » cette quantité d’eau reçue, qui dépend en fait des autres facteurs : combien d’eau ta douche débite, quelle est la forme du jet et à quelle distance tu en es. Si tu as une douche qui coule peu mais avec un jet précis et que tu mets ta bouche juste en dessous, tu recevras au final autant d’eau que si tu es sous le gros jet de l’arroseur automatique.

Donc si tu me dis « j’ai reçu 10 lux dans la bouche », ça ne me donne aucune idée de quelle source tu les as eus : un petit jet fin ou un gros jet diffus dont tu n’as absorbé qu’une infime partie. Mais je sais quelle quantité tu as bue.

Indice de rendu des couleurs, température de couleur, c’est quoi ça?

Ça, on en parlera une autre fois! Considère que c’est un peu comme  le « goût » de l’eau, ça rien à voir avec la quantité. Ce qui ne m’empêche pas de mettre une photo pour faire joli :

Lampe de bureau à tubes fluorescents

Retour à la lumière

Relis ce que j’ai écrit mais en l’appliquant à la lumière, en imaginant une lampe et des « grains » de lumière à la place de l’eau.

Les lumens (lm) indiquent le flux lumineux, c’est-à-dire la quantité de lumière totale émise par une lampe, mais sans préciser comment cette lumière est répartie. Une ampoule classique de 40 W offre environ 500 lumens, une ampoule de 100 W dépasse les 1600 lumens.
Cette mesure est toutefois bien pratique pour déterminer la luminosité réelle d’une source de lumière « nue ». Tu sais par exemple qu’une led de 200 lumens éclaire comme deux leds de 100 lumens (oui, les lumens s’ajoutent, même si notre œil perçoit l’écart entre 100 et 200 lumens comme assez minime et non comme « deux fois plus fort »).

Le flux lumineux en lumens permet également d’évaluer l’efficacité (ou le rendement) de cette source : une ampoule à incandescence produit environ 20 lumens par watt (20 lm/w) tandis que les dernières générations de leds dépassent allègrement les 100 lumens par watt (100 lm/w). Pour une même quantité de lumière, la led consomme donc cinq fois moins d’électricité que l’ampoule classique.

Les candelas (cd) correspondent à l’intensité lumineuse, la quantité de lumière émise dans une direction donnée. C’est pour cela qu’on trouve des lampes qui vantent le million de candelas : c’est comme un jet très puissant, mais au final il n’y a pas tellement de lumière qui est émise par l’ampoule; c’est juste que cette lumière est très canalisée.
Pour mes phares de voiture par exemple, peu m’importe la mesure en lumens : ce sont les candelas qui m’intéressent car je veux savoir quelle quantité de lumière j’aurai sur la route, devant moi.

Les deux graphiques ci-dessous montrent la répartition lumineuse de deux lampes différentes :

  • à gauche, toute la lumière est dirigée vers le bas dans un angle de 30°;
  • à droite, la lumière est diffusée autour de la lampe et surtout sur les côtés.

Graphiques d'intensité lumineuse (Thorn Lighting)

Plafonnier Invincible II avec diffuseur prismatique de Thorn
© Thorn (www.thornlighting.fr)
Applique Garbo de Thorn

Autrefois on exprimait la quantité de lumière émise en « bougies » (dont est dérivée la candela) qui est en fait une unité d’intensité et non de flux, ce qui avait du sens parce que toutes les sources émettaient la lumière de la même façon, c’est-à-dire tout autour d’elles sauf à la base (mèche pour les lampes à flamme, culot pour les ampoules électriques) et qu’on pouvait donc comparer les flux en comparant les intensités. Mais maintenant qu’on a des « jets » de lumière de formes différentes, on préfère distinguer les deux mesures.

Parlons maintenant de la luminance. Regarde une ampoule de 60 W claire (verre transparent) : tu es ébloui, le filament est très brillant. Prends maintenant une ampoule qui éclaire autant mais dont le verre est dépoli : le flux est le même (par exemple 800 lumens) et l’intensité lumineuse est la même (les deux ampoules éclairent toutes deux de manière uniforme autour du filament, avec une ombre portée au niveau du culot). Qu’est-ce qui change alors? Réponse : tu seras moins ébloui par l’ampoule dépolie car sa luminosité est répartie sur une plus grande surface. C’est alors qu’on va parler de luminance, qu’on exprime généralement en candelas par mètre carré, ou cd/m² (on aurait tout aussi bien les exprimer par centimètre ou millimètre carré). Plus il y a de candelas émis pour une surface donnée, plus celle-ci est éblouissante.

Et les lux? Les lux (lx) sont l’unité de l’éclairement et me permettent de savoir si ma table de travail est bien éclairée. Tu peux me dire que ma lampe fait 4000 lumens, mais si j’en suis à 1 mètre j’aurai bien plus de lumière que si j’en suis à 10 mètres. Ce qui m’intéresse c’est la lumière que je reçois sur ma table, peu m’importe la quantité totale de lumière émise par la lampe.

L’exemple ci-dessous montre une carte de la répartition des mesures d’éclairement dans un bureau. On voit que l’espace de travail est plus éclairé que le reste de la pièce.

Flux lumineux

Par ailleurs, certains marchands de lampes expriment la puissance lumineuse de leurs produits en lux. Il est évidemment nécessaire dans ce cas de spécifier la distance entre la source et le point de mesure (sinon ça n’a aucun sens) et idéalement de préciser l’étendue de cette surface.

Pour indiquer la puissance d’une lampe, pourquoi alors utiliser les lux plutôt que les candelas, plus appropriés? Plusieurs raisons à cela :

  • un luxmètre ne coûte pas grand chose et la mesure est très facile à prendre (on s’éloigne à la distance voulue et on dirige la cellule du luxmètre vers la source lumineuse, puis on lit la valeur à l’écran — c’est tout!);
  • une valeur en lux est plus parlante pour beaucoup de monde (200 lux sur une table de cuisine, 400 lux sur un plan de travail, etc. : les repères abondent dans la vie courante); des fabricants de lampes de mine citent par exemple 2500 lux à 4 pieds, distance habituelle de travail qui parle aux professionnels concernés (un ami mineur au Québec me racontait justement que « dans les mines c’est comme cela que ça fonctionne, on met la lampe dans un cylindre et au bout il y a un capteur qui nous donne le résultat en lux; chaque mine a un luxmètre, mais personne ne l’utilise vraiment. »);
  • attention marketing douteux! si on prend la mesure d’une lampe torche à 1 cm de la tête, on peut vendre des chiffres impressionnants comme « 100 000 lux » — même si la lampe est miteuse!
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Le verre selon Tiffany, jusqu’au 2 juin à Montréal

3 avril 2010

Il vous reste un mois pour découvrir l’exposition

Tout le monde connaît les lampes de Louis C. Tiffany — ou au moins les reproductions modernes qu’on voit partout.

Mais le Musée des beaux-arts de Montréal vous invite à un plus grand voyage en vous initiant à l’ensemble du travail du célèbre verrier : lampes de toutes sortes bien sûr, mais aussi splendides vitraux que vous pourrez admirer aussi bien de près que de loin, vases irisés, objets délicats et autres peintures ou esquisses.

Lampes Tiffany

Louis C. Tiffany (1848-1933)
Lampe Pond-lily [Nénuphars]
Vers 1902-1920
Bronze, verre
H. 54,5 cm ; D. 28,5 cm
Musée des beaux-arts de Montréal
Collection Liliane et David M. Stewart
D94.177.1a-m
Photo MBAM
Louis C. Tiffany (1848-1933)
Lampe Wisteria [Glycine]
Dessin de Clara Driscoll (1861-1944)
Vers 1901-1902
Verre, plomb, bronze
H. 68,6 cm ; D. 47 cm
Virginia Museum of Fine Arts, Richmond
Gift of Sydney and Frances Lewis
Photo Katherine Wetzel © Virginia Museum of Fine Arts

Prenez votre dose de beauté!

Pour qui ne s’attarde généralement pas sur les œuvres d’un musée, l’exposition peut paraître trop petite; en revanche, pour qui aime contempler chaque objet et s’en imprégner, la visite sera d’une durée idéale, évitant la saturation.

Les lampes sont bien mises en valeur : les ampoules sous-voltées recréent l’ambiance feutrée des années 1900-1920 tandis que certaines salles plus éclairées vous autorisent à tourner autour des pièces de collection. Vases et bibelots jalonnent le parcours de l’exposition de telle manière que vous passerez de l’un à l’autre sans vous lasser, en étant toujours surpris et en poussant de temps à autre un « ah! » ou un « oh! » de ravissement. La salle des vitraux vous subjuguera d’une autre manière, que vous vous éloigniez ou vous approchiez des murs de lumière.

Les explications appuient la collection d’objets sans s’y substituer et les collaborateurs les plus célèbres de la maison Tiffany sont cités. Bref, un bon dosage de textes intéressants que l’on peut toujours compléter par l’achat d’un livre en sortant (ah!… la boutique de fin d’exposition et ses bacs remplis de colifichets!).

En bref, le Verre selon Tiffany m’a subjugué. J’ai découvert un nouvel univers et mes doutes se sont confirmés : l’art de Tiffany se voit et se vit en vrai, pas en photos. Courez prendre votre dose de beauté!
Lampes Tiffany

Louis C. Tiffany (1848-1933)
Lampe de bureau
Vers 1900-1910
Carreaux de verre turtleback, bronze, cabochons de verre moulé-pressé
29,8 × 16,5 cm
New-York Historical Society
Gift of Dr. Egon Neustadt
Louis C. Tiffany (1848-1933)
Lampe Cobweb [Toile d’araignée]
Dessin de Clara Driscoll (1861-1944)
Vers 1902
Verre, plomb, bronze, mosaïque de verre
H. 74,9 cm ; D. 50,9 cm
Virginia Museum of Fine Arts, Richmond
Gift of Sydney and Frances Lewis
Photo Katherine Wetzel © Virginia Museum of Fine Arts

Renseignements bien pratiques

Jusqu’au 2 mai 2010
Musée des beaux-arts de Montréal
1379, rue Sherbrooke Ouest, Montréal

Mardi : 11 h à 17 h
Mercredis, jeudi, vendredi : 11 h à 21 h
Samedi et dimanche 10 h à 17 h
Fermé le lundi, demi-tarif le mercredi

http://www.mbam.qc.ca/tiffany/

Allumoirs d’antan (par Papoum)

24 mars 2010

Voici le billet de Papoum, notre contributeur d’aujourd’hui et collectionneur passionné!

À alcool

Ces allumoirs très simples, sans molettes de réglage de mèches,étaient vendus relativement peu chers. Certains modèles étaient placés au bout de perches pour allumer cierges ou lustres. D’autres, comme décrits dans la publicité ci-dessus possédaient un embout (la clé) pour ouvrir et refermer le robinet de gaz des éclairages publics.

À Essence

À essence et à mèche

Ces allumoirs étaient aussi fixés au bout d’une perche. Souvent sur cette même perche, au dos de l’allumoir, était fixé un petit cône en laiton qui servait d’éteignoir.

À essence et électriques

Cet allumoir utilise une pile bouteille au bichromate de zinc L’électricité produite par cette pile faisait rougir une petite résistance en platine qui à son tour allumait la mèche d’un petit réservoir d’essence. La pile bouteille était à demi remplie d’un électrolyte d’acide sulfurique et de bichromate de potassium. Lorsqu’on appuyait sur la tige on faisait descendre une plaque de zinc (anode) qui se trouvait entre deux plaques de charbons (cathode). Lorsque la plaque de zinc touchait la solution de bichromate, la pile produisait un courant suffisant pour faire rougir la résistance et allumer le briquet.

Un autre allumoir électrique en bakélite, des années 1930, branché sur le secteur (110 V). Lorsque l’on touchait les deux petites lamelles placées dans l’encoche avec le bout métallique, porte-mèche du réservoir, cela mettait en fonction un petit vibreur (on voit le ressort de rappel), portant en son extrémité une rondelle en laiton, qui venant frapper une autre pièce métallique fixe, produisant des étincelles qui allumaient la mèche.

Ces modèles d’allumoir, qui étaient aussi branchés sur le secteur, ont été déclinés en plusieurs dizaines de marques et de formes. On retire « l’allumette » du réservoir d’essence et c’est en la frottant sur les deux peignes métalliques du support, que les étincelles produites, allument la mèche (sur le modèle de droite, entre les deux bornes de branchement du secteur, on aperçoit la « vignette » soudée sur le boîtier).

Sur ce modèle, que l’on trouvait dans les bars et les hôtels, et qui était construit autour d’une lampe pigeon, en tournant le bouton en bakélite, le bouchon se relevait et dégageait la mèche de la lampe tandis que le petit pinceau métallique venait toucher le bec de la lampe et créait suffisamment d’étincelles pour allumer l’essence.

Sur ce modèle mécanique il suffisait de baisser le petit levier ce qui tendait un ressort et lorsque on le relâchait le ressort faisait tourner la molette qui produisait des étincelles qui allumaient le briquet.

À vapeurs d’essence

La mèche intérieure va du réservoir jusqu’en haut du gros tube. Avec une flamme, on réchauffe le tube supérieur, l’essence contenue dans la mèche se vaporise et le gaz sort par le petit tube terminé par un trou calibré. La flamme doit lécher le tube qui enveloppe la mèche afin que sa chaleur permette à la gazéification de se poursuivre.

Taxe décret de 1871

À partir du 4 septembre 1871 la taxe sur les allumettes était étendue au briquets et allumoirs de toutes sortes. Une vignette métallique devait être soudée de façon visible sur tous ces objets. Cet impôt ne fut abrogé que le 31 décembre 1945.

Sources :
• Tarif T.C.D et Cie
• Magazine Ça m’intéresse n° 279 mai 2004
• Photos M. Laurens

1910-2010 : le client a toujours raison (de ne rien y comprendre)

7 mars 2010

En allant acheter une simple ampoule dans ton magasin de bricolage préféré, ne t’es-tu pas déjà senti(e) plus désemparé(e) que devant les couches pour bébé? Et n’as-tu pas vu toutes ces petites mamies perdues devant ce mur de formes et couleurs variées, aux étiquetages complexes?

Allons par exemple sur la page Ampoules fluorescentes compactes de Canadian Tire :

Catalogue en ligne Canadian Tire

C’est long, hein?
Et je t’épargne la deuxième page…

On se dit donc qu’il y a 100 ans, c’était tellement plus facile : un bec de gaz ou une bougie, that’s it.

Comment c’était dans le temps?

Considérons l’éclairage typique des appartements urbains en 1900 : le bec de gaz. Chaque bec demandait un manchon (toile qui brillait d’un vif éclat dans la flamme), un brûleur de type Bunsen (comme dans les cours de chimie) et un verre (pour améliorer le tirage). Ça s’appelait un bec Auer et ça donnait ça :

A priori, rien de bien compliqué là-dedans.

Pourtant prenons un catalogue de luminaires à gaz du début du XXe siècle; prenons-en un qui soit simple, et concentrons-nous sur les becs droits (il existait aussi des becs « renversés » en forme de petite ampoule). Après quelques pages introductives, nous arrivons aux manchons :

Neuf sortes de manchons

… qui se déclinent en cinq qualités :

Cinq qualités de manchon

Passons maintenant aux becs :

Divers types de becs Auer

… Et aux verres :

Plus de quarante choix de verres

Bon : pour ta cuisine, quel bec prendrais-tu?

Admettons que tu choisisses celui du milieu, quel manchon mettrais-tu dessus? et quelle qualité de tissage? Et surtout : quel verre? un tout droit, un long ou un court, un avec des trous?… Pas facile, n’est-ce pas?

Et ça, c’est pour l’éclairage à l’incandescence au gaz de ville : je ne parle ni des becs à flamme libre, ni des autres sources de lumière telles que l’acétylène, le pétrole, l’essence, l’alcool, l’électricité (en 1910, déjà de nombreux choix de filaments à carbone et métalliques), etc.

Moralité

Aujourd’hui comme hier, bien s’éclairer n’est pas facile : plus le consommateur a le choix, plus il est perdu. Devrait-on pour autant revenir à l’antique chandelle? Évidemment non : à défaut d’exiger des consommateurs qu’ils soient spécialistes, on devrait exiger des spécialistes qu’ils pensent aux consommateurs. Les fabricants devraient s’astreindre à offrir deux voire trois niveaux de qualité d’ampoules (une qualité « pour le garage » et l’autre « pour la maison ») et à rationaliser les formes en fonction des besoins (quelques modèles de base fonctionnels, les autres étant simplement décoratifs et aussi efficaces que les premiers).

Ainsi, notre petite mamie serait bien éclairée!


Sources :
• catalogue en ligne Canadian Tire, mars 2010;
catalogue de la  Société générale d’incandescence, Paris (non daté);
• photo de bec Auer (bec intensif) : Cavannus.