Fiches principales - Enseigner la Santé et la Sécurité au Travail

Enseigner la prévention des risques professionnels
Éclairage et vision
Fiches principales

EV 1
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La lumière est l’énergie radiante capable d’exciter la rétine et de
produire une sensation visuelle.
Elle fournit l’information visuelle sur l’environnement. Elle régule
l’activité métabolique et les rythmes biologiques.
La lumière constitue une partie infime du large spectre des
rayonnements électromagnétiques. Distribués selon leur longueur
d’ondes ou leur fréquence, ces rayonnements s’étendent des rayons
cosmiques aux ondes hertziennes (voir fiche complémentaire B).
La lumière se propage sous forme d’ondes, en ligne droite à environ
300 000 km/s dans le vide. Lorsqu’elle traverse un milieu transparent,
sa vitesse diminue en fonction de l’indice de réfraction du milieu.
La lumière correspond à la partie du spectre à laquelle les récepteurs
visuels sont sensibles : le spectre visible.
Les rayonnements lumineux visibles occupent un intervalle de
longueur d’ondes de 380 à 770 nanomètres (nm*).
À chaque gamme de longueur d’ondes correspond une sensation
colorée. La gamme de longueur d’ondes à laquelle l’œil est sensible
s’étend du violet jusqu’au rouge. Les longueurs d’ondes plus courtes
(ultraviolets) ou plus longues (infrarouges) sont invisibles. La lumière
blanche correspond à la perception simultanée de l’ensemble des
radiations du spectre visible dans un rapport donné. Lorsqu’une
lumière blanche traverse un prisme, elle est décomposée en ses
différentes composantes colorées, chacune d’elles ayant sa longueur
d’ondes.
La principale source de lumière naturelle est la lumière solaire.
Les sources de lumière artificielle sont les lampes à incandescence,
à fluorescence et à décharge (voir fiche EV 7).
Nature et sources
de la lumière
OBJECTIF : Identifier les caractéristiques physiques de la lumière
et de l’environnement lumineux de travail
PRÉ-REQUIS : Connaissance des unités du système international
SOMMAIRE : Nature et sources de la lumière ; sensibilité de l’œil ;
grandeurs physiques
380 nm 410 470 520 570 610 670 770 nm
UV violet bleu vert jaune orange rouge IR
*un nm = 10–9 m

L’ œil a une sensibilité qui varie en fonction de la longueur d’ondes.
La sensibilité maximum de l’œil se situe, en vision de jour, dans le
jaune-vert pour une longueur d’ondes de 555 nm.
En vision de nuit, cette sensibilité maximum se décale vers le bleu.
Les grandeurs physiques sont utilisées pour évaluer certaines
caractéristiques physiques de la lumière déterminantes pour la
sensation visuelle. Sur le terrain, les principales grandeurs mesurées
par les ergonomes sont l’éclairement et la luminance.
Flux lumineux
Il caractérise la puissance lumineuse de la source rapportée à la
sensibilité de l’œil, de façon à ne considérer qu’une puissance
susceptible de provoquer la sensation visuelle.
L’unité de mesure est le lumen (lm).
Intensité lumineuse
Elle caractérise l’importance du flux lumineux émis dans une direction
donnée.
L’unité de mesure est la candela (cd).
Éclairement
Il caractérise la puissance lumineuse qui atteint une surface (s) donnée.
L’unité de mesure est le lux (lx). 1 lux = 1 lm/m2.
Sensibilité de l’œil
Grandeurs
physiques
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L’œil humain perçoit des objets soumis à des niveaux d’éclairement
très variés :
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plein soleil, à midi au sol 100 000 lx
temps nuageux au sol 2 000 à 10 000 lx
pleine lune au sol 0,25 lx
bureau 400 à 600 lx
habitation 150 à 300 lx
rue éclairée au sol 20 à 50 lx
Luminance (L)
Les capacités visuelles et le confort visuel ne sont pas affectés par le
flux lumineux qui frappe la surface de travail, mais par la lumière qui
parvient aux yeux de l’opérateur par l’intermédiaire de la zone ou de
l’objet éclairé : cette lumière correspond à la luminance.
Luxmètre
L’éclairement
La mesure de l’éclairement permet de déterminer si la quantité de
lumière qui parvient à l’objet est suffisante pour que celui-ci soit perçu.
On utilise un luxmètre composé d’une cellule qui transforme le flux
lumineux reçu en une grandeur électrique mesurable.
Un luxmètre doit être équipé :
•d’un filtre, placé entre la source et la cellule, qui corrige la courbe de
réponse de l’appareil par la sensibilité spectrale de l’œil d’un
observateur de référence,
•d’un correcteur d’incidence qui permet de prendre en compte tous les
rayons lumineux quelle que soit leur inclinaison.

Quelques valeurs de luminances dans les bureaux :
La mesure de la luminance permet d’évaluer les risques
d’éblouissement (luminances trop importantes) et de gêne (rapports de
luminances trop élevés).
Pour mesurer la luminance d’une source lumineuse ou d’une surface
qui réfléchit la lumière, on utilise un luminancemètre, constitué d’une
cellule sensible à la lumière que lui envoie une partie limitée de la
source ou de la surface réfléchissante dont on cherche à mesurer la
luminance.
Il doit être équipé :
•d’un dispositif de visée permettant de pointer la zone à mesurer,
•d’un filtre qui lui confère une réponse spectrale correspondante à
celle de l’œil.
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lampe fluorescente (65 W) 10 000 cd/m2
surface des fenêtres 1 000 à 4 000 cd/m2
papier blanc sur une table (sous 300 lux) 70 à 80 cd/m2
surface de la table (sous 300 lux) 40 à 60 cd/m2
cadre de l’écran (brillant) 70 cd/m2
cadre de l’écran (noir, mat) 4 cd/m2
fond d’écran sombre 5 à 15 cd/m2
La luminance est le flux lumineux émis ou réfléchi par unité de surface
dans une direction donnée. Cette notion ne s’applique donc pas
seulement aux sources mais aussi à tous les objets qui renvoient une
partie de la lumière qu’ils ont reçue.
En matière d’éclairage, on considère principalement la luminance
d’une source primaire (lampe ou luminaire), ou celle d’une source
secondaire (surface éclairée qui réfléchit la lumière). L’unité de mesure
est la candela/m2(cd/m2).
La luminance se traduit par la sensation de luminosité ou de brillance.
luminance L =
Luminancemètre
Calcul de la luminance
I
S cos α