Fiches principales - Enseigner la Santé et la Sécurité au Travail

Enseigner la prévention des risques professionnels
Éclairage et vision
Fiches principales
EV 1
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
Nature et sources
de la lumière
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*).
380 nm
410
470
520
570
610
670
770 nm
UV
violet
bleu
vert
jaune
orange
rouge
IR
*un nm = 10 –9 m
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).
1
Sensibilité de l’œil
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.
Grandeurs
physiques
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.
2
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.
Luxmètre
L’œil humain perçoit des objets soumis à des niveaux d’éclairement
très variés :
plein soleil, à midi au sol
temps nuageux au sol
pleine lune au sol
100 000 lx
2 000 à 10 000 lx
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.
3
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).
luminance L =
I
S cos α
Calcul de la luminance
La luminance se traduit par la sensation de luminosité ou de brillance.
Quelques valeurs de luminances dans les bureaux :
lampe fluorescente (65 W)
surface des fenêtres
10 000 cd/m2
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)
cadre de l’écran (noir, mat)
fond d’écran sombre
70 cd/m2
4 cd/m2
5 à 15 cd/m2
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.
Luminancemètre
4
Réflexion des surfaces
Les mesures d’éclairement quantifient uniquement la quantité de
lumière reçue par unité de surface. La lumière qui tombe sur une
surface n’est vue qu’après réflexion ; l’œil humain ne perçoit
généralement que la lumière réfléchie.
L’impression visuelle ne dépend donc pas uniquement de la quantité de
lumière produite mais également des propriétés de réflexion des
surfaces.
La réflexion constitue la propriété d’une surface qui lui permet de
renvoyer une partie ou la totalité de la lumière qui l’éclaire. Des
surfaces polies ou brillantes peuvent rendre une image exacte de la
source lumineuse ou des objets, comme l’image réfléchie par un
miroir. Si la surface est entièrement mate, la lumière réfléchie est
diffusée. Si la surface est rugueuse, la réflexion est dispersée.
Différentes sortes de réflexion des surfaces
Le facteur de réflexion caractérise la capacité d’une surface à réfléchir
la lumière qu’elle reçoit.
Il est exprimé par le rapport entre le flux lumineux réfléchi par la
surface et le flux lumineux reçu par cette surface.
Son symbole est ρ.
5
Relation entre la luminance
et l’éclairement d’une surface
Lorsqu’une surface reçoit un certain éclairement, elle réfléchit de la
lumière et présente ainsi une luminance.
Si cette surface est mate et parfaitement diffusante, il existe une
relation simple entre l’éclairement reçu et la luminance de la surface.
Il s’agit de la loi de Lambert :
ρE
L= π
L = luminance (apparente) de la surface en cd/m2
ρ = facteur de réflexion
E = éclairement reçu en lm/m2
π = 3,14
Il existe cependant des moyens simples d’estimation des facteurs de
réflexion sur le terrain par comparaison subjective de la surface de
facteur de réflexion inconnu à une surface dont ce facteur est connu.
Contraste
C’est l’appréciation subjective de la différence d’apparence entre deux
parties du champ visuel vues simultanément ou successivement. Il peut
s’agir d’un contraste de couleur, d’un contraste de luminance, d’un
contraste simultané ou successif. Du point de vue physique, le contraste
de luminance entre deux plages lumineuses est généralement
représenté par la formule :
L – L1
C= 2
L1
Couleur
Température de couleur (Tc)
Elle permet de caractériser la teinte dominante d’une source lumineuse.
Lorsqu’on observe une source de lumière – une lampe à incandescence
ou un tube fluorescent – même si celle-ci apparaît blanche, elle
présente une dominante :
• plutôt jaune orangé pour une lampe à incandescence,
• plutôt blanc bleuté pour certains tubes fluorescents.
La température de couleur d’une source de lumière est la température
à laquelle il faut porter un élément incandescent de référence pour qu’il
émette une lumière de même teinte dominante que celle de la source
considérée.
L’unité de mesure est le Kelvin (K).
Les appellations de sources chaudes ou froides correspondent à des
températures de couleur bien définies :
Tc ≤ 3 300 K
3 300 K < Tc ≤ 5 000 K
Tc > 5 000 K
teintes chaudes
teintes intermédiaires
teintes froides
6
Il existe une relation entre la température de couleur et l’éclairement
qu’il convient de respecter pour que l’ambiance soit confortable.
Diagramme de Kruithoff
Indice de rendu des couleurs
Même lorsque deux sources ont la même température de couleur, elles
peuvent, en éclairant les mêmes objets, ne pas restituer les couleurs de
la même façon.
L’indice de rendu des couleurs (IRC) permet de caractériser la capacité
d’une lumière à restituer fidèlement la couleur des objets qu’elle
éclaire.
L’IRC est un chiffre compris entre 1 et 100 qui traduit le degré de
concordance entre l’aspect coloré d’un objet éclairé par une source
donnée et l’aspect coloré de ce même objet éclairé par une source de
référence de même température de couleur.
L’indication de l’IRC d’une source doit toujours être accompagnée de
la température de couleur.
Exemple : lampe à incandescence de 60 W : Tc = 2800 K, IRC = 100.
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Tableau récapitulatif des principales grandeurs physiques
Grandeur
flux lumineux
Unité
lumen (lm)
Sens physique
puissance lumineuse
d’une source
Exemples
• lampe à incandescence 60 W : 740 lm
• lampe à fluorescence 36 W : 2 500
à 3 450 lm
• lampe sodium haute pression
400 W : 48 000 lm
• lampe à halogénure
2 000 W = 200 000 lm
intensité
lumineuse
candela (cd)
flux lumineux émis par
une source dans une
direction donnée
• réflecteur industriel à 2 lampes 36 W
de 3 000 lm : 1 320 cd dans la direction
principale
• projecteur lampe incandescente
halogène : 15 000 cd
• projecteur lampe à halogénure
2 000 W : de 400 000 à 2 500 000 cd
éclairement
lux (lx)
flux lumineux reçu par
unité de surface éclairée
• plein soleil : jusqu’à 100 000 lux au sol
• près d’une fenêtre par temps couvert :
1 000 à 3 000 lux au sol
• pleine lune, ciel clair : 0,25 lux au sol
luminance
température
de couleur
candela/m2
(cd/m2)
Kelvin (K)
intensité lumineuse
émise par unité de
surface de la source
caractérisation de la
teinte dominante d’une
source lumineuse
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• pleine lune : 2 500 cd/m
• lampe fluorescente 36 W (∅ 26 mm) :
2
11 000 cd/m2
• filament lampe à incandescence 300 W :
8 000 000 cd/m2
• soleil : 1 000 000 000 cd/m2
• feuille papier blanc éclairée à 1 000 lux :
250 cd/m2
• chaussée de route éclairée :
1 à 2 cd/m2
• lampe à incandescence de 40 W :
température de couleur de 2800 K
(son aspect jaune orangé est
caractéristique d’une teinte chaude)
EV 2
OBJECTIF :
Caractériser les mécanismes de la vision
PRÉ-REQUIS :
Aucun
SOMMAIRE :
Structure de l’œil ; fonctions optiques ; fonctions
sensorielles ; fonctions motrices ; perception visuelle
La perception du monde extérieur est un processus psychophysiologique
auquel participent :
• l’œil qui reçoit l’information,
• le nerf optique qui la transmet,
• le cerveau qui la traite, en relation avec d’autres informations
présentes ou stockées en mémoire.
Voir implique la succession d’opérations suivantes coordonnées par le
système nerveux :
• diriger les yeux vers l’objet,
• réguler la quantité de lumière qui pénètre dans l’œil par l’ajustement
du diaphragme pupillaire,
• assurer la netteté d’objets vus à des distances différentes par
l’ajustement de la courbure du cristallin,
• projeter l’image de l’objet sur la partie la plus sensible de la rétine,
• explorer les détails ou poursuivre les déplacements de l’objet.
Structure de l’œil
Anatomie de l’œil humain
L’œil est comparable à un appareil photographique : les rayons
lumineux traversent différents milieux transparents (comme les lentilles
d’un appareil photographique) et viennent former une image sur la
rétine (la partie sensible de l’œil, comparable à la pellicule photo). De là
partent des impulsions électriques qui sont véhiculées par le nerf
optique jusqu’au cerveau et qui y provoquent la sensation visuelle.
De l’extérieur vers l’intérieur, le globe oculaire est composé de trois
couches :
9
•
la sclérotique : bandes fibreuses où s’insèrent les muscles qui
commandent les mouvements oculaires. Sa partie avancée est
transparente, c’est la cornée (une lentille convergente),
• la choroïde : membrane qui assure l’irrigation sanguine de l’œil,
• la rétine : membrane sensorielle de l’œil. Elle comporte deux zones
particulières où la sensibilité est spécifique :
– la fovéa : dépression (1,5 mm de diamètre) où la capacité
de l’œil à distinguer les détails est maximale,
– la tache aveugle : point de départ du nerf optique, insensible
à la lumière.
Fonctions optiques
Les fonctions optiques de l’œil sont exercées par :
• la cornée : lentille à courbure fixe qui confère à l’œil 70 % de sa
puissance de réfraction,
• le cristallin : lentille à courbure variable qui ajuste le pouvoir de
réfraction de l’œil et focalise l’image sur la rétine,
• l’iris : rôle de diaphragme qui limite la quantité de lumière pénètrant
dans l’œil.
L’accommodation est la capacité de l’œil à assurer la netteté de
l’image d’un objet situé à :
• 5 à 6 m pour la distance maximale,
• 0,07 à 1 m pour la distance minimale.
Le cristallin, en modifiant sa courbure, permet à l’image d’être perçue
nettement.
On mesure la capacité d’accommodation en déterminant le point le plus
rapproché qui peut être vu nettement (PPA : Punctum Proximum
d’Accommodation) ; il constitue la distance minimale de vision nette.
Mécanisme de l’accomodation
âge de l’opérateur
10
15
20
30
40
50
60
distance minimale
d’accomodation en cm
(PPA)
7
8
10
15
25
40
100
Influence de l’âge sur l’accommodation
Le vieillissement entraîne une perte de l’élasticité du cristallin.
10
Fonctions
sensorielles
L’œil humain contient deux types de photorécepteurs : les cônes et les
bâtonnets, qui constituent deux systèmes fonctionnels permettant à
l’œil humain de percevoir les détails des objets dans une vaste gamme
d’intensités de lumière et de couleurs.
Cônes
environ 6 millions
Bâtonnets
environ 120 millions
vision diurne
(vision photopique)
vision nocturne
(vision scotopique)
détecteurs de lumière
vision centrale
1 million dans la zone centrale
densité minimale à la périphérie
vision périphérique
aucun dans la zone centrale
densité maximale à la périphérie
détection des détails
image des objets plus floue
vision des couleurs
vision en noir et blanc
Passage de l’influx nerveux sensitif des cônes
et des bâtonnets vers le nerf optique
Fonctions motrices
Les fonctions motrices de l’œil sont assurées par :
• les muscles qui ajustent le diamètre de la pupille et la courbure du
cristallin,
• les muscles fixés aux globes oculaires qui permettent d’explorer
l’environnement, de diriger le regard vers un objet particulier, de le
scruter et de suivre ses mouvements dans l’espace.
Réflexe de fixation
Tout objet mobile ou point lumineux apparaissant dans
l’environnement visuel provoque un déplacement rapide du regard dans
sa direction afin que l’image de l’objet ou du point lumineux soit
amenée sur la fovéa.
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Mouvements oculaires
Un œil immobile ne voit pas. Pour qu’il voit, il doit être animé de
mouvements plus ou moins rapides pour amener l’objet dans l’axe du
regard ou le suivre dans ses déplacements.
Vision binoculaire
La vision binoculaire permet d’obtenir une image unique par synthèse
des images reçues par les deux yeux.
Elle améliore l’acuité visuelle et contribue à la vision du relief et à
l’agrandissement du champ visuel (espace perçu en condition
d’immobilité de la tête et des yeux).
Perception visuelle
La perception visuelle comporte la détection, l’identification et
l’interprétation des messages transmis de la rétine au cerveau par
l’intermédiaire du nerf optique.
Représentation schématique du trajet de l’image perçue
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EV 3
OBJECTIF :
Définir les caractéristiques visuelles de l’individu
PRÉ-REQUIS :
EV 1, EV 2
SOMMAIRE :
Acuité visuelle ; résistance à l’éblouissement ;
vision des couleurs ; champ visuel ; perception visuelle ;
modification des capacités avec l’âge
Acuité visuelle
C’est la capacité à distinguer les détails fins et les formes d’un objet ou
à percevoir distinctement deux objets rapprochés.
Plus le détail distingué est petit, plus l’acuité visuelle de l’individu est
grande.
Modification de l’acuité visuelle
L’acuité visuelle n’est pas constante. Elle augmente dans certaines
limites avec :
• le niveau d’éclairement, mais un éclairement qui dépasse 1 000 lux
n’influence plus l’acuité,
• le contraste objet/fond, mais un contraste de luminance trop élevé
peut provoquer un éblouissement gênant,
• la netteté du détail,
• la durée d’exposition du stimulus, il existe une durée optimale en
fonction de la tâche visuelle (voir fiche EV 4 pour la définition de la
tâche visuelle).
Ces différents facteurs peuvent se compenser mutuellement : une
augmentation de l’éclairement peut compenser la diminution de
l’acuité visuelle, une augmentation du contraste peut compenser un
faible niveau d’éclairement.
L’acuité visuelle mesurée lors d’un examen ophtalmologique ne se
retrouve pas forcément en conditions réelles de travail : l’ambiance
lumineuse, les exigences visuelles de la tâche et l’état fonctionnel de
l’opérateur peuvent être très différents.
Certaines professions exigent une bonne acuité visuelle de loin (pilote,
timonier, conducteur de véhicules de transport en commun...), d’autres
exigent une bonne acuité visuelle de près (ajusteur, bijoutier,
dessinateur, fraiseur, tourneur, lingère, stoppeuse...).
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Vision normale et troubles de la vision
Vision normale
Troubles
Vision de loin
La myopie
L’image se forme en avant de la rétine et le myope
voit mal de loin. La correction se fait avec des
verres concaves.
Vision de près
L’hypermétropie
C’est le contraire de la myopie : l’image se forme
en arrière de la rétine et l’hypermétrope voit mal
de près. La correction se fait avec des verres
convexes.
L’astigmatisme se caractérise par une forme irrégulière de la cornée
entraînant la focalisation des images lumineuses en deux points
différents de l’œil, ce qui implique donc une déformation de l’image.
La presbytie se traduit par la diminution de l’élasticité du cristallin
lorsqu’il vieillit. Ce dernier est de moins en moins capable de modifier
sa courbure. L’image des objets proches se forme derrière la rétine.
Dans ces conditions, la vision de loin est conservée, mais pour voir de
près (lecture, par exemple), il est nécessaire de porter des verres
correcteurs biconvexes.
Sensibilité au contraste
C’est la capacité des récepteurs rétiniens à percevoir les différences de
luminance.
Cette fonction est absolument nécessaire pour la perception des
contours et des formes.
En effet, l’œil perçoit la forme d’un objet parce que ses bords se
détachent du fond ; le contour de l’objet apparaît alors comme une
différence perceptible entre la luminance de l’objet et celle de la zone
qui l’entoure.
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La sensibilité au contraste augmente avec la luminance de
l’environnement et avec la taille des objets (ou des détails).
Elle est un indice pertinent de fonctionnement du système visuel et
c’est une aptitude exigée pour certaines activités professionnelles,
telles que l’inspection et le contrôle de produits.
Résolution temporelle
C’est la capacité à répondre à des stimulations uniques de courte durée
ou à des stimulations répétitives.
Le système visuel répond non seulement au contraste dans l’espace,
mais aussi dans le temps, à cause du mouvement de la cible sur la
rétine, soit parce que les yeux changent de position, soit parce que
l’objet se déplace.
La connaissance de cette propriété de l’œil est importante pour la
qualité de l’éclairage. La fréquence de décharge des tubes fluorescents
ou celle du balayage vertical du faisceau d’électrons des écrans de
visualisation peut être perçue et être gênante si elle est trop faible.
Résistance
à l’éblouissement
Cette résistance se manifeste par la rapidité de récupération des
capacités visuelles après une courte exposition à une luminance
excessive.
Un excès de luminance dans le champ visuel provoque un
éblouissement. Il peut être produit directement par une source
lumineuse, ou indirectement par les réflexions de la lumière sur des
surfaces qui se comportent comme un miroir.
L’éblouissement s’accompagne d’un affaiblissement des fonctions
visuelles (diminution de l’acuité visuelle, de la vision des couleurs et
du relief, rétrécissement du champ visuel...) suivi d’un temps de
récupération plus ou moins prolongé selon les individus et selon leur
âge (exemple : la conduite de nuit est plus difficile à cause de
l’allongement du temps de récupération).
L’adaptation se traduit par des modifications de la sensibilité du
système visuel aux variations d’intensité de la lumière.
L’œil humain peut traiter l’information visuelle dans une grande
gamme de luminances grâce à la capacité du système visuel à s’adapter
aux variations d’intensité de la lumière ambiante.
Adaptation à l’obscurité
C’est un processus lent d’augmentation de la sensibilité de la rétine.
Après 25 minutes, l’œil s’est adapté à 80 %. L’adaptation complète
nécessite presque une heure.
Adaptation à la lumière
L’adaptation à la lumière est un processus plus rapide que l’adaptation
à l’obscurité. Par opposition à l’adaptation à l’obscurité, elle se
manifeste par une diminution de la sensibilité de la rétine aux stimuli
visuels.
15
Le passage brusque de l’obscurité à la lumière, un excès de luminance
dans le champ visuel, des projecteurs ou des phares et des points
lumineux dans l’espace visuel provoquent un éblouissement.
Rôle de la pupille
La quantité de lumière qui pénètre dans l’œil dépend de l’ouverture du
diaphragme pupillaire.
Ainsi, le passage brusque de l’obscurité à la lumière déclenche la
constriction réflexe de l’iris ; la transition d’un environnement éclairé à
l’obscurité provoque une dilatation réflexe de l’iris.
Le diamètre de la pupille varie en fonction de l’intensité de la lumière
mais aussi avec l’état du sujet. Si le diamètre de la pupille augmente en
situations émotionnelles, en état de stress et avec la charge mentale, il
diminue en revanche avec la fatigue, la somnolence et dans la vision de
près.
Une bonne résistance à l’éblouissement est exigée chez les routiers,
pompiers, conducteurs de grue à tour et engins de chantier, acteurs (de
théâtre, de cinéma, de T.V.), forgerons...
Visions
des couleurs
L’œil humain est sensible non seulement aux différentes intensités des
rayonnements lumineux, mais également aux différentes longueurs
d’ondes, donc aux différentes couleurs.
Dans la perception de la lumière, trois caractéristiques fondamentales
peuvent être distinguées :
• la luminance qui varie de l’obscurité jusqu’à une forte lumière,
• les différentes composantes colorées de la lumière qui vont du violet
au rouge en passant par le bleu, le vert, le jaune et l’orange,
• la saturation qui traduit le fait que les couleurs sont pures ou
« délavées ».
Le principe de la vision des couleurs est appelé trichromatisme : c’est
la composition des trois couleurs fondamentales, le rouge, le jaune et le
bleu qui permet de reconstituer toutes les nuances colorées.
La vision des couleurs varie selon l’état d’adaptation de l’œil et la
localisation de la cible dans le champ visuel.
Les dyschromatopsies sont des incapacités à distinguer les couleurs. La
plus fréquente est le daltonisme, d’origine congénitale, qui se manifeste
dans l’axe vert-rouge.
Exemples de postes et de disciplines qui exigent une bonne vision des
couleurs : contrôle d’images couleur à la télévision, contrôle de
mélange de colorants (teinture, peinture), restauration de
tableaux, lithographie, cartographie, photo couleur,
éclairagisme, philatélie, opération de tri, électronique,
conception assistée par ordinateur (CAO), biologie, chimie,
histologie, anatomopathologie, dermatologie.
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Champ visuel
Le champ visuel de chaque œil s’étend du point central de fixation jusqu’à
90° du côté externe (temporal), 60° interne (nasal), 70° inférieur et
50° supérieur.
En vision binoculaire, il existe un recouvrement partiel des deux
champs dans la partie centrale. Le champ visuel binoculaire a un
diamètre angulaire d’environ 180° horizontalement et d’environ
120° verticalement.
Champ visuel binoculaire
L’acuité visuelle, la sensibilité au contraste et la reconnaissance des
couleurs décroissent du centre vers la périphérie du champ visuel.
Ainsi, le champ visuel comporte :
• une zone de vision distincte et nette qui s’étend du point de fixation
à une zone interceptée par un angle de 1° (angle de vision),
• une zone moyenne (angle de vision de 1° à 40°) où les objets ne sont
pas nets mais sont remarqués lorsqu’ils sont très contrastés,
• une zone externe (angle de vision de 40° à 70°) où l’œil ne distingue
que les objets en mouvement.
Les limites du champ visuel peuvent diminuer avec l’âge, l’opacité
partielle du cristallin, le port de lunettes (lunettes de protection, verres
teintés, verres correcteurs de grande puissance, montures larges), la
prise de boissons alcoolisées, etc.
L’intégrité du champ visuel est indispensable dans certaines
professions, telles que conducteurs d’engins de transport, de ponts
roulants, de chariots élévateurs, de grues et de bulldozers. Elle est
également nécessaire dans les activités de surveillance et les travaux
dangereux.
II existe de grandes différences entre le champ visuel tel qu’il est
mesuré en ophtalmologie et le champ visuel fonctionnel car :
• le travailleur utilise ses deux yeux simultanément,
• le regard et la tête ne sont pas immobiles,
• l’objet qui doit être perçu est une structure complexe,
• le fond sur lequel l’objet se détache est plus ou moins structuré,
• les effets de l’attention, de la fatigue, de l’apprentissage interviennent
toujours dans un travail qui se prolonge des heures sans interruption.
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Perception visuelle
La perception des objets et de leurs particularités physiques dépend à
la fois de l’environnement lumineux, du contexte et de l’expérience
individuelle.
La perception nette d’un objet est conditionnée par :
• l’angle de vision (les dimensions de l’objet par rapport à sa distance
de l’œil) : plus l’objet est près de l’œil, plus grands sont l’angle de
vision et son image sur la rétine, plus nettement est perçu l’objet,
• la luminance de l’objet,
• le contraste de luminance entre l’objet et le fond,
• les capacités visuelles du sujet.
La vitesse de perception (durée minimale de présentation d’un signal
pour qu’il soit perçu) varie en fonction :
• du niveau d’éclairement,
• du contraste de luminance entre la cible et l’environnement.
Une perception rapide est exigée dans certaines professions (pilote
d’avions, par exemple) ; la performance dans des tâches de lecture est
également conditionnée par la vitesse de perception.
Modification des
capacités visuelles
avec l’âge
Lorsque l’œil vieillit, sa structure et son fonctionnement se modifient
et sa sensibilité à l’environnement visuel se détériore progressivement.
Accommodation
Le pouvoir d’accommodation diminue avec l’âge ; le cristallin
s’épaissit, son indice de réfraction diminue et il devient de plus en plus
rigide (presbytie).
Acuité visuelle
Chez une personne ayant une vue normale, l’acuité visuelle baisse
d’environ 25 % entre 20 et 60 ans. Les personnes âgées ont besoin d’un
niveau d’éclairement plus élevé, d’un contraste plus fort et d’une durée
de présentation du stimulus plus longue.
Résistance à l’éblouissement
La résistance à l’éblouissement diminue et les effets perturbateurs de
l’éblouissement sont plus marqués. Ainsi, la conduite de nuit est plus
difficile à cause de l’allongement du temps de récupération.
Champ visuel et perception de l’espace
Le champ visuel se rétrécit. De plus, le ralentissement et la limitation
des mouvements des yeux et de la tête limitent la perception de
l’espace.
18
Les modifications dues à l’âge sont particulièrement prononcées dans
des conditions de faible éclairage ; la performance visuelle peut alors
être améliorée par l’augmentation de l’éclairement et du contraste,
surtout pour des tâches qui n’exigent pas trop de précision et de
rapidité. Mais en vieillissant, les personnes sont particulièrement
gênées lorsqu’elles travaillent dans une ambiance sombre (travail
nocturne à l’extérieur, travail en chambre noire) ou lorsque la tâche
exige une discrimination des détails fins et des couleurs.
La diminution des aptitudes visuelles avec l’âge constitue un handicap
pour les opérateurs. Néanmoins, ces insuffisances sont le plus souvent
compensées par un surplus d’expérience et de prudence.
19
EV 4
OBJECTIF :
Définir les principales notions de l’ergonomie visuelle
PRÉ-REQUIS :
EV 1
SOMMAIRE :
Tâche visuelle ; vision au travail ; satisfaction et confort visuels
Tâche visuelle
Pour se déplacer et effectuer ses activités en sécurité, aisément et
efficacement, l’opérateur doit recevoir et traiter des informations
visuelles de la zone où il exerce son activité et de son environnement.
La tâche visuelle représente l’ensemble des actions effectuées par le
système visuel pour recevoir et traiter les informations nécessaires à
l’activité 1. La zone où s’exerce la tâche visuelle est l’espace physique
où se situent les objets et les formes à percevoir.
Il faut distinguer la tâche visuelle de la tâche globale de l’opérateur.
Plus de 80 % des messages parviennent par voie visuelle. L’exécution
du travail et la perception de l’environnement se font sous le contrôle
de la vue.
Voir, c’est :
• percevoir l’image des objets environnants par l’intermédiaire de l’œil,
• reconnaître l’objet et comprendre sa signification,
• utiliser les informations visuelles pour accomplir une activité.
Pour décrire la tâche visuelle, il faut se référer à la fois aux objets et au
fond sur lequel ils se détachent, en termes de dimensions, couleurs,
mouvements dans le champ visuel, luminance, contraste…
Cette sollicitation des fonctions visuelles s’est encore accrue avec le
développement de l’automatisation et de l’informatisation. Ce que
l’opérateur n’effectue plus directement lui-même doit être contrôlé,
surveillé et inspecté. Les défauts et les erreurs doivent être détectés.
Ces nouvelles tâches sont en priorité visuelles.
(1) Cependant, dans certains documents, le terme tâche visuelle désigne de
façon conventionnelle les objets et les détails qui doivent être vus pour exercer
une certaine activité.
20
Vision au travail
La vision dépend de la lumière qui rend les objets visibles. L’éclairage
doit donc concevoir et assurer un environnement lumineux adapté aux
exigences de la tâche et aux aptitudes visuelles de l’opérateur pour lui
permettre de travailler dans des conditions de sécurité, de confort et
d’efficacité.
Caractéristiques visuelles
de l’opérateur
• acuité visuelle
• adaptation
• perception du relief
• perception des couleurs
• perception des mouvements
Caractéristiques de la tâche visuelle
• percevoir les objets de dimensions minimales
données
• accomoder à des distances imposées par le poste de
travail
• explorer des surfaces de nature imposée (lisse,
rugueuse)
• percevoir des objets en mouvement
• percevoir des objets dont le temps de présentation est
imposé
• reconnaître et comparer les couleurs
Vision au travail
Caractéristiques de l’environnement
lumineux
• niveaux d’éclairement
• luminances
• rapports de luminances
• températures de couleur
• indice de rendu des couleurs
et spatial
dimensions
•
• contraintes
Un des objectifs de l’ergonomie est de prévenir un effort superflu et
improductif en adaptant l’activité professionnelle au travailleur, de
sorte que ses capacités soient convenablement et efficacement utilisées.
Dans le contexte éclairage-vision, le but de l’ergonomie visuelle est
d’adapter l’environnement lumineux aux capacités visuelles de
l’opérateur humain et à la tâche, et d’épargner un effort inutile au
système visuel.
Une ambiance lumineuse inadéquate constitue une source de fatigue et
d’inconfort visuel au travail avec des conséquences sur la sécurité, la
santé et l’efficacité.
Si l’éclairage est inadapté, l’opérateur doit faire un effort accru pour
accomplir sa tâche et sa charge de travail s’en trouve augmentée.
Une mauvaise distribution de la lumière peut également engendrer des
effets indirects, tels que les postures inconfortables adoptées pour y
remédier, et peut provoquer des accidents lorsque les obstacles ne sont
pas perçus.
On définit les fonctions d’un bon éclairage en termes de conditions
nécessaires à une bonne visibilité et à l’exécution de la tâche visuelle.
21
Satisfaction et
confort visuels
La satisfaction visuelle est l’acceptabilité de l’environnement
lumineux réel par l’usager.
Elle dépend :
• du caractère agréable de l’environnement lumineux (lorsque
l’opérateur est concentré sur la tâche et qu’il regarde ailleurs pour se
relaxer),
• des préférences individuelles (un environnement lumineux peut être
préféré même s’il n’est pas toujours confortable, c’est le cas dans le
choix d’un éclairage naturel, par exemple).
Le confort visuel est l’appréciation subjective d’un environnement.
Le niveau d’éclairement et le contraste entre détail et fond sont des
conditions nécessaires, mais pas suffisantes, pour le confort visuel.
En effet, le confort visuel dépend de la qualité de l’éclairage, de la
distribution de la lumière sur toutes les surfaces présentes dans le
champ visuel de l’opérateur et des capacités visuelles de ce dernier :
• uniformité relative de l’éclairement,
• équilibre des luminances,
• finitions adéquates des surfaces,
• suppression des réflexions indésirables.
Les facteurs qui influencent l’efficacité et le confort visuel sont :
• l’éclairement de la zone de travail et des zones de déplacement ou de
mouvement.
• l’équilibre des luminances : on préconise, en règle générale,
d’éclairer au maximum la zone centrale du champ visuel et de décroître
progressivement les luminances vers la périphérie.
• l’absence d’éblouissement : lorsque la luminance d’une partie du
champ visuel est plus élevée que la luminance moyenne à laquelle le
système visuel est adapté, l’excès de lumière peut provoquer un
éblouissement. Il constitue un facteur de risque pour la sécurité et il
peut également diminuer l’efficacité de l’opérateur.
• la couleur : la perception des couleurs n’est pas la même en lumière
naturelle et sous certains types d’éclairage. De même, lorsque la
luminance est très faible, la vision des couleurs diminue et toutes les
couleurs sont perçues comme des nuances de gris.
•
les capacités visuelles de l’opérateur : l’exécution d’une tâche
visuelle dépend surtout de la capacité de l’œil à localiser l’objet dans le
champ visuel, à distinguer les différences de luminance entre l’objet et
le fond et à percevoir les détails fins des objets.
L’acuité visuelle, la vision des couleurs et du relief et le champ visuel
diffèrent d’un individu à l’autre et, chez une même personne, selon son
âge, son état de santé, son niveau de vigilance et/ou de fatigue, et ses
rythmes biologiques. Dans un environnement de travail donné et pour
une personne donnée, certains objets sont facilement et rapidement
visibles, d’autres exigent un effort important pour être vus, d’autres
encore restent invisibles.
22
EV 5
OBJECTIF :
Définir les exigences de la tâche visuelle
PRÉ-REQUIS :
EV 4
SOMMAIRE :
Visibilité ; performance visuelle
Visibilité
La visibilité est le degré de facilité avec lequel le détail critique est
détecté et reconnu.
La visibilité du détail critique dépend des facteurs suivants :
• dimensions du détail à distinguer,
• forme du détail,
• temps d’observation disponible,
• luminance du détail,
• luminance d’adaptation,
• contraste de luminance entre le détail et le fond,
• contraste chromatique,
• position du détail dans le champ visuel.
Les facteurs qui influencent la visibilité en général sont :
• l’éclairement de la zone de travail et des zones de déplacement ou de
mouvement :
– le niveau d’éclairement doit se situer entre certaines limites (de
200 à 2 000 lux). Une augmentation du niveau de l’éclairement
améliore la visibilité, la vitesse et la précision d’exécution d’une
tâche visuelle.
– l’orientation de la source : un éclairement horizontal du plan de
travail est généralement suffisant lorsqu’il existe peu d’obstacles
à l’éclairage et un coefficient de réflexion des surfaces élevé.
Mais si les tâches prédominantes s’effectuent dans un plan
vertical ou si un obstacle perturbe l’éclairage, il faut orienter
l’éclairement en conséquence.
• le contraste de luminance.
Performance
visuelle
La performance visuelle est la précision et la rapidité d’exécution
d’une tâche visuelle qui dépendent :
• des caractéristiques de l’objet (forme et dimensions du détail à
distinguer),
• de l’environnement lumineux (contraste de luminance entre l’objet et
le fond, niveau de luminance du fond),
• du temps utile pour voir.
En éclairagisme, le terme performance visuelle constitue un système de
référence pour des recommandations du niveau et des rapports
d’éclairement lors de l’installation d’un système d’éclairage.
23
EV 6
OBJECTIF :
Caractériser les différents types de tâches par domaine
d’activités
PRÉ-REQUIS :
EV 4
SOMMAIRE :
Activités techniques et industrielles ; activités de bureau
Activités techniques
et industrielles
Les activités dans l’industrie imposent une multitude de tâches
visuelles qui doivent être exécutées dans une grande variété de
situations.
Le tableau ci-contre présente une classification basée sur les
caractéristiques de la zone où s’exerce la tâche visuelle. On peut
trouver dans cette zone des objets ayant des dimensions et des formes
très variées. Les objets manipulés peuvent être opaques, transparents
ou translucides, disposés sur une surface où la réflexion de la lumière
est spéculaire ou diffuse ; ils peuvent être fixes ou mobiles...
Ainsi, sur une foreuse, la tâche visuelle consiste à distinguer la marque
du poinçon sur le métal. En fonction de la couleur du métal, de la
profondeur du coup de poinçon, du niveau d’éclairement et de
l’incidence de la lumière, cette tâche visuelle sera plus ou moins
contraignante pour l’opérateur.
24
Caractéristiques des
matériaux dans la zone
où s’exerce la tâche visuelle
détail et
fond diffus
Exemples
Conditions pour que s’exerce
correctement la tâche visuelle
• correction d’épreuves (journaux) • visibilité élevée et confort
• rayure, cassure
• détection aisée des discontinuités
et
de détail à faible contraste
salissure
sur
pièces
•
• surface inégale, déformée,
bosse, creux
détail
et fond
spéculaires
•
• inspection de la finition d’un
rayure, gravure, poinçon
revêtement
matériaux
opaques
surfaces
spéculaires
et diffuses
combinées
• repérage des inégalités de
surface, des déformations ou
des discontinuités
• création d’un contraste évident
• bosse sur argenterie
entre l’entaille et la surface
spéculaire
• encre luisante ou marque
au crayon sur papier ordinaire
• production d’un maximum de
•
• gradation micrométrique
• création de réflexions brillantes
poinçon, marque sur métal
sur une échelle d’acier
• marque de cire sur
contraste sans voile de réflexion
des détails
• création d’une luminance
uniforme
une carrosserie d’automobile
surface
diffuse
matériaux
translucides
• verre dépoli, gravé, plastique,
tissu
• ombre de la lampe
• visibilité maximale des détails
(surface et structure des matériaux)
surface
spéculaire
• rayure sur verre opale ou
plastique
• détection aisée des imperfections
des matériaux
• globe de verre
matériaux
transparents
surface
transparente
matériaux
fond diffus
transparents
sur matériaux
opaques
fond
spéculaire
• plateau de verre
• bouteille, article de verre, vide
ou rempli de liquide clair
• outillage
• dessus de table verni
• miroir
25
• visibilité des détails internes
(exemple : bulles) ou externes
(exemple : rayures) des matériaux
• détection aisée des irrégularités
de surface, fissures, éclats, corps
étrangers
• visibilité maximale du détail
Activités de
bureau
Bureaux traditionnels
En termes d’exigences visuelles de la tâche, la plupart des activités
de bureau comportent des tâches perceptives. Il s’agit surtout de la
lecture de documents présentés dans un plan horizontal. La visibilité
des textes imprimés ou manuscrits est souvent mauvaise (manque de
contraste, caractères de petite taille ou illisibles...) et il est souhaitable,
avant toute intervention sur l’éclairage, d’améliorer la qualité
typographique des documents pour alléger la charge visuelle des
opérateurs.
Les aspects quantitatifs indispensables à une performance visuelle
sont :
• la luminance de la zone où s’exerce la tâche visuelle,
• les dimensions du détail,
• le contraste entre le détail et le fond,
• le temps de perception disponible.
Les aspects qualitatifs (facteurs de confort visuel) sont :
• l’adaptation transitoire (modification rapide de sensibilité de la
rétine) exigée lors des variations de luminance dans l’environnement
proche ou plus éloigné,
• l’éblouissement gênant provenant des luminaires ou de la lumière
du jour,
• les réflexions spéculaires ou diffuses apparaissant dans le détail ou le
fond de la tâche.
Bureaux avec écrans de visualisation
La plupart des bureaux actuels sont pourvus d’ordinateurs à écran de
visualisation. L’espace de travail comprend soit exclusivement des
postes équipés d’écrans, soit des bureaux où coexistent des postes avec
et sans écrans. En ce qui concerne l’éclairage des bureaux informatisés,
il est nécessaire de savoir comment l’écran va être utilisé, quel type
d’image va être affiché et quelles sont les relations spatiales entre
l’opérateur, l’écran et le document source d’une part, et
l’environnement proche ou plus éloigné, d’autre part. Étant donné la
diversité des opérations que comporte l’utilisation des écrans de
visualisation, toute intervention sur l’éclairage est subordonnée aux
exigences visuelles de la tâche.
Les tâches informatisées comprennent :
• la saisie de données : transférer des informations contenues dans le
document source (chèques, fiches, tableaux) dans la mémoire de
l’ordinateur à l’aide du clavier, et contrôler les entrées affichées sur
l’écran (exemple : gestion de dossiers et de produits).
• l’acquisition de données : recherche des informations stockées dans
la mémoire de l’ordinateur, appel des données à l’écran, consultation et
mise à jour de fichiers (exemples : opérateurs téléphoniques,
consultation de banques de données).
• la communication interactive (dialogue) : entrée et acquisition de
données (exemples : réservations, commandes).
26
• le traitement de texte : saisie de textes, rappel, recherche de mots,
correction, formatage pour l’impression (exemples : secrétariat,
rédaction d’articles, d’ouvrages).
• les tâches créatives : elles concernent des professionnels (ingénieurs,
informaticiens) qui développent des programmes ou exploitent des
logiciels de conception assistée par ordinateur (CAO), de dessin assisté
par ordinateur (DAO), de fabrication assistée par ordinateur (FAO)...
L’écran peut être utilisé en exclusivité, de façon sporadique, ou en
association avec la lecture des documents situés à proximité de l’écran.
27
EV 7
OBJECTIF :
Caractériser les types et les systèmes d’éclairage artificiel
PRÉ-REQUIS :
EV 1
SOMMAIRE :
Types de production ; modes de transmission
Il existe deux types d’éclairage :
• l’éclairage naturel qui est celui de la lumière solaire. Il constitue le
stimulus auquel l’œil s’est adapté « naturellement » au cours du
développement humain,
• l’éclairage artificiel qui est fourni par les lampes et les luminaires.
Types de production
Les lampes sont des sources qui convertissent l’énergie électrique en
lumière.
Les luminaires sont des appareils d’éclairage qui modifient la
distribution lumineuse et la luminance des lampes.
Un luminaire est constitué ;
• d’un système optique : une ou plusieurs lampes et des dispositifs qui
diminuent la luminance et modifient la direction des rayons lumineux
par réflexion, réfraction et diffusion,
• d’un appareillage mécanique : des dispositifs de protection des
lampes et des accessoires,
• d’un appareillage électrique : des dispositifs auxiliaires d’allumage
(amorceur, starter), d’alimentation (ballast, transformateur, condensateur)
et de raccordement au réseau d’alimentation électrique.
Caractéristiques des lampes
Chaque type de lampe se différencie selon les caractéristiques suivantes :
• le flux lumineux exprimé en lumen,
• la puissance électrique exprimée en watt,
• l’efficacité lumineuse exprimée en lumen par watt (c’est un critère de
choix important pour l’évaluation du coût d’exploitation d’une
installation d’éclairage. En effet, le coût énergétique peut être réduit en
utilisant des lampes à haute efficacité lumineuse),
• la durée de vie,
• la température de couleur,
• l’indice de rendu des couleurs (des lampes de même couleur apparente
peuvent fournir des rendus de couleurs très différents),
• la forme de la lampe,
• le culot,
• la tension,
• le type de verre et sa couleur.
28
Au cours des dix dernières années, l’évolution des sources lumineuses
s’est manifestée par :
• une plus grande efficacité lumineuse,
• une meilleure qualité de la lumière,
• une plus longue durée de vie des lampes,
• des dimensions réduites pour les lampes.
Différentes familles de lampes
Lampes à incandescence
Elles sont constituées d’une ampoule de verre renfermant un filament
en tungstène porté à l’incandescence par le passage d’un courant
électrique qui produit un effet thermique important.
L’ampoule des lampes ordinaires est remplie d’un gaz inerte (argon,
krypton, xénon).
Les lampes aux halogènes contiennent en plus une faible proportion
d’un halogène (iode, brome, fluor) ou d’un composé halogéné qui
ralentit l’usure du filament.
Lampes fluorescentes
Elles sont constituées d’un tube de verre dont la face interne est revêtue
d’une couche de substances fluorescentes.
Le tube est rempli d’un gaz rare sous faible pression. Les substances
fluorescentes sont excitées par le rayonnement ultraviolet produit lors
du passage du courant électrique dans la colonne gazeuse.
Lampes à décharge
Elles sont constituées d’un tube de verre ou de quartz contenant une ou
plusieurs vapeurs métalliques (sodium ou mercure) et du gaz rare.
Lampes à induction
L’éclairage par induction associe pour la première fois deux techniques
connues : l’induction électromagnétique et la décharge dans un gaz.
Ces lampes sont constituées d’une ampoule de verre renfermant une
antenne en férite alimentée par un courant de très haute fréquence.
L’antenne rayonne dans un champ d’induction magnétique variable.
Les vapeurs métalliques sont conductrices et deviennent donc le siège
de courant induit. La luminescence prend donc naissance. Une poudre
fluorescente décale la lumière émise dans le spectre visible.
De par l’absence de filament, la durée de vie de cette lampe est
particulièrement longue.
29
Modes de
transmission
Selon la disposition par rapport
à la tâche
L’éclairage général est un éclairement uniforme sur toute la zone de
travail (luminaires disposés de façon régulière).
L’éclairage localisé propose des niveaux d’éclairement différents
selon la zone de travail.
L’éclairage local (éclairage d’appoint) offre une source de lumière
fixée à proximité de la zone réelle de travail (lampes portables ou
appliques murales, spots lumineux).
30
Selon la quantité de lumière diffusée
vers le plan de travail
En éclairage direct, la totalité du flux est dirigée sur le plan de travail.
En éclairage général diffus (mixte), la totalité du flux est dirigée dans
toutes les directions.
En éclairage indirect, la totalité du flux est dirigée à l’opposé du plan
de travail.
31
EV 8
OBJECTIF :
Identifier les phénomènes dangereux, situations dangereuses et
événements déclencheurs
PRÉ-REQUIS :
EV 1, EV 2, EV 3, EV 4, EV 7
SOMMAIRE :
Grille d’identification et d’estimation du risque ;
informations complémentaires
Grille d’identification et d’estimation du risque
IDENTIFIER
les phénomènes dangereux
(cause capable de provoquer une lésion ou une atteinte
à la santé)
les situations dangereuses
(toute situation dans laquelle une
personne est exposée à un ou à plusieurs
risques/phénomènes dangereux)
• exposition de l’opérateur
• ultraviolet
au rayonnement
• rayonnements optiques
• infrarouge
• excès de luminance
•
environnement lumineux
• exposition de l’opérateur à un excès
de luminance
• insuffisance d’éclairement • exposition de l’opérateur à une
insuffisance d’éclairement
• éclairage de pièces en
mouvement par
des lampes autres
qu’à incandescence
32
• travail de l’opérateur sur pièces en
mouvement en éclairage fluorescent, à
décharge ou à induction
ESTIMER
les événements déclencheurs
(événement susceptible de causer
un dommage)
les dommages
(lésion physique et/ou atteinte à la santé ou aux biens)
• temps d’exposition trop long
• distance trop courte entre l’opérateur et
• sur la peau, brûlures
• sur l’œil,
kératoconjonctivite
(inflammation de
la conjonctive et de
la cornée)
• brûlures
• atteinte à la rétine
la source
• filtre U.V. déplacé ou détérioré, ou absence
de protection oculaire
• absence de protection oculaire
• passage brusque vers une zone sombre
• posture contraignante d’évitement à
• brûlures
• fatigue visuelle
• traumatisme
• troubles musculosquelettiques
• absence de visibilité et de contraste
• passage vers une zone éclairée
• posture contraignante par réduction de
• fatigue visuelle
• troubles musculosquelettiques
• effet stroboscopique
• papillonnement
• fatigue visuelle
• traumatisme
• détérioration de matériels
l’orientation de la source
la distance entre l’œil et la tâche
• durée d’exposition trop longue
33
Informations
complémentaires :
identifier
les risques
Risques liés aux rayonnements optiques
Ils sont dus :
• à l’utilisation des lampes tungstène-halogènes.
Elles sont utilisées pour la projection, les studios de télévision et le
théâtre. Ces lampes opèrent à haute température, elles peuvent donc
émettre une quantité significative de rayonnement UV qui peut être
nocif si l’exposition est de longue durée et si la distance entre la lampe
et l’utilisateur est courte (1 à 2 m). De telles lampes sont utilisées dans
les habitations. En conditions normales, il n’existe pas d’effet nocif,
sauf si l’exposition se prolonge et si les filtres protecteurs sont
déplacés accidentellement ou délibérément.
• à l’utilisation des lampes à vapeur de mercure.
Les lampes à vapeur de mercure avec décharge à haute pression sont
utilisées pour l’éclairage général industriel et commercial, pour les
rues et les projecteurs. Généralement, elles ont un tube interne de
décharge et une ampoule extérieure en verre. L’ampoule externe
absorbe la plupart du rayonnement UV résiduel qui n’a pas été absorbé
par le tube interne. Mais s’il se casse, des niveaux élevés et nocifs de
rayonnement UV peuvent être émis. Il ne faut donc pas utiliser les
lampes endommagées. Les versions fluorescentes de ce type de lampe
présentent le même risque.
• à l’utilisation des postes à souder à l’arc ou des lampes à arc en
l’absence de protection oculaire (UV et IR).
• au rayonnement UV solaire réfléchi par le sable ou par la neige.
Risques liés à l’environnement lumineux
Phénomènes dangereux
Ils sont liés à :
• un faible éclairement qui diminue la lisibilité des documents,
• un éclairement non uniforme du plan de travail qui demande un effort
accru pour détecter les erreurs lors des tâches d’inspection,
• des rapports de luminance excessifs dans le champ visuel qui rendent
difficile la lecture sur écran ou documents.
Situations dangereuses
Lorsque l’image d’un luminaire ou d’une autre source de lumière se
reflète dans la zone où s’exerce la tâche visuelle, le contraste entre le
détail et le fond diminue. Cet effet est appelé voile de réflexion parce
que les réflexions de la source apparaissent comme un voile sur la zone
où s’exerce la tâche visuelle.
Deux facteurs contribuent à la diminution du contraste :
• la position de l’opérateur : lorsque la position de l’œil est telle que
les rayons lumineux sont reflétés vers lui, des réflexions de voile
apparaissent. Plus l’angle de vision augmente, plus les effets de miroir
d’une tâche réfléchissante augmentent :
– si l’opérateur est proche du mur et regarde vers le centre de la
pièce, toute la zone du plafond constitue une « zone gênante »
potentielle,
– s’il est au centre de la pièce, le plafond peut constituer une
zone gênante en fonction de l’angle de vision,
34
– s’il est face au mur, les réflexions sont minimes mais, pour des
raisons psychologiques, cette position n’est pas recommandée.
• le système d’éclairage : la plus mauvaise condition de visibilité est
celle où une source lumineuse intense et ponctuelle est orientée vers la
zone où s’exerce la tâche visuelle.
Une autre situation inconfortable survient lorsque les ombres
interfèrent avec l’activité (écriture, par exemple). L’opérateur peut
éviter les réflexions de voile en inclinant le plan de la zone où s’exerce
la tâche visuelle.
Lorsqu’un dôme de lumière éclaire verticalement la zone où s’exerce
la tâche visuelle, les réflexions de voile sont réduites mais pas
éliminées car une aire lumineuse peut persister dans la « zone gênante ».
Événements déclencheurs
L’éblouissement direct est provoqué par la luminance excessive
propre aux sources lumineuses (lampes, luminaires, fenêtres).
L’éblouissement indirect ou par réflexion est provoqué par les
luminances réfléchies par des surfaces qui se comportent comme un
miroir (dessus de table, parties brillantes des machines, écran de
visualisation).
À l’intérieur, la cause la plus fréquente d’éblouissement est une
protection insuffisante des sources de lumière.
35
Informations
complémentaires :
estimer les
dommages
Dommages dus aux
rayonnements optiques1
Des effets traumatisants sont observés surtout lorsque les victimes ne
portent pas de moyen de protection.
Sur la peau
ultraviolet
rayonnement visible
• érythème solaire
• vieillissement
• photosensibilité
infrarouge
• brûlure
médicamenteuse
prématuré
• cancer de la peau
Sur l’œil
La lumière passe par la cornée, l’humeur aqueuse, le cristallin puis le
corps vitré pour atteindre la rétine, qui est vulnérable aux
rayonnements de 400 à 1400 nm. Entre ces limites, la rétine est le tissu
le plus sensible aux rayonnements. La lumière traverse plusieurs
couches cellulaires avant de rencontrer les photorécepteurs (voir fiche
complémentaire C).
Absorption du rayonnement ultraviolet par les différents milieux oculaires
(1) Remarque
Les rayonnements optiques ont aussi des effets bénéfiques et ils sont exploités pour traiter diverses maladies
(photothérapie).
Les rayonnements ultraviolets permettent la pigmentation cutanée de protection et la synthèse de la vitamine D (par la
peau) indispensable à la minéralisation des os et à l’absorption intestinale du calcium et du phosphore.
Les rayonnements visibles agissent sur la synchronisation des rythmes biologiques, sur l’activité hormonale et influencent
le comportement.
Les rayonnements infrarouges permettent le réchauffement.
La photobiologie étudie les effets biologiques qui résultent de l’exposition aux rayonnements optiques naturels ou artificiels.
36
ultraviolet
rayonnement visible et infrarouge
La kératoconjonctivite est l’inflammation de la
conjonctive et de la cornée (exemple : le « coup
d’arc » provoque des sensations de sable dans les
yeux, de la gêne oculaire, des larmoiements, des
rougeurs du pourtour de la paupière. Il peut se
passer deux à huit heures entre l’exposition et le
début des effets).
Les rayonnements de 400 à 1400 nm peuvent
provoquer sur la rétine :
• des lésions mécaniques (ondes de choc) dues à de
hauts niveaux d’exposition pendant de très courtes
durées (impulsions provenant des lasers à
commutation rapide),
• des lésions thermiques provoquées par des
impulsions qui durent entre 1 ms et 10 s lors des
expositions accidentelles à des lampes à arc ou au
rayonnement solaire,
• des lésions photochimiques (rayonnements
visibles).
L’observation prolongée du soleil à l’œil nu (regarder une éclipse, par exemple) provoque des lésions
rétiniennes avec perte de vision (scotome).
Dommages dus à
l’environnement lumineux
Éblouissement et conséquences
• pour le confort visuel : l’éblouissement a un caractère transitoire,
mais les sensations d’inconfort oculaire s’accentuent dans le temps et
contribuent alors à l’apparition de la fatigue visuelle.
• pour la visibilité : les réflexions diffuses ou spéculaires peuvent voiler
la zone où s’exerce la tâche visuelle et diminuer le contraste entre la
cible et le fond et donc réduire la visibilité de la tâche. Ainsi, une
surface mate exposée à la lumière directe du soleil provoque un
éblouissement perturbateur car elle a une luminance excessive de
l’ordre de 5 000 cd/m2.
• pour la charge de travail : les réflexions spéculaires font apparaître
deux images dans le champ visuel de l’opérateur : celle de l’objet à
percevoir, et l’image réfléchie par le plan de travail ou par l’écran d’un
moniteur dans la direction du regard (image des luminaires ou des
fenêtres, par exemple).
Le muscle de l’accommodation (muscle ciliaire) est alors soumis à une
charge supplémentaire car il met au point alternativement à deux distances
différentes : la tâche (plus proche) et l’image réfléchie (plus éloignée).
À cela s’ajoute une charge mentale : les réflexions qui apparaissent
dans le champ visuel attirent automatiquement le regard vers l’image
réfléchie (réflexe de fixation). L’opérateur doit faire alors un effort
volontaire pour ramener son regard, le maintenir et mettre au point sur
l’objet à percevoir. De même, des lumières parasites attirent l’attention
et maintenir le regard sur la cible exige un effort compensatoire.
Fatigue visuelle
Le terme fatigue se réfère à la fois à des sensations subjectives (de
fatigue générale ou localisée) et à une baisse d’activité. Ces
phénomènes disparaissent avec la cessation de l’activité.
La fatigue est une diminution temporaire et réversible de l’excitabilité
et du pouvoir fonctionnel des structures contrôlé par le système
nerveux central.
37
La fatigue est attribuée à une diminution temporaire de la capacité de
réponse des récepteurs et d’effecteurs à une stimulation continue. Elle
peut être musculaire, sensorielle (auditive, visuelle) ou nerveuse.
On peut distinguer la fatigue aiguë qui disparaît avec le repos, de la
fatigue chronique qui peut témoigner d’un état de stress.
Enfin, la fatigue peut signifier un conflit entre l’obligation d’exécuter
un travail et l’aversion de l’effort, un signal d’alarme qui prévient
l’épuisement, une réaction de défense contre le surmenage.
La fatigue visuelle est un ensemble de phénomènes engendrés par un
travail à prédominance visuelle, réversibles avec le repos, qui
témoignent d’un affaiblissement des fonctions visuelles.
Les nouvelles technologies de visualisation au poste de travail ont
augmenté l’efficacité et la productivité mais également la charge
visuelle de travail.
Les symptômes d’inconfort, d’astreinte oculaire et visuelle concernent
de nombreuses catégories d’opérateurs qui effectuent un travail en
vision rapprochée (travail avec des aides optiques, lecture de
microfiches, contrôle de qualité…). Mais les plaintes sont plus élevées
parmi les personnes qui travaillent avec un écran de visualisation.
La fatigue visuelle devient un problème de santé lorsqu’elle :
• apparaît précocement pendant le travail,
• entretient un état de gêne et d’inconfort,
• limite et altère la capacité de travail et les performances visuelles,
• augmente les risques d’erreurs.
La fatigue visuelle apparaît plus fréquemment lorsque le système visuel
doit travailler aux limites de ses capacités ou/et pendant une longue
durée. En l’absence de mesures préventives, les symptômes de fatigue
s’intensifient, le temps de récupération s’accroît et les signes se
manifestent également dans la vie extra-professionnelle.
Les manifestations subjectives sont :
• une gêne et un inconfort oculaire : sensations de tension, de lourdeur
ou de douleur des globes oculaires, des picotements, des brûlures, des
démangeaisons palpébrales, accompagnés parfois de larmoiements et
de rougeurs des conjonctives,
• un inconfort visuel : affaiblissement de la vision de près ou de loin
(image trouble, double ou vacillante), sensations de papillotement ou
d’éblouissement, sensibilité accrue à la lumière, difficulté de fixation,
et plus rarement, apparition d’un voile sur les objets fixés, des taches
sombres ou des franges colorées autour des objets,
• des symptômes généraux : surtout les céphalées frontales, plus
rarement des vertiges.
La fatigue entraîne une diminution des capacités visuelles relatives à :
• l’accommodation : une myopie transitoire apparaît assez
fréquemment après deux heures de travail en vision rapprochée,
• la sensibilité au contraste : elle diminue ou présente des fluctuations
lorsqu’un travail visuel se prolonge au-delà de trente minutes (lecture
sur papier ou écran, détection de cibles, etc.),
• l’acuité visuelle : elle diminue après une à trois heures de travail
visuel,
38
• la résistance à l’éblouissement : la diminution de la résistance à
l’éblouissement augmente le risque d’accidents dans la conduite
nocturne sur la route et perturbe la performance dans certains métiers
(acteurs et pompiers, par exemple).
Les indices de fatigue visuelle sont :
• une diminution persistante du diamètre pupillaire qui normalement
augmente dans l’obscurité et diminue à la lumière,
• une augmentation de la fréquence des clignements des paupières
après une à trois heures de travail en vision rapprochée, surtout au
cours de tâches répétitives.
Les autres facteurs déterminants de la fatigue visuelle sont :
• la présentation de l’information visuelle : lorsque l’information est
difficile à déchiffrer, l’opérateur est obligé de faire un effort
supplémentaire pour effectuer sa tâche (manuscrits de mauvaise
qualité, caractères illisibles ou trop petits, faible résolution de l’écran,
mauvaise qualité de l’affichage),
• les exigences visuelles de la tâche : les principaux facteurs de
contrainte sont les difficultés à focaliser et à fixer une cible mobile ainsi
qu’à détecter l’information pertinente,
• l’aménagement du poste de travail : un poste de travail inconfortable
ou mal adapté aux caractéristiques de l’opérateur est souvent à l’origine
de problèmes posturaux. Une distance inadéquate œil / tâche demande
un effort supplémentaire d’accommodation. La fatigue oculaire
s’ajoute alors à la fatigue posturale,
• l’organisation du travail : la fréquence des symptômes de fatigue
visuelle augmente en fonction de la durée du travail ininterrompu, de la
contrainte de temps et plus particulièrement lorsqu’il s’agit d’un même
type de tâche (acquisition et saisie de données, travail avec microscope,
lecture sur microfiches...),
• les facteurs individuels : des défauts visuels non corrigés ou mal
corrigés (astigmatisme, troubles d’accommodation), la diminution des
capacités visuelles avec l’âge (presbytie, sensibilité accrue à
l’éblouissement) qui augmente la vulnérabilité du système visuel des
personnes de plus de 45 ans, et l’état de santé (insomnie, prise d’alcool
ou de certains médicaments, troubles métaboliques ou hormonaux).
39
Autres dommages
Un éclairage insuffisant ou inadapté peut aussi induire d’autres
conséquences dangereuses qui ne sont pas liées directement aux
sources lumineuses ou à leurs effets sur le système visuel :
• les postures contraignantes ou instables adoptées pour compenser la
mauvaise qualité de la perception visuelle et pouvant provoquer, à
terme, des troubles musculosquelettiques,
• les chutes et les accidents par suite de la non perception des obstacles
et des phénomènes dangereux dans l’environnement de travail.
40
EV 9
OBJECTIF :
Lister les moyens de prévention des atteintes à la santé
PRÉ-REQUIS :
EV 1, EV 3, EV 8
SOMMAIRE :
Prévention de la fatigue visuelle ; prévention de
l’éblouissement ; recommandations générales ;
recommandations particulières pour les bureaux
Prévention de la
fatigue visuelle
La prévention s’impose lorsque la fatigue visuelle traduit un
dysfonctionnement précoce et répété du système visuel.
Pour prévenir la fatigue visuelle, il convient d’agir dans trois
domaines :
• l’éclairage,
• le travail,
• la vision.
Action sur l’éclairage
L’éclairage doit être adapté à chaque type de travail, à chaque poste de
travail, voire à chaque travailleur. Ainsi, convient-il d’adapter :
• le niveau d’éclairement à la tâche à effectuer et/ou au local à éclairer
(voir EV 12),
• la distribution des luminances.
Action sur le poste et l’organisation du
travail
Comme chaque erreur dans la conception du poste contribue à la
surcharge de travail, au stress et à la fatigue (même si chacun des
facteurs considéré séparément semble insignifiant), il convient de
proposer :
• un aménagement des pauses et des horaires de travail,
• une alternance de tâches à prédominance visuelle et de tâches moins
contraignantes pour la vision.
Action sur la vision
Il est nécessaire de pratiquer :
• un contrôle périodique de l’état visuel des opérateurs,
• une correction des défauts visuels adaptée à la tâche.
41
Prévention de
l’éblouissement
Plus la tâche visuelle exige de précision, plus le contrôle de la
luminance de la source est impératif. Il faut prendre en considération :
• la forme, la surface d’émission des luminaires et son orientation par
rapport à l’observateur,
• les dimensions du local,
• la nature, la difficulté et la durée de la tâche visuelle,
• le niveau d’éclairement du local.
Pour limiter l’éblouissement, il convient :
• de réduire les fortes luminances en concentrant l’émission lumineuse
sur la surface à éclairer,
• d’aménager les locaux et les postes de travail.
La réduction des fortes luminances s’obtient par :
• la mise en place de protection : intercepter la lumière émise par une
lampe dans la direction des yeux de l’opérateur en utilisant un matériel
opaque. Ces « boucliers » constituent des éléments des luminaires.
Afin de dissimuler à la vue directe les lampes et les surfaces à
luminance élevée, on utilise des dispositifs tels que les grilles de
défilement.
• des déflecteurs : interposer un dispositif optique entre la lampe et les
yeux pour dévier la lumière émise par la lampe (lentilles, prismes,
miroirs ou réflecteurs, etc.).
• des matériaux translucides : transmettre la lumière de façon diffuse
(globes, cylindres etc.) si les exigences de contrôle de luminance ne
sont pas très élevées.
• un éclairage indirect : associer une protection de type bouclier
dissimulant la lampe de la vision de tous côtés à une orientation
particulière de la source de lumière. La lumière est dirigée vers un
élément qui fonctionne comme une source secondaire.
L’aménagement des locaux et des postes de travail nécessite :
• de positionner les sources de lumière par rapport aux tables et
machines, ou inversement de disposer les machines et les tables de
travail par rapport aux sources de lumière, y compris les fenêtres. Par
exemple, une lumière latérale est préférable (lumière du jour par les
fenêtres ou luminaires montés sur les côtés du poste de travail),
• d’utiliser des matériaux ou des finitions mats et des couleurs claires
pour le dessus des bureaux et des tables,
• de combiner des luminaires ayant une composante dirigée vers le haut
avec des facteurs de réflexion élevée du plafond, des murs et du sol,
• d’utiliser un système d’éclairage indirect.
Cas d’un éblouissement direct
Il se produit lorsque les lampes sont visibles directement à proximité de
la ligne de vision.
Plus l’intensité de la lumière est élevée et la zone d’émission petite,
plus grande doit être la zone angulaire au-dessus de laquelle il faut
éviter la vue de la lampe, soit en maintenant les lampes nues en dehors
de cette zone, soit en les protégeant.
42
Pratiquement, pour un observateur qui regarde horizontalement,
l’éblouissement devient négligeable au-dessus de 45°.
Cas d’un éblouissement par réflexion
L’éblouissement par réflexion peut être évité ou réduit lorsque :
• le niveau d’éclairement des sources est faible et la lumière diffusée
sur une grande surface,
• le mobilier, le sol, les parois et l’équipement sont mats,
• le niveau d’éclairement est élevé dans tout le local.
Recommandations
générales
En conclusion, on peut retenir les recommandations suivantes :
• un éclairement uniforme est préférable à un éclairement irrégulier qui
provoque des ombres marquées,
• un éclairage diffus, réfléchi par les murs et le plafond, est plus
confortable qu’un éclairage direct,
• plusieurs sources de puissance moindre sont préférables à une seule
source de puissance forte,
• la luminance des équipements lumineux ou d’autres sources
d’éblouissement (fenêtres, lucarnes) doit être inférieure à la luminance
générale,
• la luminance de la zone où s’exerce la tâche visuelle doit être plus
élevée que celle de son entourage,
• le rapport de luminance entre le centre du champ visuel et sa
périphérie ne doit pas dépasser 10 : 1,
• lorsque l’éclairement de la zone où s’exerce la tâche visuelle est de
100 %, l’éclairage des murs doit être de 50 à 80 % et celui du plafond
de 30 à 90 %. Le facteur de réflexion doit être supérieur à 0,7 pour le
plafond, entre 0,3 et 0,7 pour les murs, et entre 0,2 et 0,4 pour les sols,
• toutes les sources lumineuses ne doivent pas être directement visibles
dans un angle de 30° au-dessus du niveau des yeux (zone angulaire
d’exclusion),
• toutes les sources de lumière doivent être protégées,
• les tubes fluorescents doivent être montés perpendiculairement à
l’axe visuel mais les fenêtres doivent être parallèles à l’axe visuel,
• les surfaces réfléchissantes proches du champ visuel central doivent
être évitées,
• la maintenance du matériel doit être régulière.
43
Recommandations
particulières pour
les bureaux
Bureaux sans écran de visualisation
• le niveau d’éclairement recommandé se situe entre 500 et 700 lux,
• aucune source lumineuse ne doit entrer dans le champ visuel de
l’opérateur,
de
• protéger toutes les sources lumineuses (abat-jour, grille
défilement) pour éviter les luminances supérieures à 3000 cd/m2,
• l’angle formé par le plan horizontal passant par les yeux et la source
lumineuse doit être supérieur à 30°,
• les tubes fluorescents doivent être alignés perpendiculairement à l’axe
visuel,
• plusieurs sources de faible intensité sont préférables à une seule
source très puissante,
• l’axe œil / table ne doit pas coïncider avec l’axe de réflexion de la
lumière afin d’éviter les reflets provenant de la surface de la table,
• éviter les matériels réfléchissants sur la table et les machines à écrire
ou à calculer.
Bureaux de dessin
• L’utilisation d’un éclairage indirect permet d’éviter l’apparition des
ombres directes provoquées par divers outils et dispositifs sur le plan
de travail. Dans des conditions d’éclairage général, certains
dessinateurs préfèrent également un éclairage d’appoint sous leur
contrôle.
• D’autres dessinateurs industriels préfèrent travailler près d’une
fenêtre. Si ce n’est pas possible, une distribution asymétrique des
luminaires peut donner un flux de lumière latérale.
Postes de travail sur écran
Niveau d’éclairement :
• écran à contraste négatif : 200-300 lux,
• écran à contraste positif : 300-500 lux.
Équilibre des luminances :
• éviter les fluctuations rapides d’éclairement,
• ne faire entrer aucune source lumineuse dans le champ visuel,
• placer l’écran à angle droit par rapport aux fenêtres (à 2 m au
minimum),
• placer les luminaires parallèlement à l’axe opérateur / écran,
• munir les luminaires de grilles de défilement,
• éviter l’apparition de reflets sur écran.
44
EV 10
OBJECTIF :
Analyser les plaintes des opérateurs et lister les remèdes
possibles
PRÉ-REQUIS :
EV 1, EV 4, EV 8
SOMMAIRE :
Stratégie d’analyse des plaintes ; exemples de plaintes
Stratégie
d’analyse
des plaintes
Le même type de plainte peut avoir différentes causes et,
réciproquement, des plaintes formulées différemment peuvent avoir la
même cause.
Avant d’effectuer des tests ou des mesures d’éclairage, il faut vérifier
les quatre éléments suivants, selon la provenance des plaintes :
• l’éclairage général : plaintes exprimées par des personnes effectuant
des tâches différentes dans des zones différentes,
• l’éclairage d’une zone particulière : plaintes provenant de personnes
qui effectuent des tâches différentes dans une même zone,
• l’éclairage d’une certaine tâche : plaintes exprimées par plusieurs
personnes dispersées dans une zone mais effectuant le même type de
travail,
• les capacités visuelles individuelles : plaintes de seulement quelques
personnes parmi d’autres effectuant le même travail dans les mêmes
conditions d’éclairage.
La vérification de ces éléments nécessite souvent une investigation
plus détaillée : mesures d’éclairage, discussions avec les plaignants
et, si possible, analyse des conditions qui influencent la visibilité de
la tâche. Certains effets de l’éclairage, par exemple
l’éblouissement, nécessitent une exposition prolongée pour
produire un effet notable.
45
Exemples de plaintes
Plaintes
Tests
Remèdes possibles
Lumière insuffisante
dans la zone où s’exerce
la tâche visuelle
• Mesurer l’éclairement sur la zone
• Nettoyer les lampes et les
luminaires.
• Remplacer les lampes hors service.
• Augmenter le coefficient de
réflexion des surfaces de la pièce.
• Éliminer les obstructions à la
lumière.
• Réduire l’espacement entre les
luminaires ou rajouter des
luminaires.
• Fournir un éclairage d’appoint.
• Déplacer la zone de travail.
Trop de lumière dans
la zone où s’exerce
la tâche visuelle
• Mesurer l’éclairement dans la zone
où s’exerce la tâche visuelle et
comparer la mesure obtenue avec les
normes et recommandations en
matière d’éclairage (voir fiche EV 12).
• Contrôler la présence de réflexions
de voile.
• Contrôler le rapport espacement/
hauteur des sources d’éclairement
et vérifier s’il correspond au cahier
des charges.
• Évaluer la gêne provoquée par
l’éblouissement et comparer le
confort visuel avec et sans protection
des yeux contre la lumière directe des
luminaires.
• Réduire le coefficient de
réflexion des surfaces dans la zone
de travail.
• Éteindre quelques lampes sans
produire un éclairage inégal.
Éclairage inégal
• Mesurer l’éclairement sur l’ensemble du plan de travail et des
zones adjacentes où sont utilisés
l’éclairage local et l’éclairage
localisé.
• Contrôler que le plafond et les
murs sont éclairés de façon
adéquate.
• Contrôler le rapport espacement/
hauteur et vérifier le cahier des
charges.
• Remplacer les lampes hors
service et nettoyer les luminaires.
• Installer des luminaires supplémentaires ou diminuer l’espace
entre les luminaires.
• Modifier l’installation des
luminaires afin d’augmenter la
largeur de la distribution de la
lumière ; rajouter davantage de
lumière au plafond sans toutefois
éblouir l’opérateur.
• Augmenter le coefficient de
réflexion des surfaces de la pièce.
• Éliminer les obstructions à la
lumière.
où s’exerce la tâche visuelle et
comparer la mesure obtenue avec
les valeurs minimales d’éclairage
définies par l’article R. 232-7-2
(voir fiche EV 12).
• Contrôler le rapport espacement/
hauteur des sources d’éclairement
et vérifier s’il correspond au cahier
des charges.
• Contrôler la présence de réflexions
de voile en protégeant la zone de la
lumière incidente qui est ensuite
réfléchie vers l’opérateur.
46
Plaintes
Tests
Remèdes possibles
• Évaluer l’effet éblouissant du
luminaire en se protégeant les yeux
avec la main.
• Contrôler si les lampes (tubes)
nues se trouvent dans la zone
d’exclusion.
• S’il s’agit de lampes nues,
installer un variateur de lumière ou
placer les lampes en dehors de la
zone d’exclusion.
• S’il s’agit de luminaires linéaires,
modifier leur orientation pour les
disposer parallèlement à la direction
du regard.
• Installer des grilles de défilement.
• Augmenter la hauteur des luminaires tout en conservant un niveau
d’éclairement acceptable.
• Augmenter le coefficient de
réflexion des surfaces de la pièce.
• Mesurer les facteurs de réflexion
des surfaces qui entourent la zone
de travail et/ou de celles proches de
la ligne du regard, et les comparer
avec ceux recommandés par
I’AFE.
• Augmenter les facteurs de
réflexion bas des surfaces.
• Réduire les facteurs de réflexion
hauts des surfaces.
Contraste réduit au
niveau de la zone où
s’exerce la tâche visuelle
à cause des réflexions de
voile (qui apparaissent
lorsque toute la surface
ou uniquement certains
détails de la zone où
s’exerce la tâche visuelle
présentent des
luminances élevées)
• Évaluer l’inconfort provoqué par
les réflexions de voile en obstruant
la lumière réfléchie par l’écran.
• Localiser les sources de
réflexions de voile en plaçant un
miroir sur la surface où s’exerce la
tâche visuelle et en regardant le
miroir depuis la position du
travailleur.
• Remplacer les matériaux polis
des surfaces proches de la zone où
s’exerce la tâche visuelle par des
matériaux mats.
• Déplacer la zone où s’exerce la
tâche visuelle.
• Déplacer toutes les sources de
luminance élevée.
• Augmenter le coefficient de
réflexion des surfaces de la pièce
afin d’augmenter la lumière
réfléchie par ces surfaces.
• Fournir un éclairage local
supplémentaire adéquat.
Excès de lumière
naturelle vue par les
fenêtres
• Évaluer l’inconfort provoqué par
la luminance du ciel en protégeant
sa vue de la lumière directe des
fenêtres, des lucarnes et/ou du
plafond lumineux.
• Installer des stores aux fenêtres et
peindre les lucarnes en blanc.
• S’assurer que les murs et les
zones du plafond entourant les
fenêtres et les lucarnes ont un
coefficient de réflexion élevé.
• Déplacer le poste de travail afin
d’éviter que la personne regarde
vers les fenêtres et les lucarnes.
Luminaires trop
brillants
Différence de luminance
excessive (les plaintes
peuvent être associées
à l’éblouissement ;
l’inconfort considéré ici
est surtout lié aux
différences trop grandes
des facteurs de réflexion
des surfaces qui entrent
dans le champ visuel)
47
Plaintes
Tests
Remèdes possibles
Images brillantes
réfléchies à proximité de
la zone où s’exerce la
tâche visuelle
• Évaluer la probabilité d’apparition
• Modifier la surface adjacente à la
Zone où s’exerce la tâche
visuelle difficile à voir
• Identifier les aspects de la zone
où s’exerce la tâche visuelle qui
doivent être vus et le fond sur
lequel ils sont vus.
• Contrôler l’adéquation entre le
niveau d’éclairement et les exigences visuelles de la tâche.
• Vérifier la distribution des
luminances et l’éventualité des
réflexions de voile, d’ombres sur la
zone où s’exerce la tâche visuelle,
et de surfaces réfléchissantes.
• Simplifier le fond sur lequel la
zone où s’exerce la tâche visuelle
est vue.
• Fournir un éclairement adéquat
pour améliorer la vision des détails.
• Augmenter le contraste de la zone
où s’exerce la tâche visuelle.
Ombres sur la tâche
visuelle dues à un
éclairage orienté
• Placer un objet mince (un crayon,
• Augmenter le coefficient de
réflexion de toutes les surfaces de
la pièce.
• Remplacer les luminaires individuels par des luminaires disposés
sur une grande surface.
Papillotement
Test inutile
• Remplacer les tubes usagés.
• Vérifier les circuits, éliminer les
d’images
réfléchies
lorsque
l’opérateur examine la zone où
s’exerce la tâche visuelle.
• Localiser la source de l’image
brillante en plaçant un miroir sur
l’image réfléchie ; regarder le miroir
depuis la place occupée par
l’opérateur.
par exemple) sur le plan de travail
et noter le nombre et l’intensité de
toutes les ombres.
zone où s’exerce la tâche visuelle qui
provoque une réflexion spéculaire
par une surface qui réfléchit la
lumière de façon diffuse.
• Repositionner la zone de travail
afin d’éviter les réflexions.
• Repositionner les sources de
lumière qui se reflètent dans la
zone où s’exerce la tâche visuelle
et dans les zones adjacentes.
instabilités dans l’alimentation.
• Ajouter des rangées de luminaires
en opposition de phase.
Effets stroboscopiques
Test inutile
• Ajouter des rangées de luminaires
en opposition de phase.
• Fournir une alimentation à haute
fréquence.
• Éliminer l’effet stroboscopique à
l’aide d’un éclairage local qui
présente moins de variations de
lumière (lampes à tungstène, par
exemple).
48
EV 11
OBJECTIF :
Énoncer les critères de choix des différents systèmes
d’éclairage
PRÉ-REQUIS :
EV 7, EV 8
SOMMAIRE :
Types d’éclairage ; caractéristiques des lampes ;
caractéristiques des luminaires
Les critères de choix du système d’éclairage dépendent :
• du local et de son utilisation (voir fiche EV 8),
• du type d’éclairage.
Souvent les coûts d’installation et d’exploitation interfèrent fortement
dans le choix du système d’éclairage.
Types d’éclairage
Éclairage naturel
Avantages de la lumière naturelle :
• elle est très homogène, sa luminosité est élevée et elle diffuse bien,
• ses variations aident à maintenir la vigilance lors de tâches
monotones,
• elle contribue au bien-être en assurant une communication visuelle
avec l’extérieur.
Inconvénients de l’éclairage naturel au poste de travail :
• il varie en intensité (jusqu’à disparaître totalement la nuit), en
direction et en spectre au cours de la journée et au fil des saisons et de
la nébulosité du ciel. Ces variations peuvent avoir des répercussions
négatives sur l’efficacité et la sécurité,
• il est parfois source d’éblouissement et d’échauffement excessif.
Pour les ambiances de travail, et plus particulièrement dans la zone de
travail, la lumière directe du soleil est à proscrire.
Éclairage artificiel
Les critères de choix de l’éclairage artificiel portent sur :
• la disposition des luminaires par rapport à la zone où s’exerce la tâche
visuelle,
• le taux de lumière diffusée vers le plan de travail,
• le type de production.
Disposition par rapport à la zone où s’exerce la tâche visuelle
L’éclairage général est un éclairement uniforme sur toute la zone de
travail qui est facile à installer et qui permet une grande flexibilité pour
déterminer l’emplacement de la tâche.
L’éclairage localisé est plus économique que l’éclairage général car la
lumière est diffusée dans toute la pièce et met particulièrement en
évidence la zone où s’exerce la tâche visuelle.
49
Il offre une meilleure utilisation de la lumière pour la zone de travail et
permet de placer les luminaires de façon à éviter ou à minimiser la gêne
provoquée par l’éblouissement direct, les réflexions de voile ou les
ombres.
L’éclairage d’appoint est un moyen économique d’assurer un niveau
élevé d’éclairement sur une petite surface ; il permet en même temps
des ajustements individuels. L’utilisation exclusive d’un éclairage
d’appoint n’est pas recommandée.
Il est utilisé de préférence :
• lorsqu’une zone réduite nécessite un niveau d’éclairement supérieur,
• lorsqu’un éclairage flexible, dirigé vers la zone où s’exerce la tâche
visuelle, peut améliorer la visibilité des détails,
• lorsqu’il n’est pas nécessaire, voire impossible, d’installer un
éclairage général, l’éclairement d’appoint peut être alors fourni par des
luminaires montés à proximité de la zone où s’exerce la tâche visuelle
ou par des spots lumineux installés plus loin (lampes portables ou
appliques murales). Ils peuvent cependant gêner les collègues s’ils sont
mal orientés.
Taux de lumière diffusée vers le plan de travail
L’éclairage direct peut être utilisé très largement à condition d’éviter
ou de minimiser les risques d’éblouissement direct ou indirect et les
voiles dus aux réflexions.
En éclairage mixte, le flux lumineux dirigé vers le haut tend à adoucir
les ombres et à améliorer les rapports de luminance entre les différentes
zones de la pièce. Lorsque les montages sont trop proches du plafond,
un excès de lumière au plafond peut réduire le confort visuel.
Le flux lumineux dirigé vers le bas produit une luminance proche de
celle du plafond. Toutefois, si le flux lumineux est trop élevé, il existe
un risque d’éblouissement direct ou par réflexion.
En éclairage indirect, l’éblouissement direct et par réflexion est
minimisé. Le plafond tout entier devient la source primaire
d’éclairement et les ombres sont virtuellement éliminées.
Il est souhaitable de suspendre les luminaires à une certaine distance du
plafond pour éviter un plafond éblouissant (et pour des raisons de
sécurité).
50
Caractéristiques
des lampes
Les critères de choix des lampes sont (voir tableau page suivante) :
• la puissance,
• la température de couleur,
• le rendu des couleurs (IRC),
• l’efficacité lumineuse,
• la durée de vie,
• l’effet thermique,
• la luminance,
• le coût d’installation et d’exploitation.
Caractéristiques
des luminaires
Les luminaires destinés à éclairer un environnement de travail doivent
remplir des conditions :
• de sécurité : garantir une sécurité maximale (mécanique, électrique et
thermique) aux utilisateurs, conformément aux normes européennes et
françaises,
• optiques : fournir des conditions optimales d’éclairage quantitatif
(niveau) et qualitatif (confort, absence d’éblouissement) exigées par
l’activité professionnelle,
• technologiques : présenter une bonne résistance aux chocs
mécaniques et thermiques et être facile de pose et d’entretien,
• économiques : offrir un rapport acceptable entre les qualités des
luminaires et leur coût d’exploitation,
• esthétiques : contribuer à rendre agréable l’environnement de travail.
51
Type de lampe
Puissance (W)
Température
de couleur (K)
Rendu de
couleur (IRC)
Efficacité
lumineuse (lm.W–1)
ordinaire
40 à 1 000
2 700
100
11 à 19
halogène
60 à 500
3 000
100
13 à 20
tubulaire
18 à 58
2 700 - 6 500
50 à 85
64 à 93
compacte
5 à 55
2 700 - 4 000
85
44 à 87
ballon
fluorescent
50 à 1 000
3 000 - 4 000
45 à 60
36 à 60
halogénure
métallique
35 à 2 000
2 800 - 6 000
70 à 93
62 à 100
sodium
(haute
pression)
35 à 1 000
1 700 - 2 500
80
46 à 138
sodium
(basse
pression)
18 à 180
induction
55 à 80
incandescence
fluorescence
à décharge
monochromatique
4 000
52
75
100 à 180
60 à 80
Durée de vie
(en heures)
1 000
Utilisation principale
Caractéristiques
pour un espace limité ou pour fournir
un puissant faisceau lumineux
concentré (éclairage d’appoint)
• faible coût à l’installation
• coût d’exploitation élevé
• prédominance des couleurs chaudes
• luminance élevée
• excellent rendu des couleurs
• faible efficacité lumineuse
• durée de vie réduite affectée par
les
variations de tension d’alimentation
• effet thermique important
2 000
éclairage local, bureaux, projection
concentrée
• efficacité lumineuse moyenne
• volume réduit, luminance élevée
• durée de vie élevée
• excellent rendu des couleurs
• maintien du flux lumineux pendant toute
la durée de vie
• risques pour les yeux en éclairage direct
sans verre de protection
8 000
extérieur,
ateliers
magasins,
bureaux,
8 000
multiple
• coût d’exploitation économique
• longue durée de vie
• bonne efficacité lumineuse
8 000
hangars, ateliers de grande hauteur,
halls
• longue durée de vie
• bonne efficacité lumineuse
• rendu des couleurs acceptable en industrie
6 000
grands espaces, halls de grande
hauteur
• haute efficacité lumineuse
• bon rendu des couleurs
8 000
extérieur, grands halls
• coût d’exploitation économique
• longue durée de vie
• efficacité lumineuse élevée
• bon rendu des couleurs
• longue durée de vie
• médiocre rendu des couleurs
12 000
atmosphère chargée de fumées, de
vapeur et de poussières
60 000
éclairage extérieur et grands halls
53
• très longue durée de vie
EV 12
OBJECTIF :
S’informer sur les normes et les recommandations
en matière d’éclairage
PRÉ-REQUIS :
EV 1, EV 4
SOMMAIRE :
Valeurs minimales d’éclairement stipulées par les textes
officiels ; recommandations de la Commission internationale
de l’éclairage (CIE) ; recommandations de l’Association
française de l’éclairage (AFE)
Diagnostiquer et corriger un éclairage inadéquat ne se limite pas à
constater un écart par rapport aux valeurs stipulées par les normes ou
recommandations puis à effectuer son réajustement. En effet, pour les
activités professionnelles, les valeurs prescrites ont un caractère
indicatif. La variété des situations réelles impose des ajustements selon
les exigences visuelles des tâches et les aptitudes individuelles des
personnes. Néanmoins, les recommandations et les normes sont utiles
pour évaluer l’éclairage existant.
Recommandations
et normes
Les recommandations et les normes sont formulées en termes
d’éclairement car, au moment de la conception d’une installation, les
facteurs de luminance sont inconnus. Les normes n’ont un caractère
impératif que lorsqu’il s’agit de la sécurité au travail. Les valeurs
recommandées sont exprimées sous forme de fourchettes ou de valeurs
fixes selon le critère considéré :
• la sécurité : il est impératif de fixer une valeur minimale (20 lux
constitue le minimum d’éclairement pour les intérieurs où personne ne
travaille),
• la satisfaction visuelle : la valeur optimale est une moyenne résultant
d’une préférence majoritaire (il n’existe pas de niveau d’éclairement
qui satisfasse tout le monde ; le niveau d’éclairement moyen préféré se
situe entre 1 000 et 2 000 lux),
• la tâche à effectuer dans une zone donnée : fourchettes d’éclairement
pour chaque zone ou activité.
54
Valeurs minimales
d’éclairement
stipulées par
les textes officiels
Locaux affectés au
travail et dépendances
Espaces extérieurs
Éclairage général
Pendant la présence du personnel sur les lieux de travail, les niveaux
d’éclairement mesurés au plan de travail, ou à défaut au sol, doivent
être au moins égaux aux valeurs minimales d’éclairement (code du
travail, art. R. 232-7-2).
voies de circulation intérieures
40 lux
escaliers et entrepôts
60 lux
locaux de travail, vestiaires et sanitaires
120 lux
locaux aveugles affectés à un travail permanent
200 lux
zones et voies de circulation extérieures
10 lux
espaces extérieurs où sont effectués des travaux
à caractère permanent
40 lux
Éclairement minimal
pour certaines activités
L’éclairement peut être obtenu par des éclairages localisés de la zone
de travail en complément de l’éclairage général (circulaire de
11.04.1984).
Types d’activité
mécanique moyenne, dactylographie,
travaux de bureau
200 lux
travail de petites pièces, bureaux de dessin, mécanographie
300 lux
mécanique fine, gravure, comparaison de couleurs,
dessin difficile, industrie du vêtement
400 lux
mécanique de précision, électronique fine, contrôle divers
600 lux
tâche très difficile dans l’industrie ou en laboratoire
800 lux
55
Rapports d’éclairement
De grandes différences d’éclairement entre la zone de travail et les
surfaces adjacentes peuvent provoquer une gêne ou affecter la sécurité
dans les zones où les déplacements sont fréquents. Afin de prévenir un
danger ou de réduire l’inconfort, les recommandations suivantes
doivent être respectées.
Activité générale
Emplacement ou type
de travail
Rapport maximal
d’éclairement
zone de travail : zone adjacente
chaque zone où s’exerce la tâche
visuelle est éclairée individuellement et la zone périphérique faiblement éclairée (code du travail
art. R. 232-7-3)
éclairement local d’un
bureau
5:1
deux zones adjacentes, mais l’une
est plus faiblement éclairée que
l’autre
éclairement localisé dans
un magasin
5:1
deux zones de travail différemment éclairées séparées par une
barrière et avec passage fréquent
de l’une à l’autre
zone d’entrepôts à l’intérieur d’une usine et plateforme de chargement à
l’extérieur
10 : 1
En cas de conflit entre les éclairements moyens recommandés et les
rapports maximaux d’éclairement, il faut prendre les valeurs les plus
élevées. Une zone de transition doit être ménagée entre deux zones
adjacentes si les rapports sont très élevés.
Recommandations
de la Commission
internationale
de l’éclairage
(CIE)
Trois valeurs de niveaux d’éclairement (en lux) à choisir selon les
caractéristiques physiques de la zone où s’exerce la tâche visuelle
(contraste, facteur de réflexion), les exigences de performance et les
capacités visuelles de l’opérateur.
• facteurs de réflexion et contrastes élevés
• pas d’exigence particulière
de vitesse et de précision
• tâche exécutée occasionnellement
• facteurs de réflexion ou contrastes faibles
• coût de correction des erreurs élevé
• exigences visuelles élevées
(détails fins à distinguer)
• exigence de précision et de rapidité
• capacité visuelle du travailleur
en-dessous de la normale
56
}
utiliser les valeurs
minimales
}
utiliser les valeurs
maximales
Valeurs
minimales
Valeurs
moyennes
circulation extérieure, zones de travail
20
30
50
circulation, orientation, visites
50
100
150
pièces de travail à usage temporaire
100
150
200
tâches avec exigences visuelles simples
200
300
500
tâches avec exigences visuelles moyennes
300
500
750
tâches avec exigences visuelles élevées
500
750
1 000
tâches avec exigences visuelles difficiles
750
1 000
1 500
tâches avec exigences visuelles spéciales
1 000
1 500
2 000
Neuf catégories d’éclairement pour différentes
zones de travail, activités ou tâches à effectuer
performances dans des tâches très méticuleuses
Valeurs
maximales
> 2 000
Lorsque le travail s’effectue à l’intérieur, l’éclairement est mesuré sur
la surface de référence qui est le plan de travail ou plan utile. Par
convention, cette surface est horizontale, située à 0,85 m du sol et
limitée par les murs.
Recommandations
de l’Association
française
d’éclairage (AFE)
Les valeurs moyennes recommandées visent à garantir le maintien des
performances visuelles et à assurer une ambiance lumineuse
confortable, en conformité avec les dispositions réglementaires du code
de travail. Elles prennent en compte à la fois les exigences visuelles de
la tâche, les capacités visuelles du travailleur et la dépréciation de
l’installation.
L’éclairement de n’importe quelle surface n’est
jamais constant dans le temps ; il diminue avec le
vieillissement et l’empoussièrement des lampes,
luminaires et surfaces de la pièce.
• éclairement moyen initial : celui d’une installation
neuve
• éclairement moyen en service : mesuré au milieu
d’une période (entre la mise en service de
l’installation et le premier entretien, ou entre deux
entretiens)
• éclairement moyen à maintenir : à la limite de
l’acceptable avant une intervention d’entretien
57
Éclairements moyens à maintenir en
fonction du type d’activité
Éclairement moyen (lux)
Mode d’éclairage
Emplacement ou type d’activité
à maintenir
général
général
en service
minimum pour la circulation à l’extérieur
15
20
cours et entrepôts
25
30
parking, allées de communication
40
50
chargement et déchargement, quais et docks
80
100
voies de circulation intérieure, escaliers, magasins
125
150
minimum pour la tâche visuelle
175
200
grosse mécanique, tâches industrielles,
lecture et écriture
250
300
mécanique moyenne, imprimerie, dactylo,
travaux de bureau
425
500
bureaux de dessin, mécanographie
625
750
mécanique fine, gravure, comparaison des
couleurs, dessins difficiles
850
1 000
1 250
1 500
> 1 750
> 2 000
général, localisé
ou local
mécanique de précision électronique
localisé ou local
tâches très difficiles
dans l’industrie ou en laboratoire
Ces valeurs peuvent être augmentées (x 1,5) si :
• les erreurs de perception peuvent avoir des conséquences dangereuses
ou coûteuses,
• les facteurs de réflexion et les contrastes au niveau de la tâche visuelle
sont faibles,
• le travail exige de la rapidité d’exécution,
• les tâches sont exécutées dans des locaux aveugles alors que
l’éclairage recommandé est inférieur à 300 lux.
58
EV 13
OBJECTIF :
Établir un projet d’éclairage simple des locaux de travail,
existants ou à concevoir, par la méthode de l’utilance
PRÉ-REQUIS :
EV 1, EV 4, EV 6, EV 7, EV 12
SOMMAIRE :
Carte d’éclairement ; méthode de l’utilance
Carte
d’éclairement
Nous savons qu’un éclairement insuffisant, compte tenu de la taille et
du contraste des détails à percevoir, induit un comportement de
compensation : l’opérateur rapprochera ses yeux de sa tâche de travail,
sa position deviendra très contraignante et source de douleur
musculosquelettique.
Pour mettre en évidence les niveaux d’éclairement à un instant donné
dans un local de travail, on construit une carte d’éclairement.
Principes pour construire
une carte d’éclairement
1. Préparer un plan sommaire à l’échelle du local considéré et y faire
figurer :
• les murs,
• les cloisons,
• les points cardinaux,
• les ouvertures (fenêtres, portes),
• les machines et les équipements en fonctionnement, les postes de
travail, les emplacements des personnes,
• les sources de lumière artificielle,
• la date, l’heure et les conditions climatiques et spécifiques,
• la marque, le type et le numéro de série des appareils de mesure.
2. Faire un quadrillage à mailles régulières sur le plan ; la dimension
des mailles doit pouvoir rendre compte des variations de la variable
mesurée (l’éclairement) en relation avec le problème posé et l’activité
des opérateurs. Le nombre de points retenus doit être aussi en relation
avec le temps dont on dispose pour réaliser la carte.
3. À l’aide du luxmètre, réaliser les mesures d’éclairement à chaque
point du quadrillage et les reporter directement sur le plan.
4. Relier entre eux les points ayant la même valeur : on obtient une
courbe isovaleur.
59
Exemple de carte d’éclairement
Méthode
de l’utilance
Principes de la méthode
La méthode de l’utilance permet de déterminer, à partir des données
dimensionnelles et optiques du local, les sources lumineuses, les
luminaires et leur implantation afin d’obtenir l’éclairement optimal
requis par l’activité.
Cette méthode est applicable à une installation d’éclairage général
fonctionnel, destinée à réaliser un éclairement aussi uniforme que
possible sur un plan horizontal fictif situé, sauf indication contraire, à
0,85 m du sol et appelé plan utile. La méthode est relative aux locaux
parallélépipédiques que l’on définit par un indice du local K1, mesuré à
partir des dimensions du local et du positionnement en hauteur des
luminaires.
Cette méthode ne s’applique que dans les conditions suivantes :
• les parois du local sont diffusantes,
• le facteur de réflexion des murs est considéré comme uniforme
(compte tenu de l’ameublement et de l’existence éventuelle de
vitrages),
(1) K =
axb
hu (a + b)
a = longueur du local en mètres
b = largeur du local en mètres
hu = hauteur des luminaires au-dessus du plan utile en mètres, lorsque l’éclairage est
essentiellement direct. Lorsque l’indice ainsi calculé est supérieur à 5, on le prend égal
à cette valeur.
60
• le plan utile est horizontal,
• les luminaires sont d’un même modèle et implantés régulièrement
dans le local.
Le choix des appareils d’éclairage est généralement effectué a priori
(répartition de la lumière, rendement, esthétique, entretien, prix, etc).
Le projet consiste, par approches successives, à déterminer le nombre
des sources, leur puissance et l’implantation des appareils, tout en
conciliant les paramètres de niveau et d’uniformité de l’éclairement
avec le bilan global de l’installation (prix initial et coût de l’énergie en
cours d’usage).
Les appareils sont répertoriés dans les documents des constructeurs, au
moyen d’un système normalisé de classes, selon leur répartition
lumineuse. Ces documents indiquent également le rendement des
appareils η2. La méthode proposée met en jeu la notion d’utilance U :
c’est le rapport du flux reçu par le plan utile au flux total sortant des
luminaires. Il dépend de la classe de l’appareil, de l’indice du local et
des facteurs de réflexion des parois de celui-ci3.
Pour éclairer uniformément la totalité du plan utile d’une pièce
rectangulaire au niveau d’éclairement moyen en service E, avec un
modèle de luminaire de rendement η, il faut installer un flux total Ft tel
que :
Ft = E x a x b x d
Uxη
a = longueur du local en mètres
b = largeur du local en mètres
L’éclairement E est choisi en fonction du type d’activité exercée dans
le local.
d est un facteur destiné à tenir compte de l’empoussièrement de
l’installation et du vieillissement des lampes4. Il peut être, pour une
dépréciation moyenne, égal à 1,5.
Le nombre de luminaire N à installer est :
N = Ft
nxf
n = nombre de lampes par luminaire
f = flux d’une lampe
Le nombre de luminaires est éventuellement corrigé pour obtenir une
répartition régulière c’est-à-dire que, pour chaque rangée d’appareils,
les interdistances (e maxi) entre les centres de deux appareils voisins
doivent être identiques et qu’il doit en être de même entre les rangées.
(2) Par exemple, l’indication 0,52 C signifie que l’appareil a un rendement de 0,52 et
est de classe C.
(3) À titre indicatif, un plafond très blanc est considéré comme ayant un facteur de
réflexion de 80 % ; blanc cassé, celui-ci ne sera plus que de 70 %. Des murs de couleur
moyenne auront un facteur de réflexion de 50 %, des murs de couleur soutenue de
30 %, et ceux de couleur sombre de 10 %. En ce qui concerne le sol, comme il s’agit
en fait d’une surface complexe incorporant le sol proprement dit, la surface des tables
de travail et la partie basse des murs, on ne choisira le facteur 30 % que si la peinture
des murs et les revêtements de sols sont très clairs et s’il n’y a pas une trop grande
proportion de plans de travail. Dans le cas contraire, le facteur de réflexion choisi sera
égal à 10 %.
(4) Voir les recommandations relatives à l’éclairage intérieur, établies par
l’Association française de l’éclairage (AFE).
61
L’espacement doit être réduit de moitié entre les luminaires extrêmes et
les murs.
Le rapport entre la hauteur h des luminaires et leur interdistance peut
varier, pour les luminaires à flux essentiellement direct, entre 0,9 et 1,7.
Le choix entre les lampes à incandescence et fluorescentes dépend de
considérations économiques, esthétiques et de confort.
Les lampes à incandescence peuvent être utilisées là où E est inférieur
à 300 lux et où la durée d’utilisation annuelle est inférieure à 500 heures.
Pour les locaux dont la hauteur est comprise entre 2,5 et 5 m, il faut
faire usage de lampes fluorescentes qui permettent un éclairement
suffisant sur le plan utile et qui ont une durée de vie importante. Elles
doivent être choisies en fonction de l’ambiance et du rendu des
couleurs désirés.
Il faut aussi s’assurer que les luminances des luminaires ne sont pas
trop fortes et que celles des parois sont compatibles avec un bon confort
visuel. Les mesures de luminance sont généralement effectuées par des
spécialistes.
Exemple
Données du problème
Travail de bureau : traitement de texte, dactylographie
• Dimensions du local :
a = 10 m
b= 6m
h= 3m
hauteur du plan utile : 0,85
•
Facteurs de réflexion des parois :
plafond : 5
murs : 3
5.3.1
plan utile : 1
• Éclairement moyen à maintenir : 425 lux suivant les recommandations
de l’AFE.
1. Choix de la source
Travail de bureau : Emoy demandé est de 425 lux, donc lampe de
couleur intermédiaire ou chaude.
Haute efficacité lumineuse.
Grande durée de vie, donc tubes fluorescents Tc = 3000 ou 4000 K et
IRC ≥ 80.
2. Choix du luminaire
La classe photométrique du luminaire est : 0,6D + 0T ce qui signifie :
• que le luminaire est de classe D,
• que son rendement est de 60 %,
• que le luminaire est tout contre le plafond (0T ou j = 0 sur le tableau
des utilances en annexe de la fiche).
62
3. Calcul
Indice du local :
K=
axb
hu (a + b)
K=
10 x 6
K = 1,7
2,15 (10 + 6)
Sur le tableau des utilances, on lit : Ut # 0, 75. En effet, l’indice du local
étant 1,7, on a :
• pour des luminaires au plafond (j = 0),
• des facteurs de réflexion des parois de 5.3.1,
• des luminaires de classe photométrique D,
• la valeur 0,71 pour un indice du local de 1,5 et la valeur de 0,78 pour
un indice du local de 2. La valeur moyenne pour un indice du local de
1,7 est donc de 0,75.
Comme le rendement de l’appareil η est de 60 % on a :
Ft =
425 x 10 x 6 x 1,5
0,75 x 0,6
Ft = 85 000 lm
4. Nombre de tubes
Flux d’un tube de 36 W (1,20 m de longueur) # 3350 lm
Flux d’un tube de 58 W (1,50 m de longueur) # 5200 lm
En 36 W
85 000/3 350 # 25
En 58 W
85 000/5 200 # 16
5. Nombre d’appareils
Solution la plus économique :
nombre minimum d’appareils si :
uniformité 0,8 = Emin / Emoy respectée
pour l’appareil choisi :
• e maxi / hu5 ≤ 1,2,
pour hu = 3 – 0,85 = 2,15 m,
nous avons donc :
• e maxi = 2,15 x 1,2 = 2,58 m.
On pourra donc installer :
• sur la longueur : 10/2,58 = 3,87 appareils, arrondi à 4,
• sur la largeur : 6/2,58 = 2,32 appareils, arrondi à 3.
Pour respecter le facteur d’uniformité de 0,8, il faut donc installer au
minimum :
4 x 3 = 12 appareils.
(5) Écartement maximum entre les centres des appareils par rapport à la hauteur utile.
63
On choisira donc :
12 appareils à 2 x 36 W, soit 24 tubes, Emoy sera donc = 402 lux6,
ou 15 appareils à 1 x 58 W, soit 15 tubes, Emoy serait alors = 390 lux.
Implantation des luminaires
On peut préalablement construire une carte d’éclairement pour repérer
les manques éventuels, calculer ensuite précisément par la méthode de
l’utilance le nombre de luminaires à installer et enfin refaire la carte
d’éclairement pour vérifier après installation des luminaires le bienfondé des calculs.
Dans le cas d’un nouveau local à éclairer, on peut commencer par la
méthode de l’utilance pour déterminer une installation a priori des
luminaires et l’évaluer ensuite in situ par une carte d’éclairement.
(6) L’éclairement à l’installation sera de 402 lux x 1,5 (dépréciation moyenne des
lampes) = 603 lux. En se dépréciant, le niveau d’éclairement va diminuer
progressivement ; il s’agira donc de maintenir, par des opérations de maintenance
(nettoyage des lampes), au moins l’éclairement moyen de 402 lux. Pour exemple, les
deux courbes suivantes nous montrent l’importance des opérations de maintenance sur
la durée d’utilisation des lampes.
Exemple de variation de l’éclairement moyen :
a) en l’absence d’entretien
b) avec interventions annuelles sur 3 ans :
(A) 1er nettoyage des luminaires
(B) 2e nettoyage des luminaires
(C) 3e nettoyage des luminaires + 1er remplacement des lampes + 1er nettoyage des
parois du local. Au moment de cette intervention, la valeur de l’éclairement moyen
maintenu doit être supérieure ou juste égale à la valeur à maintenir.
64
K = 1,50
Tableau d’utilance pour j = 0
Classe
km = 1,00
E3/E4 (*1000)
U (*1000)
kp = 0,50
L1/E4 (*1000)
873 871 773 771 753 751 731
873
871
773
771
753
751
731
873
871
773
771
753
751
731
A 1113 981 1086 970 1017 934 905
B 1071 944 1042 932 962 883 845
C 1025 903 995 889 902 828 779
D 986 869 955 853 851 781 724
E 948 835 916 818 801 735 669
F 960 846 928 829 817 750 687
G 906 798 872 779 745 684 609
H 876 772 842 752 707 649 567
I 882 777 847 757 714 655 575
J 821 723 784 701 634 581 487
T 743 654 627 560 542 498 448
358
434
525
607
695
667
802
881
866
1049
743
236
322
424
518
618
586
740
829
812
1019
673
349
426
518
603
694
664
805
887
871
1063
743
233
319
422
517
619
586
743
835
817
1032
673
319
396
491
581
681
648
808
907
887
1129
738
213
296
399
497
607
570
745
853
831
1095
667
196
276
379
480
595
557
748
872
847
1168
663
71
77
84
91
98
96
107
113
112
127
445
33
40
48
56
64
61
74
81
80
96
458
61
67
73
79
86
84
94
99
98
112
444
29
35
42
49
56
54
65
71
70
85
458
53
57
62
66
71
70
78
83
82
94
485
23
27
32
37
43
41
50
55
54
67
493
18
21
24
27
30
29
35
39
38
48
530
711 551 531 511 331 311 000
711
551
531
511
331
311
000
711
551
531
511
331
311
000
852
783
707
643
580
600
510
462
471
370
0
182
260
361
464
585
544
752
893
865
1252
657
206
289
393
493
605
568
747
859
837
1114
670
191
272
375
477
594
555
750
876
851
1181
662
178
256
358
461
583
542
752
894
865
1258
657
187
268
372
475
594
554
753
883
857
1198
665
175
253
356
461
584
542
754
899
869
1269
657
130
208
311
416
543
500
721
873
842
1277
0
14
15
16
17
18
18
20
21
21
25
565
16
19
23
27
31
29
36
40
39
49
494
13
15
17
19
22
21
25
28
27
34
530
10
11
11
12
13
13
14
15
15
18
564
8
9
10
12
13
13
15
17
17
21
530
6
6
7
7
8
8
9
9
9
11
564
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Classe
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
T
881
813
739
677
615
635
547
500
509
411
408
U (*1000)
920
868
811
763
715
730
663
626
633
557
345
896
835
769
713
658
675
597
555
563
474
314
875
808
734
672
610
630
542
496
504
406
289
886
825
758
701
646
664
584
542
550
461
185
E3/E4 (*1000)
867
801
727
665
604
623
536
489
498
400
172
K = 2,00
Tableau d’utilance pour j = 0
Classe
L1/E4 (*1000)
km = 1,00
E3/E4 (*1000)
U (*1000)
kp = 0,50
L1/E4 (*1000)
873 871 773 771 753 751 731
873
871
773
771
753
751
731
873
871
773
771
753
751
731
A 1113 981 1086 970 1017 934 905
B 1071 944 1042 932 962 883 845
C 1025 903 995 889 902 828 779
D 986 869 955 853 851 781 724
E 948 835 916 818 801 735 669
F 960 846 928 829 817 750 687
G 906 798 872 779 745 684 609
H 876 772 842 752 707 649 567
I 882 777 847 757 714 655 575
J 821 723 784 701 634 581 487
T 743 654 627 560 542 498 448
358
434
525
607
695
667
802
881
866
1049
743
236
322
424
518
618
586
740
829
812
1019
673
349
426
518
603
694
664
805
887
871
1063
743
233
319
422
517
619
586
743
835
817
1032
673
319
396
491
581
681
648
808
907
887
1129
738
213
296
399
497
607
570
745
853
831
1095
667
196
276
379
480
595
557
748
872
847
1168
663
72
76
82
87
92
89
100
106
102
118
411
31
36
43
49
54
51
63
70
66
84
421
63
67
72
76
81
78
88
93
90
104
411
27
32
38
43
48
45
56
62
58
74
421
56
59
63
66
69
68
75
79
77
89
438
23
26
30
34
38
36
44
49
46
59
444
19
21
24
26
28
27
32
35
33
43
469
711 551 531 511 331 311 000
711
551
531
511
331
311
000
711
551
531
511
331
311
000
886
832
767
715
664
691
593
541
571
446
0
184
257
356
448
550
494
720
870
780
1223
622
202
279
382
472
569
517
721
846
772
1115
636
190
265
367
458
559
504
721
859
777
1171
626
181
254
354
447
551
494
723
875
784
1235
622
186
262
364
457
559
504
725
867
782
1188
632
176
250
351
444
549
491
722
876
784
1241
624
129
202
304
399
506
447
686
848
751
1242
0
16
16
17
18
19
18
20
21
21
24
492
16
18
21
24
27
25
31
35
33
43
445
14
15
17
18
20
19
23
25
24
31
458
11
12
12
13
13
13
14
15
15
17
492
8
9
10
11
12
12
14
15
14
19
470
7
7
7
8
8
8
9
9
9
10
493
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Classe
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
T
922
869
806
755
705
731
636
585
614
492
471
U (*1000)
952
913
865
827
789
809
737
699
721
629
382
931
884
828
783
739
762
678
633
659
551
356
912
860
797
746
696
723
627
577
606
485
333
920
873
816
770
726
750
664
619
645
536
209
E3/E4 (*1000)
905
852
789
739
689
716
621
570
599
478
197
65
L1/E4 (*1000)
EV 14
OBJECTIF :
Transférer des connaissances générales sur l’éclairage à une
situation donnée en utilisant des méthodes d’observation
simples
PRÉ-REQUIS :
Maîtriser les principales notions d’anatomie, de physique et
d’ergonomie visuelle
SOMMAIRE :
Repérer, analyser et estimer les risques ; proposer des
mesures de prévention ; ordonner les mesures de
prévention ; rédiger un document
Repérer et
analyser
Il s’agit de repérer, d’analyser et d’estimer les risques liés à l’éclairage
en milieu professionnel.
Observation globale de l’atelier de l’établissement scolaire ou de
l’entreprise :
• repérer la forme et la structure du local,
• identifier la nature des revêtements,
• repérer la distribution de l’éclairage naturel,
• repérer la distribution de l’éclairage artificiel,
• repérer les différentes sources lumineuses et leur implantation,
• repérer les différents types de luminaires et leur structure,
• estimer et/ou mesurer les facteurs de réflexion.
Observation spécifique d’un poste de travail de l’établissement scolaire
ou de l’entreprise :
• repérer le nombre d’opérateurs concernés,
• analyser l’activité de l’opérateur,
• définir les exigences visuelles de sa tâche,
• mesurer les différents niveaux d’éclairement,
• estimer et/ou mesurer les risques d’éblouissement direct ou indirect,
• estimer et/ou mesurer les équilibres de luminances entre les
différentes zones.
Repérage des dysfonctionnements, incidents et accidents liés à la
qualité de l’éclairage :
• par un entretien avec le médecin du travail, l’infirmière et la
consultation des documents statistiques,
• par interview des opérateurs : impressions ressenties, plaintes, gêne
occasionnée, incidents divers.
Analyse des informations recueillies :
• par rapport à la réglementation,
• par rapport à l’individu.
Estimation des principaux risques :
• gravité,
• fréquence.
66
Proposer
Proposer des mesures de prévention
• au niveau des locaux :
– déplacement des sources lumineuses,
• au niveau du matériel :
– changement des lampes,
– pose de protections ou d’écrans,
• au niveau de l’individu :
– contrôle des aptitudes visuelles,
– déplacement des postes de travail.
Ordonner
Ordonner les mesures de prévention en fonction de critères de choix :
• portée de la mesure,
• stabilité de la mesure,
• délai d’application,
• coût pour l’opérateur,
• possibilité de déplacement du risque,
• coût pour l’entreprise,
• conformité à la réglementation.
Rédiger
Rédiger un document justifiant la mise en œuvre des mesures
proposées.
67