Qualité de la lumière

Nous sommes plongés dans la lumière au quotidien. La lumière peut être délicate, douce, aveuglante, chaude, limitée, mouvementée, géométrique, diffuse ou foncée. Lorsque nous pénétrons dans une pièce ou accédons à une place mal éclairées, nous le percevons immédiatement. Nous ne nous sentons pas en sécurité lorsque nous parcourons des rues sombres. La lumière nous attire. Elle capte constamment notre regard, peut modifier notre manière de percevoir et de vivre un espace. La lumière est synonyme de qualité de vie.

L’évolution technologique qui a poussé le secteur de l’éclairage à ouvrir ses portes aux sources LED nous a conduit vers une infinité de nouvelles possibilités. Généralement, le LED est connu pour ses excellents résultats en termes d’économie d’énergie. Depuis peu, nous avons appris qu’il peut être « intelligent », bien que cela ne soit qu’une de ses nombreuses caractéristiques. La plus grande innovation introduite par le LED réside dans la possibilité de le personnaliser. La variété de sources disponibles sur le marché est si vaste qu’un des principaux devoirs des concepteurs et des fabricants d’appareils d’éclairage consiste à choisir les LED possédant les caractéristiques les plus adaptées aux différents types d’application.

Si nous désirons éclairer la façade d’un bâtiment historique, nous devrons choisir une lumière présentant des caractéristiques différentes des spécifications nécessaires à l’éclairage d’une route. Ces règles s’appliquent tant aux composants chromatiques qu’à la forme de l’angle solide photométrique émis par l’appareil d’éclairage.

Quelles sont les caractéristiques dont nous parlons ? Il est impératif d’établir au moins 4 éléments principaux : CCT, SDCM, CRI et distribution lumineuse.

La CCT (« Correlated Colour Temperature ») représente la température de couleur corrélée. Elle est calculée en établissant les coordonnées chromatiques x et y de la source examinée et en les corrélant avec la courbe de Planck par le biais des courbes d’isotempérature qui croisent cette même courbe. Des températures de couleur plus basses sont associées à des couleurs plus chaudes. À l’inverse, des températures de couleur plus élevées sont liées à des nuances plus froides. Sur la base de sa définition, la CCT ne peut toutefois pas détecter de manière univoque la chromaticité d’une source. Plus précisément, deux sources ayant la même température de couleur ne présenteront pas nécessairement les mêmes coordonnées chromatiques, ce qui signifie que, d’un point de vue chromatique, elles pourraient sembler différentes à l'œil.

Voici la raison pour laquelle nous ne pouvions pas simplement nous limiter à la CCT. Nous avons donc introduit l’utilisation des échelons de l’ellipse MacAdam et la mesure de la consistance chromatique SDCM (Standard Deviation of Colour Matching). Cette valeur représente la méthode d’évaluation de la distance chromatique d’une source par rapport à son équivalent sur la courbe de Planck. Plus le nombre d’échelons définissant les sources est élevé et plus leur distance chromatique sera importante. À l’inverse, moins elles comptent d’échelons, plus elles seront proches. Des solutions ayant un nombre d’échelons inférieur ou équivalent à 4 sont considérées comme très bonnes, dans la mesure où des variations de moins de 3 échelons de MacAdam sont difficilement perceptibles à l'œil nu.

La lumière a pourtant pour objectif d’éclairer des objets, des personnes, des milieux et nous savons que leur manière d’apparaître dépend justement de la lumière qui les éclaire. Essayons de penser aux routes éclairées avec les anciennes lampes au sodium. Avec une source de ce genre, il s’avère très difficile d’affirmer de quelle couleur est réellement le milieu éclairé. Cela nous a donc poussé à tenir compte d’un élément supplémentaire essentiel pour décrire la qualité d’une source, c’est-à-dire sa façon de rendre les couleurs d’un objet lorsqu’il est éclairé. Voici la raison pour laquelle nous avons introduit le CRI (« Colour Rendering Index ») qui décrit justement la capacité de rendu chromatique d’une source. Cette caractéristique est définie par le CIE comme « l’effet d’un élément d’éclairage sur la couleur apparente des objets comparé, de manière consciente ou inconsciente, à la couleur apparaissant sous un élément d’éclairage de référence ». Pour simplifier, nous pouvons affirmer que le CRI représente une évaluation quantitative de la capacité d’une source lumineuse de représenter de manière plus ou moins fidèle les couleurs d’un objet par rapport à la lumière naturelle. Plus la valeur du CRI est élevée, plus le rendu de la couleur sera « naturel ». Aujourd’hui, des sources LED allant du CRI70 au CRI99 sont disponibles sur le marché.

Cependant, il ne suffit pas de disposer de sources aussi souples et de haute qualité, si l’on n’est pas en mesure de façonner la lumière selon ses besoins. Le design optique représente donc le quatrième point cardinal caractérisant une lumière de qualité. Nous pourrions résumer ces critères par : les caractéristiques nécessaires pour chaque situation, avec la forme qu’il faut. Une bonne forme permet de suivre les lignes d’une façade, souligner certains éléments, en dissimuler d’autres, obtenir des routes éclairées de façon uniforme tout en consommant moins d’énergie.

Les producteurs d’appareils d’éclairage doivent être en mesure de trouver un équilibre adapté entre tous ces éléments, en tenant toujours compte de l’application et en sachant qu’un bon éclairage est également synonyme d’une meilleure qualité de vie.

En revenant aux exemples précédents, lorsque l’on désire éclairer une route, il n’est pas nécessaire d’obtenir des rendus chromatiques élevés, un CRI70 suffit, de même qu’il n’existe aucune contrainte prédéfinie en ce qui concerne la température de la couleur (sauf en cas d’obligations légales particulières - consulter les « lois régionales »). En revanche, à proximité d’un observatoire, on pourra (devra) choisir une solution disposant de 3 000 K ou 2 200 K. Si l’on désire obtenir une économie d’énergie supérieure, on choisira une CCT de 4 000 K, source détenant le meilleur rendement disponible, jusqu’à présent. Cependant, les deux éléments les plus importants sont les SDCM et la forme de la lumière : une solution présentant 4 échelons SDCM permet de ne pas constater de variations chromatiques au sein de la même rue tandis que l’utilisation de l’angle solide photométrique adapté à la forme de la route donne la possibilité d’optimiser la puissance consommée et de satisfaire les critères réglementaires.

À l’inverse, si le projet prévoit d’éclairer la façade d’un bâtiment historique, il faudra choisir ces 4 éléments de la manière la plus adaptée. La température de la couleur doit être sélectionnée en fonction du type d’architecture et du matériau de construction, le rendu chromatique peut être choisi selon des valeurs plus ou moins élevées (CRI70 ou CRI90), le nombre d’échelons SDCM ne peut en aucun cas être supérieur à 4, tandis qu’il est essentiel de disposer d’un certain nombre de solutions optiques, afin de pouvoir suivre les lignes de la paroi.

Un bon éclairage requiert une lumière de qualité et aucune lumière ne peut posséder cette caractéristique sans une étude et une compétence approfondies.