Rendement lumineux 944565 30889823 2008-06-22T19:10:35Z Jean-Jacques MILAN 4707 /* Voir aussi */ màj d'un lien {{Voir homonymes|Rendement}} Le '''rendement lumineux''' d'une source lumineuse est le [[rapport]] entre le [[flux lumineux]] émis par cette source lumineuse et la [[Puissance (physique)|puissance]] absorbée par la source. Il s'exprime donc en [[Lumen (unité)|lumen]]s par [[watt]] (lm/W). Si on note <math>P \,</math> la puissance reçue par la source, le plus souvent sous forme électrique, et <math>F \,</math> le flux lumineux émis, alors le rendement lumineux <math>\eta \,</math> vaut par définition : <math>\eta = \frac{F}{P}</math> == Contributions au rendement lumineux == On peut distinguer deux contributions dans ce terme : * La première contribution est le ''rendement énergétique'' de la source, noté <math>\rho \,</math>, qui exprime que toute la puissance reçue n'est pas convertie en rayonnement, mais qu'une partie est perdue en échauffement ([[conduction thermique|conduction]] et [[convection]]). Soit <math>\Phi \,</math> le [[flux énergétique]] émis, alors : <math>\rho = \frac{\Phi}{P}</math> <br> C'est une [[grandeur sans dimension]] car c'est le rapport de deux puissances. * La deuxième contribution est l'''[[efficacité lumineuse]]'' <math>V \,</math>du rayonnement. Elle traduit le fait qu'une partie seulement du rayonnement est perçue sous forme de flux lumineux, le reste étant une nouvelle perte de [[transfert thermique|chaleur]] sous forme de rayonnement invisible pour l'œil. <math>V = \frac{F}{\Phi}</math> <br>Lorsque la source n'est pas monochromatique mais que sa longueur d'onde appartient à un domaine étendu, le flux énergétique vaut : <math>\Phi = \int \Phi_\lambda d \lambda</math>, où <math>\Phi_\lambda \,</math> est le flux énergétique émis à la longueur d'onde <math>\lambda \,</math>.<br>Le flux lumineux vaut lui : <math>F = \int \frac{V_\lambda}{L} \Phi_\lambda d \lambda</math>, où <math>V_\lambda \,</math> est une fonction sans dimension appelée [[efficacité lumineuse spectrale]], exprimant la sensibilité de l'œil aux différentes longueurs d'onde, et <math>L \,</math> est une valeur numérique dont l'inverse <math>1/L \,</math> vaut 680 lm/W.<br>L'efficacité lumineuse se calcule donc par : <math>V = \frac{\int V_\lambda \Phi_\lambda d \lambda}{L \int \Phi_\lambda d \lambda}</math>. Elle a la grandeur de 1/L. Globalement, le rendement lumineux est le produit de ces deux contributions : <math>\eta = \rho \cdot V</math> == Exemples de valeurs pour différents types de [[lampe]]s, classés par rendement croissant == * [[Ampoule à incandescence classique|À incandescence]] 10 à 15 lm/W * [[Ampoule à incandescence halogène|Halogène]] 15 à 25 lm/W * [[Diode électroluminescente]] 15 à plus de 100 lm/W * [[Mercure haute pression]] 35 à 60 lm/W * [[Lampe fluorescente|Lampe fluocompacte]] 50 à 90 lm/W * [[Lampe fluorescente]] 60 à 95 lm/W * [[Halogénures métalliques]] 65 à 120 lm/W * [[lampe à vapeur de sodium#Haute pression|Sodium haute pression]] 80 à 150 lm/W * [[lampe à vapeur de sodium#Basse pression|Sodium basse pression]] 100 à 200 lm/W ===Exemples=== Le tableau ci-dessous indique l'efficacité lumineuse et le rendement lumineux de diverses sources de lumière : {| class="wikitable" !Catégorie<br>&nbsp;||Type<br>&nbsp;||Rendement lumineux (lm/W)||Rendement lumineux<ref name="max">Défini en % de la valeur maximale possible.</ref> |- |Combustion |[[Bougie]] |0.3 <ref>1 [[candela]]*4&pi;&nbsp;[[steradian]]s/40 W</ref> |0.04% |- |[[Incandescence]] |Lampe incandescente à filament de tungstène de 5 W |5 |0.7% |- | |Lampe incandescente à filament de tungstène de 40 W |12.6 <ref name="incandescent">{{ Lien web | url=http://www.ccri.edu/physics/keefe/light.htm | titre=http://physics.ccri.cc.ri.us/keefe/light.htm | consulté le=21 novembre 2007 }}</ref> |1.9% |- | |Lampe incandescente à filament de tungstène de 100 W |17.5 <ref name="incandescent"/> |2.6% |- | |Lampe halogène à enveloppe de verre |16 |2.3% |- | |Lampe halogène à enveloppe de quartz |24 |3.5% |- | |Lampe incandescente haute température |35 <ref name="bulbguide">{{ Lien web | url=http://freespace.virgin.net/tom.baldwin/bulbguide.html | titre=The Great Internet Light Bulb Book, Part I | auteur=Klipstein, Donald L. | année=1996 | consulté le=16 avril 2006 }}</ref> |5.1% |- |[[Lampe fluorescente|Fluorescent]] |Lampe fluorescent compacte 5 à 24 W |45–60 <ref name="cf">{{ Lien web | url=http://www.coffj.com/veg1/lamp.htm | titre=China energy saving lamp | consulté le=16 avril 2006 }}</ref> |6.6%–8.8% |- | |Tube fluorescent 34 W (T12) |50 |7% |- | |Tube fluorescent 32 W (T8) |60 |9% |- | |Tube fluorescent 36 W (T8) |jusqu'à 93 |jusqu'à 14% |- | |Tube fluorescent 28 W (T5) |104 |15.2% |- |[[Diode électroluminescente]] |DEL blanche |26–70 <ref name="LED">{{ Lien web | url=http://members.misty.com/don/led.html | titre=The Brightest and Most Efficient LEDs and where to get them | auteur=Klipstein, Donald L. | série=Don Klipstein's Web Site | consulté le=16 avril 2006 }}</ref><ref name="White LED">{{ Lien web | url=http://cree.com/products/xlamp_new.asp | titre=Cree launches the new XLamp 7090 XR-E Series Power LED, the first 160-lumen LED! }}</ref> |3.8%–10.2% |- | |DEL blanche (prototypes) |jusqu'à 150 <ref name="LRC">{{ Lien web | url=http://www.lrc.rpi.edu/programs/solidstate/completedProjects.asp?ID=79 | titre=Improving White LED Efficiency Through Scattered Photon Extraction | série=Rensselaer Polytechnic Institute | consulté le=19 avril 2006 }}</ref>{{,}}<ref>{{ Lien web | url=http://www.cree.com/press/press_detail.asp?i=1150834953712 | titre=Cree Demonstrates 131 Lumens per Watt White LED | série=Cree, Inc. Press Release | année=20 juin 2006 | consulté le=3 décembre 2006 }}</ref>{{,}}<ref>{{ Lien web | url=http://www.nichia.co.jp/about_nichia/2006/2006_122001.html | titre=Nichia Corp. claims white LED delivering 150 lumens/Watt efficiency | série=Nichia Corp. Press Release | année=22 décembre 2006 | consulté le=3 décembre 2006 }}</ref> |jusqu'à 22% |- |[[Lampe à arc]] |[[Lampe au xénon]] |30–50<ref name="xénon">{{Lien web | titre=Technical Information on Lamps | série =Optical Building Blocks | url=http://www.pti-nj.com/UVvis/TechNotes/TechnicalInformationLamps.pdf | format=pdf|consulté le=14 octobre 2007}}</ref> |4.4%–7.3% |- | |Lampe à arc [[mercure (chimie)|mercure]]-[[xenon]] |50-55 <ref name="xénon"/> |7.3%–8.0% |- |[[Lampe à décharge]] |[[lampe à vapeur de sodium#Haute pression|Lampe à vapeur de sodium haute pression]] |150 <ref name="sodium">{{ Lien web | url=http://www.signweb.com/index.php/channel/12/id/138/ | titre=LED or Neon? A scientific comparison }}</ref> |22% |- | |[[lampe à vapeur de sodium#Basse pression|Lampe à vapeur de sodium basse pression]] |183<ref name="sodium"/>–200 <ref name="lightning">{{ Lien web | url=http://webexhibits.org/causesofcolor/4.html | titre=Why is lightning coloured? (gas excitations) }}</ref> |27% |- | |[[Lampe au soufre]] 1400 W |100 |15% |- |maximum théorique<br>lumière monochromatique 540x10<sup>12</sup> Hz,<br>soit approx. 555 nm, vert) | |683.002 |100% |} == Remarque == Souvent, cette valeur du ''rendement lumineux'' est appelée elle-même ''efficacité lumineuse'', en particulier par la majorité des fabricants de lampes. Cela peut prêter à confusion car, rigoureusement, l'''efficacité lumineuse'' n'est avec le ''rendement énergétique'' qu'un des deux facteurs du ''rendement lumineux'' global. ==Références== {{Références}} == Voir aussi == {{Wikilivres|Photographie/Photométrie/Les sources lumineuses|les sources lumineuses}} * [[Efficacité lumineuse spectrale]] {{Portail physique}} [[Catégorie:Photométrie]] [[en:Luminous efficacy]] [[ja:発光効率]]