gemini://unbon.cafe/lejun/posts/20220903

Soit une ampoule sous sa forme la plus commune, à savoir un bulbe, assimilé à une sphère. Lorsque alimentée, l’électricité est convertie en lumière qui se propage de manière rectiligne uniforme et on peut mesurer la quantité d’énergie lumineuse en tout point de l’espace de telle sorte à calculer le rendement du système. La norme NF C71-121 de mai 1993 définit le rendement du luminaire (LOR) comme la somme du rendement inférieur (DLOR) et supérieur (ULOR) au plan horizontal. Dans un cas fonctionnel – opposé à décoratif – idéal, 100 % de la lumière serait dirigée de la source lumineuse à la surface. Autrement dit, il n’y aurait pas de lumière perdue dans la nature, ni même de ligne de vue rendant possible d’observer directement l’ampoule.

Dans une idée strictement utilitaire, alors une lampe frontale serait la meilleure solution en terme d’éclairage puisque suivant constamment l’orientation de l’œil, pour autant est-ce là l’unique fonction de l’éclairage intérieur même hors cadre décoratif ? Pour une personne travaillant à un poste fixe, la lampe frontale pourrait en effet être une solution alternative aux abat-jours à paroi réfléchissante de telle sorte à ce que la lumière émise soit redirigée et concentrée. Leur usage ne constitue pas une solution unique tant leur quantité peut croître sans parler des questions de contraste perçu, d’ombre portée et d’installation. La solution couramment acceptée est celle d’une lumière généraliste, dite « d’ambiance ». Son rôle est alors de fournir un éclairage de niveau suffisant et uniforme à tout élément d’un espace.

Contrairement à l’extérieur où toute lumière dirigée vers le ciel est perdue, tout intérieur dispose par définition d’un toit, un plafond. Alors qu’il est interdit pour toute installation extérieure d’avoir un ULR supérieur à 1 % – équivalent du « cutoff » en anglais où le seuil est de 2.5 % – et de 4 % de DLOR, cela n’aurait à priori pas ou peu de sens en intérieur. Au contraire, il serait imaginable d’en tirer profit comme diffuseur de lumière[1]. C’est d’ailleurs sur cette idée que repose le fonctionnement des lampadaires sur pied d’intérieur orienté vers le plafond. L’absence de ligne de vue directe empêche l’éblouissement et minimise la netteté des ombres, au prix d’une réduction de l’illumination générale, qui peut être recherchée selon les usages. Le concept peut également être appliqué sur une ampoule même, qui auront alors une partie couverte d’une couche réfléchissante. Usuellement utilisé en combinaison à un abat-jour pour réduire davantage l’éblouissement , rien n’empêche leur usage exclusif. Cela est particulièrement intéressant dans ma situation locative où je n’ai pas spécialement envie d’investir dans des abat-jours qu’il faudra par la suite transporter. La généralisation des ampoules LED dont un des avantages est la génération de chaleur réduite, permet également de réduire les risques à obstruer directement le champ de l’ampoule en appliquant par exemple soi-même une peinture chromée.

Accessoirement, il serait intéressant de comparer les différences de propagation de la lumière qui serait à la fois atténuée, et aurait un schéma de réflexion différent. Y a-t’il une différence significative entre une lumière dirigée et diffusée au sol que d’une lumière dirigée et diffusée par un plafond ? Intuitivement, les phénomènes de diffusion me laissent à penser que diriger la lumière vers le plafond ajouterait un intermédiaire entre la source lumineuse et le ciel, diminuant ainsi l’énergie perdue. À l’inverse, cela pourrait augmenter la quantité de lumière réfléchie en dessous de la ligne d’horizon et perçue par les organismes terrestres. De plus, à l’exception des sols de couleur claire, la quantité réfléchie et perdue est-elle significative au point de montrer des différences avec un intermédiaire en amont ?

Pour son usage courant, une personne allume la lumière afin d’éclairer une pièce dans son ensemble et y mener différentes activités. Sachant que l’environnement est naturellement éclairé par réfraction lumineuse dans l’atmosphère, c’est avant tout une question de contraste lumineux qui empêche de se passer de lumières et alimente une « course à l’armement » dans le domaine de la mobilité où la question de l’éclairage personnel revient régulièrement, en particulier chez les cyclistes et en oubliant « volontairement » l’extension aux piétons et plus généralement au mobilier urbain lors de collisions impliquant des automobiles. La différence d’environnement entre l’intérieur et l’extérieur rend possible la diffusion de la lumière par le biais du plafond et, là où l’éclairage au delà de la ligne d’horizon est strictement réglementé en extérieur, cela peut être une idée intéressante au sein des foyers déplaçant la fonction des abat-jours à l’ampoule même.

Après réflexion et test, l’idée de dôme réfléchissant sus-mentionnée s’avère ne pas être applicable. Bien que réduisant effectivement l’éblouissement sur une zone directement en dessous de l’ampoule, deux éléments ont été négligés lors de la conception, la rendant totalement ineffective : le verre d’une ampoule DEL usuelle est semi-opaque et agit déjà comme un diffuseur de lumière, contrairement aux ampoules à filament, les DEL se situent à la base et non pas dans la partie bulbaire. La ligne de vue entre la source lumineuse et les points d’observation n’est ainsi pas modifiable, chaque point de l’ampoule étant sa propre source lumineuse.

Les ampoules DEL type Edison sont un modèle où l’idée reste applicable, cependant cela viendrait nuire à l’argument esthétique des ampoules, élément principal voire exclusif de vente tant le rendement énergétique est pauvre comparé à des DEL usuelles.

Pour rappel, le coût existe bel et bien, même si jugé négligeable contre le bénéfice imaginé. Appliquer une couche de peinture aussi fine soit-elle réduit potentiellement la durée de vie d’une ampoule (en plus d’être une opération de transformation supplémentaire nécessitant matière et temps) de part la réduction de l’efficacité d’échange thermique de l’ampoule.

Optimisation d’une ampoule à usage intérieur

2022-09-03

Erratum (2022-10-17)

Références