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10/05/2017 Lycée Alkhouarizmy BTS Electrotechnique 1 Réalisé par :A.TAOUNI Réal

10/05/2017 Lycée Alkhouarizmy BTS Electrotechnique 1 Réalisé par :A.TAOUNI Réalisé par :A.TAOUNI 10/05/2017 Lycée Alkhouarizmy BTS Electrotechnique 2 I. Les procédés d'éclairage A. Différentes familles d'appareils d'éclairage: 1. Lampes à incandescence : Principe: Un filament en tungstène est porté à une température de 2250° à 2400°. Pour éviter la détérioration du filament, on le place à l'abri de l'oxygène dans une ampoule contenant un gaz inerte(argon, krypton). 10/05/2017 Lycée Alkhouarizmy BTS Electrotechnique 3 Lampe à filament de tungstène A. Différentes familles d'appareils d'éclairage: 1. Lampes à incandescence Complément : Lampe à iode (halogène) 10/05/2017 Lycée Alkhouarizmy BTS Electrotechnique 4 La lampe à Iode est une variante de la précédente. Ces lampes à iodes ont une efficacité supérieure, un flux lumineux constant, ne noircissent pas et durent deux fois plus longtemps. Les différentes lampes à iodes A. Différentes familles d'appareils d'éclairage: 2. Les lampes à fluorescence Principe 10/05/2017 Lycée Alkhouarizmy BTS Electrotechnique 5 On provoque une décharge électrique dans un tube contenant de l'argon et une très faible quantité de mercure. Elle entraîne l'ionisation du gaz, qui entraîne à son tour la vaporisation du mercure. C'est la phase d'amorçage du tube. Elle nécessite une tension assez élevée. Une fois l'ionisation réalisée, une tension plus faible suffit pour entretenir le déplacement des électrons dans le tube, de la cathode vers l'anode. Sur leur parcours, les électrons entrent en collision avec les atomes de mercure. Chaque collision libère des photons, qui donnent des rayons ultraviolets, invisibles Aussi l'intérieur du tube est-il tapissé de poudres fluorescentes qui, excitées par les rayons ultraviolets, vont émettre la majeure partie de la lumière utile. A. Différentes familles d'appareils d'éclairage: 2. Les lampes à fluorescence Principe 10/05/2017 Lycée Alkhouarizmy BTS Electrotechnique 6 Sur leur parcours, les électrons entrent en collision avec les atomes de mercure. Chaque collision libère des photons, qui donnent des rayons ultraviolets, invisibles Aussi l'intérieur du tube est-il tapissé de poudres fluorescentes qui, excitées par les rayons ultraviolets, vont émettre la majeure partie de la lumière utile. Tube fluorescent A. Différentes familles d'appareils d'éclairage: 3. Les tubes néons Principe 10/05/2017 Lycée Alkhouarizmy BTS Electrotechnique 7 Dans un tube comportant un gaz à faible pression, on dispose deux électrodes. En appliquant entre les électrodes une forte différence de potentiel, on constate l'apparition d'une lueur à l'intérieur du tube. Ces tubes sont surtout utilisés pour les enseignes lumineuses et la décoration. La couleur varie selon la nature du gaz Enseigne lumineuse A. Différentes familles d'appareils d'éclairage: 4. Lampes à décharge Principe 10/05/2017 Lycée Alkhouarizmy BTS Electrotechnique 8 Lampe au mercure L'ampoule ovoïde contient un mélange gazeux azote-argon, l'intérieur de l'ampoule est revêtue d'un poudrage fluorescent. B. Caractéristiques des sources lumineuses: 1. Le confort visuel Température de couleur 10/05/2017 Lycée Alkhouarizmy BTS Electrotechnique 9 Elle caractérise l'ambiance colorée (chaude ou froide) que les tubes fluorescents peuvent offrir. B. Caractéristiques des sources lumineuses: 1. Le confort visuel Température de couleur 10/05/2017 Lycée Alkhouarizmy BTS Electrotechnique 10 Spectre B. Caractéristiques des sources lumineuses: 1. Le confort visuel Indice de rendu des couleurs 10/05/2017 Lycée Alkhouarizmy BTS Electrotechnique 11 Il caractérise l'aptitude des lampes à ne pas déformer les couleurs habituelles des objets éclairés. Il est compris entre 0 et 100. S'il n'y a aucune différence d'aspect l'indice vaut 100. B. Caractéristiques des sources lumineuses: 1. Le confort visuel Définition 10/05/2017 Lycée Alkhouarizmy BTS Electrotechnique 12 La notion de confort visuel met en relation deux critères : •La température des couleurs La courbe ci-contre met en relation ces deux paramètres et fait apparaître une zone d'éclairage confortable. •Le niveau d'éclairement (en lux) B. Caractéristiques des sources lumineuses: 1. Le confort visuel Définition 10/05/2017 Lycée Alkhouarizmy BTS Electrotechnique 13 Confort visuel C. Comparaison des différentes lampes: 1. Tableau comparatif 10/05/2017 Lycée Alkhouarizmy BTS Electrotechnique 14 Technologie Utilisation Avantages Inconvénients •Incandescence Standard •Usage domestique •Eclairage localisé décoratif •Branchement direct sans appareillage intermédiaire •Prix d'achat peu élevé •Facile à recycler •Allumage instantané •Bon rendu des couleurs •Efficacité lumineuse faible •Consommation électrique importante •Forte dissipation de chaleur •Faible durée de vie •Incandescence halogène •Éclairage ponctuel et intensif •Branchement direct •Allumage instantané •Excellent rendu des couleurs •Facile à recycler •Efficacité lumineuse moyenne •Forte dissipation de chaleur •Consommation électrique importante C. Comparaison des différentes lampes: 1. Tableau comparatif 10/05/2017 Lycée Alkhouarizmy BTS Electrotechnique 15 Technologie Utilisation Avantages Inconvénients •Tube fluorescent •Magasins, bureaux, Ateliers •Extérieurs •Efficacité lumineuse élevée •Rendu des couleurs moyen •Puissance lumineuse unitaire faible •Sensible aux températures extrêmes •Difficile à recycler •Lampe fluo- compacte •Usage domestique •Bureaux •Remplace les lampes à Incandescence •Bonne efficacité lumineuse •Bon rendu des couleurs •sensibles aux nombre de commutations •Investissement initial •élevé par rapport aux lampes à incandescence •Difficile à recycler C. Comparaison des différentes lampes: 1. Tableau comparatif 10/05/2017 Lycée Alkhouarizmy BTS Electrotechnique 16 Technologie Utilisation Avantages Inconvénients •LED •Signalisation (feux tricolores, éclairage de secours) •Hall •Insensibles aux nombre de commutations •Faible consommation d'énergie •Basse température. •Prix relativement élevé •Rendu des couleurs moyen. •Gamme de puissance réduite D. Exercice : Les différentes technologies : Pour chaque technologie, indiquez ce qui caractéristique le mieux la lampe. i - Très faible consommation d'énergie ii - Prix encore élevé iii - Forte dissipation de chaleur iv - Puissance lumineuse unitaire faible v - puissance réduite vi - Consommation électrique importante vii - Efficacité lumineuse élevée 10/05/2017 Lycée Alkhouarizmy BTS Electrotechnique 17 Incandescence Standard ou halogène Tube ou lampe fluorescents LED E. Exercice : Température de couleur : On désire un éclairement de 500 lux. Quelles températures de couleur maxi et mini pourra-t-on utiliser ? 10/05/2017 Lycée Alkhouarizmy BTS Electrotechnique 18 mini 2000 °K mini 2500 °K mini 3000 °K mini 4000 °K maxi 3000 °K maxi 4500 °K maxi 5500 °K maxi 6500 °K maxi 7500 °K maxi 10000 °K 10/05/2017 Lycée Alkhouarizmy BTS Electrotechnique 19 II. Notion de physique 10/05/2017 Lycée Alkhouarizmy BTS Electrotechnique 20 Le rayonnement lumineux est l'ensemble des radiations émises par une source lumineuse, c'est le phénomène physique de la propagation d'une énergie électromagnétique corpusculaire et ondulatoire La lumière est caractérisée par : •une fréquence f en hertz (Hz) •une longueur d'onde λ en nanomètre (1nm= 10-9m) •une vitesse de propagation, dans le vide C=300 000km/s Longueur d'onde d'un signal A. Le spectre lumineux : Chaque source lumineuse fournit un ensemble de radiations différentes. Toutes les indications sont données par référence à la lumière du soleil. Les radiations de la lumière visible ne représentent qu'une très faible partie de l'ensemble des radiations qui nous entourent. Elles sont classées en fonction de leur longueur d'onde (400 nm à 700 nm) 10/05/2017 Lycée Alkhouarizmy BTS Electrotechnique 21 A. Le spectre lumineux : Exemple : Spectre lumineux d'un tube fluorescent 10/05/2017 Lycée Alkhouarizmy BTS Electrotechnique 23 Le spectre lumineux d'un tube fluorescent est dû d'une part au gaz ionisé, d'autre part à la substance fluorescente. Il n'est pas continu, mais composé d'une succession de raies de longueur d'onde différente. La combinaison des poudres fluorescentes doit permettre un très bon rendement lumineux et un spectre se rapprochant de la lumière du jour. En l'absence de poudre fluorescente, le tube n'émet que des rayonnements ultraviolets, c'est ce qu'on appelle la lumière noire. B. Grandeurs photométrique: Définition : La photométrie 10/05/2017 Lycée Alkhouarizmy BTS Electrotechnique 24 La photométrie est la science qui étudie le rayonnement lumineux du point de vue de la perception par l‘œil humain. La plupart des appareils de mesure en photométrie, qui ne font pas intervenir directement l'œil en tant qu'élément sensible, sont étalonnés en fonction de la courbe de sensibilité relative de l'œil humain. B. Grandeurs photométrique: 1. Flux lumineux: 10/05/2017 Lycée Alkhouarizmy BTS Electrotechnique 25 Le flux lumineux (θ ou F) est la puissance lumineuse émise par une source lumineuse. Il permet de comparer l'efficacité lumineuse des différentes lampes, exprimée en lumens émis par watt de puissance électrique consommée (lm/W). θ= E.S avec •θ en Lumen (lm) •S : surface en m² •E Eclairement en lux Flux B. Grandeurs photométrique: 2. Intensité lumineuse: 10/05/2017 Lycée Alkhouarizmy BTS Electrotechnique 26 L'intensité lumineuse (I) est la quantité de flux lumineux émise dans une direction particulière. Elle permet de caractériser les luminaires en indiquant sur un graphe leur intensité lumineuse dans les différentes directions (pour une source lumineuse de 1 000 lm). I = L.S avec : •I en candelas (cd) •L Luminance en cd/m² •S surface en m² Intensité Graphe B. Grandeurs photométrique: 3. Luminance: 10/05/2017 Lycée Alkhouarizmy BTS Electrotechnique 27 La luminance est l'intensité lumineuse produite (ou réfléchie) par une surface et vue d'une direction donnée Elle décrit l'effet de la lumière sur l'œil. avec : •L en candelas par m² (cd/m²) •I Intensité lumineuse en candelas •S surface en m² S I L  Luminance B. Grandeurs photométrique: 4. Éclairement : 10/05/2017 Lycée Alkhouarizmy BTS Electrotechnique 28 L éclairement est la quantité de flux lumineux éclairant une surface. La grandeur la plus représentative de la qualité de l'éclairage est la luminance. C'est en effet la lumière réfléchie que perçoit l'œil humain. Cependant celle-ci étant difficilement mesurable, ce sera l'éclairement, représentant la lumière incidente, qui sera dans la pratique considéré. Avec uploads/Geographie/ eclairage-elt-2.pdf