[PDF] La prise en charge à lofficine des différentes méthodes de

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2MiB}+ `2b2`+? /Q+mK2Mib- r?2i?2` i?2v `2 Tm#@

HBb?2/ Q` MQiX h?2 /Q+mK2Mib Kv +QK2 7`QK

i2+?BM; M/ `2b2`+? BMbiBimiBQMb BM 6`M+2 Q` #`Q/- Q` 7`QK Tm#HB+ Q` T`Bpi2 `2b2`+? +2Mi2`bX /2biBMû2 m /ûT¬i 2i ¨ H /BzmbBQM /2 /Q+mK2Mib b+B2MiB}[m2b /2 MBp2m `2+?2`+?2- Tm#HBûb Qm MQM-

Tm#HB+b Qm T`BpûbX

*`+iû`BbiBQM /2 H [mHBiû /2b û+HB`;2b `iB}+B2Hb U`2M/m /2b +QmH2m`b 2i +QM7Q`i pBbm2HV 2M T`iB+mHB2` TQm` H2b bQm`+2b ¨ HmKB`2b ¨ /BQ/2b ûH2+i`Q@HmKBM2b+2Mi2b U.1GV

CQ`/B LQMM2

hQ +Bi2 i?Bb p2`bBQM,

CQ`/B LQMM2X *`+iû`BbiBQM /2 H [mHBiû /2b û+HB`;2b `iB}+B2Hb U`2M/m /2b +QmH2m`b 2i +QM7Q`i pB@

bm2HV 2M T`iB+mHB2` TQm` H2b bQm`+2b ¨ HmKB`2b ¨ /BQ/2b ûH2+i`Q@HmKBM2b+2Mi2b U.1GVX AMbi`mK2MiiBQMb

LLh, kyR8*LJRyk9X i2H@yRj999Re

ÉCOLE DOCTORALE

SMI

THÈSEprésentée par

Jordi NONNE

Réalisé au sein du Labor

Soutenue15

PourDocteur du Conservatoire National des Arts et

Caractérisation de la qualité des éclairages artificiels (Rendu des couleurs et confort visuel) en particulier pour les sources de lumière à diodes

électroluminescentes (DEL)

RAPPORTEURS :

Enseignant

Georges ZISSISProf

Président du Jury

Frédéric DU

Marc HIMBERT

RaphaelEnseignant

Dominique RENOUX

Professeur

Invités

Maitre de conférences, CNAM

I

Remerciements

Les travaux présentés dans ce manuscrit de thèse ont été réalisés au eu des échange II

GHX[ V°XUV

dans III

Résu

Cette thèse a été réalisée en parallèle avec le projet de recherche " ENG05 lighting », un

QDWLRQDX[GHPpWURORJLHHQ(XURSH/

diminution de puissance consommée mais elles doivent également répondre à des critères de

plusieurs expériences subjectives réalisées dans un environnement contrôlé et reproductible et

de luminance, les résultats obtenus sont comparés aux performances des sources respectives. Mots

Abstract

The ENG05 project funded by the European Research Metrology Programme (EMRP) environ Keywords: color rendering, visual comfort, lighting quality, subjective experiment, IV

Table des matiè

INTRODUCTION AUX TRA

PREMIERE PARTIE

PHYSIQUE DE L'INFORMATION LUMINEUS

ARACTERISTIQUES DES ET DES PHENOMENES OP:

IS

A REFRACTION

OLARISATION

UALITE ONDE/CORPUSCULE

ES GRANDEURS PHOTOME

OTION DE TYPE DE SOU

YNTHESE DES COULEURS

EMPERATURE DE COULEUR PROXIMALE (TCP)

VISION HUMAINE

RINCIPE DE L'VIL

HYSIOLOGIE DE L'VIL

HOTORECEPTEURS

ES TYPES DE VISION

A VISION DES COULEUR

ES ESPACES COLORIMETCIE

DAPTATION DE L'VIL.

PROPRIETES PHYSIQUES

A LAMPE A FILAMENT 'HALOGENE

ES LAMPES A DECHARGE:

IODES ELECTRO-UMINESCENTES

DEUXIEME PARTIE

CARACTERISATIONS DES

ES MOYENS DE CARACTE

DEVELOPPEMENT DES OUT

ONIOCAM

V

TETE OPTIQUE

ETAT DE L'ART DE LA MESURE DE

E RENDU DES COULEURS

E CONFORT VISUEL................................

TROISIEME PARTIE

EXPERIENCE SUR LE REN

ESCRIPTION DU SALON

RESENTATION DES MESU

RESENTATION DES RESU

EXPERIENCE SUBJECTIVE:

ESCRIPTION DES QUATR................................

UT DE L'EXPERIENCE

ES TECHNOLOGIES UTIL

ESCRIPTION DU PROTOC'EXPERIMENTATION

RESENTATION DES MESU

RESENTATION DES RESU

QUATRIEME PARTIE

RENDU DES COULEURS

OMPARAISON DES METRI

ORRELATION DES'EXPERIENCE SUBJECTIV

MPACT DE CERTAINS PA

EVELOPPEMENT D'UN INDICE:

ONCLUSION SUR LE REN

CONFORT

EALISATION DU MODELE

ARAMETRE D'INCONFORT: 'EBLOUISSEMENT

ARAMETRE DE CONFORT

RESENTATION DES PARA

REMIERE APPROCHE D'UN MODELE DE CONFORT

ORRELATION DU MODELE'EXPERIENCE SUBJECTIV

PPROCHE MATHEMATIQUE

VI CORRELATION DU 'EXPERIENCE SUBJECTIV................................

CONCLUSION

B

SOURCES DES FIGURES

ANNEXE 1

ANNEXE 2 METROLOGIE DES RAYONNFRANCE

ANNEXE 3: RESULTATS DE L'EXPERIENCE SUBJECTIV

ANNEXE 4 : RESULTATS DE L'EXPERIENCE SUBJECTIV

ANNEXE 5 : VALEURS DES PARAMETRE

ANNEXE 6 : NOTION D'UNE SOURCE LAMBERTIENNE

ANNEXE 7 : STATISTIQUES POUR LES

VII

Liste des tableaux

Table 1 Grandeurs photométriques

Table 2 Propriétés des cônes et bâtonnets

Table 3 Coordonnées de Munsell

Ta TCS utilisés pour le calcul du CRIRa96

Table 5 Les TCS utilisés par le CQS

Table 6 Échantillons de couleurs du FCI

Table 7 Les six ordres utilisés

Table 8 Résultats des métriques de toutes les sources utilisées dans le temps ainsi que ote: la moyenne prend en compte d'autres mesures Table 9 Variation des niveaux lumineux dans le temps Table 10 Opposition des paramètres à évaluer

Table 11 Corrélation des attributs subjectifs

Table 12 Ordre de passage dans l'expérience évaluant l'éblouissement Table 13 1LYHMX[ OXPLQHX[ HP PHPSpUMPXUH GH ŃRXOHXUV PHVXUpV MX QLYHMX GH O

°LO

Table 14 Luminance de fond et calcul de l'UGR

Table 15 Luminance et écart type pour les différentes zones du test en salon

Table 17 Luminance de fond calcu

Table 18 Résultats CIE UGR du test en compartiments Table 19 Luminance de fond calculée pour le test en bureau

Table 20 Résultats CIE UGR du test en bureau

Table 21 Notes des critères à évaluer lors de l'expérience sur l'éblouissement Table 22 Notes des critères à évaluer lors de l'expérience en salon Table 23 Note des critères à évaluer lors de l'expérience en compartiments

Table 24 Notes

Table 25 Corrélations des métriques avec la base de 122 spectres.

Table 26 corrélations métriques

Table 27 résultats du CRI 2012 avec les facteurs K d'origine Table 28 Différences maximales observées sur les métriques par rapport aux technologies

Table 29 Coefficients de corrélation de Pearson entre les métriques et les données

Table 30 Poids (en %) de chaque paramètre en fonction de la situation Table 31 exemple des facteurs trouvés par le système d'équations

Table 32 facteurs mathématiques choisis.

VIII

Liste des figures

Figure 1 Domaine des fréquences

Figure 3 Loi de Snell

Figure 4 Réfraction d'ondes à travers un prisme

Figure 5 Phénomène de polarisation

Figure 6 Illustration de la grandeur relative à l'éclairement Figure 7 Illustration de la grandeur relative à l'intensité lumineuse

Figure 8 Illustration de la

Figure 9 Synthèse additive des couleurs

Figure 10 Synthèse soustractive des couleurs

Figure 11 Variation de la température de couleur

Figure 12 Gamme des températures de couleur

Figure 13 FRPSRVLPLRQ VŃOpPMPLTXH G

XQ °LO

Figure 14 0pŃMQLVPH G

MŃŃRPPRGMPLRQ GH O

°LO

Figure 15 Composition des photorécepteurs de la rétine Figure 16 Sensibilité spectrale des photorécepteurs Figure 17 Répartition des photorécepteurs sur la rétine Figure 18 De la vision scotopique à la vision photopique

Figure 19 Réponse XYZ

Figure 20 Espace xyz en 3D et en version 2D (xy)

Figure 21 Espace des couleurs Lab

Figure 22 Lampes à filament

Figu Exemple de la répartition spectrale d'une source Halogène Figure 24 Exemple de sources fluorescentes (FL et CFL) Figure 25 Exemple de spectres de sources fluorescentes Figure 26 Lampes à décharge (gauche) source HMI (droite)

Figure 27 Exemples

Figure 28 Principe de fonctionnement des couches de jonction d'une DEL Figure 29 Evolution des efficacités lumineuses des technologies traditionnelles et DEL Figure 30 Répartition spectrale d'un Cluster associant 3 DEL (bleu Figure 31 Répartition spectrale d'une DEL avec excitation dans le bleu + phosphore

Figure 32 Répartition spectrale d'une DEL NUV

Figure 33 Goniomètre à miroir tournant du LNE Figure 34 Exemple des principes d'utilisation d'une sphère d'intégration Figure 35 Schéma montrant une mesure au luminancemètre

Figure 36 Le CDS2100 et une tête optique

Figure 37 Le CS1000

Figure 38 Les lunettes : eye

Figure 39 Gauche : rotation autour du point nodal ; droite : rotation derrière le point nodal

Figure 40 Le Goniocam

Figure 41 Gauche: une image recombinée avec les coefficients correcteurs; droite : sans ces coefficients

Figure 42 La transmission relative de chacune des densités optiques Figure 43 Réponse spectrale de la caméra (capteur +filtre V(Ȝ))

Figure 44 Sensibilité du capteur CCD.

Figure 45 Angles de champs en fonction de la mise au point pour les deux méthodes de correction

Figure 47 Gauche : Réponse

Figure 48 Scène sans correction

Figure 49 Réponse en coordonnées polaires de la tête optique Figure 50 Diagramme de fonctionnement de l'indice de rendu des couleurs

Figure 51 L'angle solide Wn

Figure 52 Représentation des angles Į ȕ XPLOLVpV SRXU OH calcul de l'UGR

Figure 53 Les 15 échantillons du "Desaturated Munsell" à classer dans l'ordre avec l'échantillon d'origine

Figure 54 Panéliste effectuant le test

Figure 55 Répartition spectrale du RGB

IX

Figure 56 Répartition spectrale du RGBY

Figure 57 Répartition spectrale du NUV

Figure 58 Répartition spectrale de la solution à DEL WW (warm white) utilisant les sources de manufacture

Figure Répartition spectrale de la solution à DEL CW (cold white) utilisant les sources de manufacture

Figure 60 Répartitio

Figure 61 Répartition spectrale de la

Figure 62 Répartition spectrale de la solution fluorescente chaude Figure 63 Répartition spectrale de la solution halogène Figure 64 Photos de la corbeille des fruits et légumes sous les différents éclairages

Figure 65 Moyenne des notes subjectives

Figure 66 Différence pour le paramètre "préférence" pour le premier groupe et le deuxième groupe

Figure 67 Différence du paramètre "préférence" entre le premier passage et le deuxième

Figure 68 Densité pour le paramètre de l

Figure 69 Variabilité donnée par le test PCA de toutes les sources Figure 70 Vue schématique de coté du dispositif permettant d'évaluer l'éblouissement Figure 71 Vue schématique de dessus du dispositif permettant d'évaluer l'éblouissement

Figure 72 Photos de l'installation permettant d'évaluer l'éblouissement (gauche : prise derrière la position de

Figure 73 Configuration halogène (gauche: position 1; droite Figure 74 Configuration de spots à DEL (gauche: position 1; droite Figure 75 Configuration à DEL diffuse n°1 (gauche: position 1; droite

Figure 76 Conf

Figure 77 Les quatre configurations des compartiments

Figure 78 Les quatre configurations du bureau

Figure 79 Solutions utilisées dans l'expérience permettant d'évaluer l'éblouissement

Figure 80 Distributions spectrales relatives des sources utilisées dans l'expérience sur l'éblouissement

Figure 81 Distributions spectrales relatives des sources utilisées dans le test en salon

Figure 82 Distributions spectrales relatives des sources utilisées dans l'expérience en compartiments

Figure 83 Distributions spectrales relatives des sources utilisées dans l'expérience en bureau

Figure 84 Numérisation des niveaux lumineux par le Goniocam pour l'expérience sur l'éblouissement

Figure 85 Carte de luminance de l'expérience en salon Figure Zones de luminance utilisées dans l'expérience en salon Figure 87 Carte de luminance de l'expérience en compartiments Figure 88 Zones de luminance utilisées dans l'expérience en compartiments Figure 89 Carte de luminance de l'expérience en bureau Figure 90 Zones de luminance utilisées dans l'expérience en bureau

Figure 91 Taille relative de la

Figure 92 Taille relative de la pupille avec l'inverse des niveaux lumineux et un Figure 93 Analyse LSD pour le paramètre du confort dans le bureau

Figure 94 Moyennes des notes dans les deux sens

Figure 95 Graphique des résultats de l'expérience en salon Figure 96 Graphique des résultats de l'expérience en compartiments Figure 97 Graphique des résultats de l'expérience en bureau Figure 98 Catégorie et répartition des 122 spectres considérés

Figure 99 Résultats des métriques et

Figure 100 Figures radars

Figure 101 Classements des résultats du CRI2012 avec les facteurs d'échelle K d'origine Figure 102 Classements des résultats du CRI2012 avec les nouveaux facteurs d'échelle k

Figure 103 C

Figure 104 Gaussienne utilisée pour faciliter nos Figure 105 Comparaison entre le jeu de TCS théoriques et notre jeu de TCS utilisant la for Figure 106 Impact des variations sur la largeur des gaussiennes

Figure 107 Impact du décalage des jeux de TCS

Figure 108 Comparaison du CRI2012 en fonction des jeux des TCS utilisés avec le facteur K d'origine

Figure 109 Comparaison du CRI2012 en fonction des jeux des TCS utilisés avec le facteur K recalculé

Figure 110 Comparaison du GAI, avec nos indicateurs de l'espace couleurs et de chroma X Figure 111 Comparaison du CRI2012, avec nos indicateurs de l'espace couleurs et de chroma

Figure 112 Comparaison du CRI2012, avec nos indicateurs de l'espace couleurs, de chroma et de contraste

Figure 113 Comparaison du GAI, du CRI2012 et de notre indicateur de l'espace couleurs Figure 114 Comparaison du GAI, du CRI2012 et de notre indicateur de chroma Figure 115 Moyenne des scores obtenus par type de solution et par méthode

Figure 116 Variation

Figure 117 Variation

Figure 118 Variation

Figure 119 Variation

Figure 120 Variation

Figure 121 Variation

Figure 122 Variation

Figure 127 Répartition dans l'espace xy des 80 TCS mathématiques (rose) et des 1000 échantillons réels du

Figure 128 Jeu développé de TCS mathématiques

Figure 129 Bleu saturé

Figure 1 Bleu peu saturé

Figure 131 Pourpre saturé

Figure 132 Pourpre non saturé

Fi Rouge saturé

Figure 134 Rouge peu saturé

Figure 135 Vert saturé

Figure 1 Vert peu saturé

Figure 137 Distribution de l'ensemble des TCS en fonction des longueurs d'onde Figure 138 Comparaison du CRI2012 en fonction des jeux de TCS

Figure 139 Ecarts

Figure 140 Fonction de pondération entre les paramètres de confort et d'inconf Figure 141 Comparaison entre la formule classique de la CIE UGR et des notes subjectives

Figure 142 CIE UGR et la notation du confort

Figure 143 rosasse illustrant les paramètres influençant le confort visuel Figure 144 Courbe du niveau de confort en fonction du niveau relatif de luminance

Figure 145 Distribution des luminances sur le plan de travail: à gauche une source diffuse, à droite des non

Figure 146 Différence entre les transitions

Figure 147 Variation de la TCP spatialement

Figure 148 Organigramme de fonctionnement de notre mod Figure 149 Comparaison entre le modèle et les notes subjectives dans le test en salon Figure 150 Comparaison entre le modèle et les notes subjectives dans le test en compartiments Figure 151 Comparaison entre le modèle et les notes subjectives dans le test en bureau

Figure 152 Comparaison entre le modèle et les notes subjectives pour l'ensemble des expériences

Figure 153 Comparaison entre le modèle mathématique et les notes subjectives dans le test en salon

Figure 154 Comparaison entre

Figure 155 Comparaison entre le modèle

Figure 156 Comparaison entre le modèle mathématique et les notes s XI

Liste des

AN XII 1 I

Les travaux de recherche de cette

2 pratiques relatives au confort visuel

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