ECHY | Colorimétrie et qualité spectrale
La qualité spectrale d'une source lumineuse dépend de nombreux paramètres qui ne sont pas disponibles dans les fiches techniques des luminaires. Découvrez dans cet article la définition du spectre, des indicateurs de rendu des couleurs et leurs importances sur les applications d'un projet d'éclairage.
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Qualité spectrale d’une source lumineuse

La qualité d’une source lumineuse dépend notamment de son spectre lumineux et de sa colorimétrie. Qu’entend-on par qualité spectrale d’une lumière ? Quels sont les indicateurs permettant de la qualifier ? Quelle colorimétrie pour quelle application ?

LES INFORMATIONS COLORIMETRIQUES GENERALEMENT DISPONIBLES

Les fiches techniques des appareils d’éclairage reprennent en général quelques informations colorimétriques sommaires, tels que la Température de Couleur ou l’Indice de Rendu des Couleurs (IRC). Ces paramètres donnent un premier aperçu des caractéristiques d’un luminaire mais ne sont pas suffisantes pour qualifier la qualité spectrale d’une lampe. C’est grâce aux informations colorimétriques du luminaire que nous pouvons la quantifier. Il faut désormais aller au-delà des informations généralement fournies dans les fiches techniques des appareils d’éclairage, pour qualifier la qualité spectrale d’un luminaire.  

LE SPECTRE LUMINEUX D’UNE SOURCE

La lumière blanche est composée d’un mélange de rayons lumineux ayant chacun sa propre longueur d’onde et donc sa propre couleur. Le spectre lumineux permet de définir la répartition en intensité de ces différents rayonnements. Le spectre idéal pour l’être humain est celui de la lumière naturelle qui correspond à un spectre complet et continu. C’est à partir du spectre lumineux que sont calculées les informations colorimétriques tels que la température de couleur et l’indice de rendu des couleurs. Les sources lumineuses ont des spectres caractéristiques, comme on peut le voir ci-dessous avec : la lumière naturelle ; une LED standard et un tube fluorescent standard. 

LES INDICATEURS COLORIMETRIQUES

La Température de Couleur

Calculée à partir du spectre lumineux de la source, la température de couleur indique la teinte de la lumière blanche. Elle s’exprime en Kelvin. Typiquement, un blanc froid, correspondant à une température de couleur de plus de 5.000K, aura une part de rayonnement bleu plus importante qu’un blanc neutre (4.000K) ou qu’un blanc chaud (inférieur à 3.500K) qui aura quant à lui une dominante du rayonnement rouge. La température de couleur va permettre de qualifier l’ambiance lumineuse et doit être choisie en fonction de l’application et du niveau d’éclairement de l’espace. Une température de couleur décorrélée de l’éclairement aura un impact sur le confort comme l’illustre la courbe de Kruithof ci-dessous.

L’Indice de Rendu des Couleurs

L’IRC est un indice compris entre 0 et 100, qui est calculé à partir du spectre lumineux de la source. Il a été mis en place par la Commission Internationale d’Eclairage (CIE) et permet de définir la capacité d’une source lumineuse ou d’un luminaire à fidèlement présenter les couleurs des objets exposés par la lumière. 15 échantillons de couleurs sont pris en compte par l’IRC (indices R1 à R15) et la valeur moyenne des indices R1 à R8 est présentée en tant qu’IRC sur les fiches techniques des luminaires. L’IRC en tant que valeur moyenne ne prend donc pas en compte l’ensemble des couleurs, notamment le R9 (rouge) qui est en général le parent pauvre des sources lumineuses LED. Le détail apporte des informations très utiles sur le rendu spécifique de certaines couleurs, comme l’illustrent les 3 graphiques ci-dessous, correspondant aux indices R1 à R15 des sources lumineuses déjà vues au-dessus (lumière naturelle, LED standard, fluorescent standard).

L’Indice TM30-15

Autre indicateur de rendu des couleurs et des textures, le TM30-15 est plus récent et plus complet que l’IRC. En plus des couleurs, il définit la capacité d’une source lumineuse à fidèlement présenter les textures des objets éclairés. Il se compose d’un indice de saturation, Rg, et d’un indice de fidélité, Rf. Cet indice prend en compte 99 échantillons de couleurs uniformément répartis et donc plus représentatifs que l’IRC. Les détails fournis par l’indice TM30-15 sont nombreux et permettent de qualifier précisément la meilleure source lumineuse pour chaque projet d’éclairage. Les indices TM30-15 des sources lumineuses précédentes sont présentés ci-dessous (lumière naturelle, LED standard, fluorescent standard).

LA COLORIMETRIE ET SES APPLICATIONS

Chaque projet de mise en lumière d’un espace est différent et doit prendre en compte son usage et son application. Ainsi, un projet d’éclairage d’un plateau de bureaux sera complètement différent d’un projet d’éclairage d’une chaîne de production ou d’un magasin. La qualité d’un éclairage passe nécessairement par le choix d’une source lumineuse ayant une colorimétrie adaptée à son application. Les indicateurs Température de Couleur IRC et TM30-15 fournissent suffisamment d’informations pour faire un choix de luminaire éclairé.

Par exemple, un pépiniériste choisira un éclairage dont le rendu de la couleur verte est excellent ; un institut de beauté recherchera un excellent rendu de la texture peau ; un poste de contrôle qualité industriel aura besoin d’un rendu des textures et des couleurs complet et très élevé.

 

La qualité spectrale et colorimétrique d’une source lumineuse ne peut se réduire à la seule information d’IRC moyen indiqué dans les fiches techniques des luminaires. Le spectre lumineux d’une source doit être complet et continu, se rapprochant le plus possible de la lumière naturelle. Les indices IRC et TM30-15 permettent de quantifier la capacité d’une source à restituer fidèlement les couleurs et les textures. Ces éléments doivent être pris en compte dans tout projet d’éclairage, mais ne sont malheureusement pas toujours lisibles dans les fiches techniques fournisseurs.