Optique : définitions

Les termes en italique sont définis dans cette page.

Aberration chromatique : défaut d'un système optique dont le comportement dépend de la longueur d'onde et qui provoque des phénomènes d'irisation.

Aberration optique : défaut d'un système optique qui provoque une déformation des images.

Angle de défilement : angle dans lequel la source lumineuse ne peut être vue par l'utilisateur. Dans la pratique, cet angle est généralement défini à partir de la verticale jusqu'à la première ligne de vision. Attention cependant, cet angle peut être défini à partir de l'horizontal comme dans la norme d'éclairage intérieur NF EN 12464 :  les valeurs affichées permettent de savoir quelle est la ligne repère (autour de 30°: horizontale ; autour de 60°: verticale).

Anisotrope : caractérise la dépendance à la direction. Cela peut s'appliquer à une propriété ou à une matière, par exemple, un rayon lumineux peut avoir une réflexion qui dépend de son angle d’incidence. Voir également le laminage pour l'aluminium optique.

Basse luminance : caractéristique d'un luminaire dont la luminance est faible, en général suivant certains angles d'élévation. Les définitions varient en fonction des époques et des personnes employant ce terme. Une ancienne classification à partir des abaques de Bodmann et Söllner indiquait des limites précises de luminance sous différents angles. Certains incluent sous ce vocable un luminaire utilisé pour les bureaux, et l'associent bien souvent à une classe photométrique B (alors que la notion de classe photométrique est indépendante de la notion de luminance et d'éblouissement, voir détails). Actuellement, cette définition est associée à une notion d'UGR faible (<19), ce qui est bien plus pertinent.

BRDF (Bidirectional Reflectance Distribution Function) : fonction utilisée dans les modélisations optiques (logiciels dédiés par exemple) définissant l'intensité de la réflexion de la lumière sur une surface opaque en fonction de l'angle incident et de l'angle de réflexion.

Brillant : caractéristique d'une surface particulièrement plane d'un point de vue microscopique, ce qui lui confère des propriétés optiques de réflexion spéculaires importantes (et qui donne à cette surface un effet "miroir"). En ce sens, ce terme est opposé à mat, voir la théorie de l'optique.

BSDF (Bidirectional Scattering Distribution Function) : compilation et généralisation du BRDF et BTDF.

BTDF (Bidirectional Transmittance Distribution Function) : fonction utilisée dans les modélisations optiques (logiciels dédiés par exemple) définissant l'intensité de la transmission de la lumière à travers une surface non opaque en fonction de l'angle incident et l'angle de transmission.

Clair : se dit d'une matière peu opale voire transparente.

Classe photométrique : ancienne classification qui permet de savoir si un luminaire est plutôt intensif (classe A, B, C…. ) ou extensif (classe F, G, H…) et avec une partie indirecte (classe T). Cette classification est basée sur la proportion des rayons émis dans différents secteurs définis d’une sphère. Cette notion, bien que de nature très différente, est de moins en moins utilisée au profit de l’UGR, voir plus de détails et les différentes entre les deux notions dans la page dédiée.

Coefficient de réflexion : propriété d'une surface définie par l'intensité du rayon réfléchi divisée par l'intensité du rayon incident.

Coefficient de transmission : propriété d'une matière définie par l'intensité du rayon transmis divisée par l'intensité du rayon incident.

Collimateur : dispositif optique permettant d'obtenir un faisceau de rayons parallèles à partir d'une source de lumière, typiquement grâce à une lentille convergente (par exemple une lentille de Fresnel) en matière transparente. Des collimateurs d'un ou deux centimètres de diamètre peuvent être utilisés dans les luminaires intérieurs, par exemple avec des LED pour des luminaires pour les bureaux.

Cylindroparabolique : type de réflecteur qui permet d'obtenir un faisceau de rayons parallèles à partir d'une source de lumière. Ces réflecteurs réalisés généralement en aluminium spéculaire (brillant) sont donc très intensifs, typiquement pour éclairer les voies ferrées, voir la page dédiée.

Défilement : principe optique consistant à cacher la source lumineuse à la vue de l'observateur sous un certain angle, voir la page dédiée.

Diffus : propriété d'une surface ou d'une matière qui dirige les rayons lumineux incidents dans tous les sens. En réflexion, ce terme est opposé à spéculaire et en réfraction/transmission, cela correspond à l'effet d'une matière opale.

Diffuseur : dispositif optique permettant de diffuser la lumière, c'est-à-dire d'envoyer les rayons dans toutes les directions, comme une tôle blanche en éclairage indirect en réflexion ou une plaque de verre, PMMA ou polycarbonate opale en transmission, voir la page dédiée.

Diffuseur prismatique : plaque transparente formée de prismes. Ce dispositif optique peut servir à diminuer la luminance et/ou à diriger les rayons, voir la page dédiée.

Diffuseur diamanté : voir diffuseur prismatique.

Dioptre : surface qui sépare deux milieux différents (d'indices de réfraction différents) et qui engendre de la réfraction et de la réflexion au passage d'un rayon lumineux.

DLOR (Downward Light Output Ratio) : partie directe du rendement en service d'un luminaire, c'est à dire dirigée au dessous du plan horizontal. Cette notion est notamment utilisée en éclairage public pour traiter de la pollution lumineuse, → rendement optique, LOR et ULOR.

Eblouissement : conditions de gêne ou inconfort (voire diminution de l’aptitude à distinguer des objets) provoquée par des luminances ou des contrastes de luminances trop élevés.

Extensif : propriété d’un flux lumineux à être large ou aptitude d’un système optique à élargir un flux lumineux.

FFR : rapport entre le flux supérieur (ULOR) et inférieur (DLOR) d'un luminaire. Si le luminaire n'éclaire que "vers le bas", FFR sera nul.

Fresnel : voir Lentille de Fresnel ci-dessous.

FWHM (Full Width at Half Maximum) : en français LMH (Largeur à Mi-Hauteur). Il s'agit d'une méthode rapide et très utilisée pour déterminer un angle de diffusion : l'angle est défini par les deux points correspondant à la moitié du maximum du pic de la courbe.

Grille double parabole : système optique en aluminium généralement brillant (spéculaire) composé de deux paraboles orthogonales, l’une formée par les miroirs et la série des autres par les lamelles successives. Ce type de système optique est très utilisé - notamment avec des tubes fluorescents - dans les bureaux comportant des ordinateurs car il permet d’éviter des réflexions de voile (UGR<19 voire UGR<16). A noter que rigoureusement la forme ne correspond pas à une parabole géométrique car le flux serait trop intensif et il serait impossible d’avoir une bonne uniformité d’éclairement dans la pièce, voir la page dédiée.

Grille antidéfilement : système optique à lamelles métalliques (acier ou aluminium) permettant de cacher la source lumineuse à la vue de l'observateur sous un certain angle, voir défilement. A noter que le flux lumineux n'est pas dirigé, contrairement à ce que produit la grille double parabole ci-dessus, voir la page dédiée.

Indice de réfraction : grandeur sans dimension propre à un milieu (eau, air, verre, PMMA...) caractérisant le comportement de la lumière dans ce milieu. Cet indice permet de calculer le trajet des rayons lumineux en fonction des milieux traversés et peut dépendre de la longueur d'onde ce qui permet par exemple de décomposer la lumière blanche (voir les prismes et l'arc-en ciel).

Intensif : propriété d’un flux lumineux à être concentré ou aptitude d’un système optique à concentrer un flux lumineux.

Isotrope : il s'agit du fait de ne pas dépendre de la direction. Cela peut s'appliquer à une propriété ou à une matière, par exemple le déplacement de la lumière dans l'air.

Lentille : dispositif optique composé d’une matière transparente et dont la forme est étudiée pour diriger la lumière d’une façon spécifique, convergente ou divergente.

Lentille de Fresnel : lentille spécifique qui consiste à garder les propriétés de la lentille convergente plan/convexe en enlevant de la matière pour diminuer les coûts et le poids. Cette lentille très utilisée (notamment dans les phares maritimes) a été inventée par Augustin Fresnel, scientifique français né en 1788.

LMH (Largeur à Mi-Hauteur) : voir FWHM.

LOR (Light Output Ratio) : rendement en service d'un luminaire, → rendement optique, LOR et ULOR.

Luminance : quantité de lumière reçue dans un angle solide donné divisée par la surface éclairante, voir la page dédiée. Cette notion qui s’exprime en cd/m² est très utile pour mesurer et anticiper les éventuels problèmes d’éblouissement, → UGR.

Mat : caractéristique d'une surface non plane d'un point de vue microscopique, ce qui lui confère des propriétés optiques de réflexion diffuses importantes. En ce sens, ce terme est opposé à brillant, voir la théorie de l'optique.

Opale : se dit d'une matière homogène d’aspect blanc (souvent laiteux) non opaque. Cette matière dans l’éclairage est généralement du verre, du polycarbonate, ou du PMMA. Suivant les matériaux, l’opalescence peut être obtenue soit dans la masse, soit par un traitement de surface type sablage.

Opaque : se dit d'une  matière qui ne laisse pas passer la lumière, c'est-à-dire les ondes électromagnétiques de longueurs d'onde comprises entre 380 et 780 nm.

Optique géométrique : partie de la science physique qui étudie l’optique en prenant comme postulat que la lumière se déplace suivant des rayons lumineux suivant des règles définies.

Parabole : forme géométrique correspondant à une équation du second degré en mathématique. Cette forme possède un point singulier appelé foyer qui a la propriété d’être le point où se concentrent tous les rayons parallèles à l’axe de la parabole. Cette propriété est utilisée pour les paraboles qui captent les chaines de télévision : le récepteur est au foyer et les ondes viennent des satellites, ce qui est considéré comme l’infini. Réciproquement, une source de lumière placée au foyer d’une parabole spéculaire verra ses rayons sortir dans l'axe de la parabole, ce qui est la manière de diriger la lumière en réflexion, voir la page dédiée.

PMMA (PolyMethylMethAcrylate) : plastique appelé également plexiglas ou altuglas®. Cette matière est très utilisée en optique car elle possède un bon coefficient de transmission lumineuse, voir la page des matières utilisées en optique.

Polycarbonate : plastique très résistant très utilisé dans l'industrie du luminaire pour ses propriétés de transparence, voir la page des matières utilisées en optique.

Rayon absorbé : en optique géométrique, rayon qui est absorbé par la matière étudiée, → théorie de l'optique.

Rayon incident : en optique géométrique, rayon qui arrive sur la matière étudiée, → théorie de l'optique.

Rayon réfléchi : en optique géométrique, rayon qui se réfléchit sur la matière étudiée, → théorie de l'optique.

Rayon réfracté : en optique géométrique, rayon qui est dévié par la matière étudiée, → théorie de l'optique.

Rayon transmis : en optique géométrique, rayon qui sort de la matière étudiée, → théorie de l'optique.

Réflecteur : système optique généralement en aluminium qui réfléchit la lumière. Il en existe de multiples variétés : asymétrique/symétrique, intensif/extensif, cylindroparabolique…, → la page dédiée.

Réflexion : phénomène physique correspondant à ce qu'il se passe lorsque des rayons incidents interfèrent avec une surface et reviennent dans leur milieu d'origine.

Réfraction : phénomène physique correspondant à ce qu'il se passe lorsque des rayons incidents traversent une surface et ne reviennent pas dans leur milieu d'origine.

Réfringent : se dit d'un milieu qui produit une réfraction, c'est à dire qui réfléchit - au moins en partie - la lumière.

Rendement en service : rendement optique mesuré dans des conditions réelles, c’est-à-dire prenant en compte les effets de températures. Ce rendement peut différer d’environ 15% du rendement optique et peut être supérieur à 1, → LOR, DLOR, ULOR et détails.

Rendement optique : rendement théorique d’un système optique exprimé par le rapport entre le flux sortant du système divisé par la somme des flux des sources. Ce rendement ne peut être supérieur à 1 contrairement au rendement de service, → détails.

Satiné : se dit d'une surface dont l'état est entre brillant et mat, c'est-à-dire avec des composantes de réflexion spéculaires et diffuses.

Spéculaire : propriété théorique d’une matière à ne générer qu’un rayon réfléchi à partir d’un rayon incident en respectant les lois de l’optique géométrique. C’est l’effet miroir qui se reconnait par la faculté d’une surface à proposer des reflets nets. Généralement les surfaces brillantes sont plutôt spéculaires, contrairement aux surfaces satinées ou mates. Dans la pratique, les surfaces des matières ne sont pratiquement jamais complètement spéculaires et proposent toujours une part de réflexion diffuse, voir la théorie de l'optique.

Transparent : propriété d’une matière translucide, c’est-à-dire incolore et non opaque. Une matière transparente plane d’épaisseur homogène ne transformera pas ce qui est vu. Dans le cas contraire (matière non plane ou épaisseur non homogène), les modifications peuvent être voulues et sensibles (lentille, prisme…).

Très basse luminance : caractéristique d'un luminaire dont la luminance est très faible, en général suivant certains angles d'élévation, voir basse luminance. Les définitions varient en fonction des époques et des personnes employant ce terme. Une ancienne classification à partir des abaques de Bodmann et Söllner indiquait des limites précises de luminance sous différents angles plus contraignantes que celles pour la basse luminance. Certains incluent sous ce vocable un luminaire utilisé pour des applications très précises comme le dessin par exemple, et l'associent bien souvent à une classe photométrique A (alors que la notion de classe photométrique est indépendante de la notion de luminance). Actuellement, cette définition est associée à une notion d'UGR faible (<16), ce qui est bien plus pertinent. Le Syndicat de l'éclairage a proposé en 2009 la définition suivante :
Luminaires « Très Basse Luminance, TBL » de :
Catégorie 1 : TBL 55 / 1 000 Luminance moyenne du luminaire inférieure à 1 000 cd.m-² pour γ ≥ 55° dans tous les plans C
Catégorie 2 : TBL 65 / 200 Luminance moyenne du luminaire inférieure à 200 cd.m-² pour γ ≥ 65° dans tous les plans C
Catégorie 3 : TBL 65 / 1 000 Luminance moyenne du luminaire inférieure à 1 000 cd.m-² pour γ ≥ 65° dans tous les plans C

ULOR (Upward Light Output Ratio) : partie indirecte du rendement en service d'un luminaire, c'est à dire dirigée au dessus du plan horizontal. Cette notion est notamment utilisée en éclairage public pour traiter de la pollution lumineuse, → rendement optique, LOR et DLOR.

Définitions  : Source et lampeBallast et alimentationGradationLuminairePhotométrie et éclairagismeInstallation et maintenanceLumièreCouleursEcologie

mise à jour : 19 juin 2017