Sources multiples

Dans la plupart des travaux portant sur l’éblouissement d’inconfort, la grande majorité des expérimentations sont d’abord réalisées pour une source lumineuse présente dans le champ visuel (Hopkinson, 1940; Luckiesh & Guth, 1949; Schmidt-Clausen & Bindels, 1974; Bennett, 1977, 1979a; Bul-lough et al., 2008; Lin et al., 2014). Toutefois, certaines études se sont ensuite intéressées au cas où plusieurs sources étaient allumées simultanément.

Dans ses travaux, Hopkinson a introduit le concept d’additivité de l’adap-tation (Hopkinson, 1940). Dans les expérimenl’adap-tations qu’il a conduites, plu-sieurs sources étaient allumées dans le champ de vision d’un observateur. Ce dernier devait alors ajuster la luminance de fond de la scène visuelle jusqu’à ressentir un des quatre niveaux de gêne demandé : "Juste intolé-rable", "Juste inconfortable", "Satisfaisant" ou "Non perceptible". Grâce à

ses résultats, Hopkinson démontra que pour un niveau de gêne donné, la luminance de fond Lb,NS ajustée pour NS sources allumées simultanément (avec NS ∈[1; 10]) correspond à la somme des luminances de fond Lb,i ajus-tées quand chaque source Si est allumée seule. Autrement dit :

L_b,NS =

NS

X

i=1

L_b,i (2.2)

Quelques années plus tard, Luckiesh & Guth (1949) ont proposé le concept de "source équivalente". L’idée était de simplifier une scène visuelle multi-sources (i.e. présentant plusieurs multi-sources allumées simultanément) par une unique source qui génère le même niveau d’éblouissement d’inconfort. Ils ont suggéré que l’éblouissement d’inconfort généré par une scène visuelle multi-sources pouvait correspondre à la somme des contributions individuelles de chaque source à la gêne2. Malheureusement, en testant ce concept avec des données multi-sources, il ne fonctionnait pas avec leur modèle.

Pour une source donnée, sa contribution à la gêne dépend des quatre principaux facteurs présentés dans la Section 2.1.2. En se fondant sur cette hypothèse d’additivité des contributions de chaque source à la gêne, certains modèles de prédiction de l’éblouissement d’inconfort, initialement construits pour une seule source (Schmidt-Clausen & Bindels, 1974; Bennett, 1979a,b; Einhorn, 1979), ont été généralisés à plusieurs sources (cf. Section 2.2). Schmidt-Clausen & Bindels (1974) utilisent ce concept de source équiva-lente (en termes de gêne) et expliquent qu’il est possible de remplacer un nombre de sources éblouissantes par une seule source localisée au « centre de l’éblouissement » des sources éblouissantes.

Selon cette hypothèse d’additivité, plus il y a de sources lumineuses de mêmes caractéristiques photométriques et géométriques, plus l’éblouisse-ment d’inconfort est important. En éclairage public, la source lumineuse la plus proche de l’observateur (i.e. celle qui est vue avec la taille la plus grande) est celle qui contribue le plus à l’éblouissement d’inconfort, car les autres apportent une contribution moindre (Bennett, 1987). Ce résultat est validé par Bullough et al. (2008) qui montrent que lorsqu’un observateur regarde en direction d’une source (i.e. θS= 0˚), la présence d’une deuxième source identique peut être ignorée si elle est suffisamment éloignée (de quelques degrés d’excentricité) de la source vue en vision fovéale. Dans le cadre d’une situation d’éclairage public, de Boer & Schreuder (1967) ajoutent que di-minuer de moitié le nombre de luminaires visibles dans le champ visuel n’entraîne qu’une légère diminution de l’éblouissement d’inconfort.

Toutefois, cette hypothèse d’additivité ne prend pas en compte la disposi-tion spatiale des sources les unes par rapport aux autres (qui peut être quan-tifiée par la distance angulaire entre deux sources consécutives). Avec l’ar-rivée des luminaires à LEDs, de récents travaux portant sur l’hétérogénéité des sources ont abordé cette problématique (Kasahara et al., 2006; Funke & Schierz, 2015; Tashiro et al., 2015; Donners et al., 2015). En considérant des luminaires à LEDs représentatifs d’une situation d’éclairage intérieur, ces études ont examiné l’effet de la distance entre deux LEDs consécutives (également appelée "pitch") sur l’éblouissement d’inconfort (cf. Figure 2.5). Nous pouvons considérer que ces luminaires sont caractérisés par un grand nombre de sources LEDs séparées par de très petites inter-distances (cf. Figure 2.5).

Figure 2.5 – Schéma d’une matrice LED qui montre des LEDs séparées par une même inter-distance (ou pitch).

Dans ces études, différents types de matrices LEDs ont été étudiés et trois facteurs ont été manipulés pour décrire l’arrangement spatial des LEDs au sein d’un luminaire : le "pitch" entre les LEDs (i.e. l’inter-distance), la surface de la matrice et le nombre de LEDs sur cette matrice. Les résultats diffèrent d’une étude à l’autre en fonction de l’excentricité de la matrice LED. Pour un éclairement vertical donné et une excentricité inférieure à 10˚, un luminaire non-uniforme apparaît plus éblouissant qu’un luminaire uniforme (Waters et al., 1995; CIE, 2013; Tashiro et al., 2015; Donners et al., 2015). Cependant, aucun consensus n’a été établi pour une excentricité supérieure à 10˚(CIE, 2013). A partir de leurs résultats expérimentaux, Waters et al. (1995) ont trouvé qu’une source non-uniforme produisait moins de gêne qu’une source uniforme ayant la même luminance moyenne. Donners et al. (2015) n’ont quant à eux détecté aucune influence de l’hétérogénéité d’une matrice de LEDs sur l’éblouissement d’inconfort lorsque θS > 10˚.

A partir de cette littérature, deux gammes de valeurs d’excentricité de-vraient être considérées séparément. Jusqu’à 10˚d’excentricité (Kasahara et al., 2006; Donners et al., 2015), augmenter l’inter-distance des LEDs en-traîne une augmentation de l’éblouissement d’inconfort tant que le "pitch" entre deux LEDs consécutives est inférieur à 0,2˚. Cet effet n’est plus dé-tecté pour des inter-distances de LEDs supérieures à 0,2˚(du moins jusqu’à une valeur maximale d’inter-distance testée à 5˚), à la fois pour les gammes de valeurs d’excentricité inférieures et supérieures à 10˚(Funke & Schierz, 2015; Tashiro et al., 2015).

Pour changer l’inter-distance entre deux LEDs consécutives dans ces études, soit la surface de la matrice LED, soit le nombre de LEDs sur la matrice ont été modifiés. Malheureusement, ces études (Kasahara et al., 2006; Funke & Schierz, 2015; Tashiro et al., 2015; Donners et al., 2015) se sont uniquement concentrées sur le design des luminaires LEDs et ne se sont pas intéressées à l’effet de l’inter-distance des LEDs indépendamment des autres facteurs (surface de la matrice ou nombre de sources LEDs). De plus, ces études ont principalement été menées pour des conditions d’éclairage intérieur, i.e. en vision photopique avec des luminances de fond au-dessus de 50 cd/m2

(Kasahara et al., 2006; Donners et al., 2015). Très peu d’études se sont in-téressées à la problématique de la disposition spatiale des sources les unes par rapport aux autres en vision mésopique ou scotopique, généralement présente en condition d’éclairage extérieur (avec Lb 6 10 cd/m² (Tashiro et al., 2015)). Par conséquent, il serait intéressant d’avoir davantage d’in-formations pour des luminosités ambiantes représentatives d’une situation d’éclairage extérieur.