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PHOTOMÉTRIE

La photométrie proprement dite s'occupe de la comparaison quantitative des lumières (émises par des sources, transportées par des faisceaux ou agissant sur des récepteurs), d'après leur perception par l'œil. Elle est dite objectivement homochrome si les lumières étudiées ont toutes la même couleur, leurs compositions spectrales étant en outre identiques ou très voisines. Si ces compositions spectrales diffèrent notablement, les couleurs pouvant avoir cependant même apparence (lumières subjectivement homochromes), et a fortiori si les couleurs ne sont pas les mêmes (lumières hétérochromes), des conventions doivent intervenir, fondées sur les réponses d'un observateur moyen, notion sur laquelle on reviendra.

La photométrie physique utilise des récepteurs autres que l'œil, étalonnés de façon que le résultat des mesures soit le même qu'en photométrie visuelle. Mais on donne aussi, par extension, le nom de photométrie (plus souvent que celui de radiométrie) à la mesure des flux d'énergie transportés par les rayonnements, qu'ils soient visibles, infrarouges ou ultraviolets, et des grandeurs qui s'y rattachent. La spectrophotométrie évalue les divers constituants monochromatiques d'une lumière complexe, ou compare, longueur d'onde par longueur d'onde, des lumières diverses.

Les grandeurs que l'on devra considérer ici (éclairements, flux, intensités, luminances, etc.) et les unités correspondantes (lux, lumen, candela, nit) sont reliées par des définitions qui se transposent aisément du cas des appréciations visuelles à celui des déterminations énergétiques.

Depuis les premiers traités publiés au xviiie siècle par P. Bouguer et par J. H. Lambert (1729 et 1760), le langage de la photométrie s'est progressivement précisé, grâce en particulier aux travaux d'André Blondel et de la Commission internationale de l'éclairage (C.I.E.). Sa connaissance et celle des étalons et des techniques mises en œuvre sont indispensables pour l'étude de nombreuses applications concernant l'éclairagisme, l'optique physiologique, l'action biologique ou chimique des radiations, ainsi que l'optique instrumentale et les conditions d'émission ou d'absorption des rayonnements par la matière.

Grandeurs et unités intervenant en photométrie visuelle

Les définitions de grandeurs et unités intervenant dans cet article sont conformes aux recommandations de la C.I.E. On traitera d'abord de la photométrie visuelle homochrome.

Éclairement et flux lumineux

On dit que deux surfaces ont le même éclairement si, lorsqu'on les recouvre d'écrans diffusants blancs, ces derniers présentent le même aspect dans des conditions identiques d'observation (plages juxtaposées, par exemple). Soit une surface éclairée, d'abord par une source O1, puis par une source O2, enfin par O1 et O2 simultanément, les sources ne se masquant pas l'une l'autre, les éclairements correspondants E1, E2 et E sont, par convention, tels que :

Valeurs de l'éclairement - crédits : Encyclopædia Universalis France

Valeurs de l'éclairement

Le tableau 1 donne quelques exemples d'éclairement. Ces grandeurs sont mesurables ; dans le système international, l'unité d'éclairement est le lux (symbole lx) défini ci-après ; on emploie aussi le phot (ph) valant 104 lux.

Le flux lumineux F reçu par une surface d'aire S est, par définition, le produit de S par son éclairement E. Si celui-ci n'est pas uniforme, F prend la forme d'une intégrale d'espace étendue à la surface considérée :

La règle d'additivité des éclairements entraîne celle des flux lumineux. L'unité correspondante, le lumen (lm), est le flux reçu par une surface de 1 m2 dont l'éclairement est partout 1 lux.

Le flux lumineux F est, pour une lumière de composition spectrale déterminée, proportionnel à la puissance transportée, dite flux d'énergie[...]

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Écrit par

  • : professeur à l'université de Paris-XI, Orsay, directeur des études à l'École supérieure d'optique, Orsay
  • : directeur honoraire de l'Institut d'optique théorique et appliquée de Paris, professeur honoraire au Conservatoire national des arts et métiers

Classification

Pour citer cet article

Michel CAGNET et Pierre FLEURY. PHOTOMÉTRIE [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )

Article mis en ligne le et modifié le 25/03/2009

Médias

Valeurs de l'éclairement - crédits : Encyclopædia Universalis France

Valeurs de l'éclairement

Émittance d'une source en un point O - crédits : Encyclopædia Universalis France

Émittance d'une source en un point O

Intensité d'une source ponctuelle - crédits : Encyclopædia Universalis France

Intensité d'une source ponctuelle

Autres références

  • BOUGUER PIERRE (1698-1758)

    • Écrit par
    • 423 mots

    Géophysicien français né le 16 février 1698 au Croisic, mort le 15 août 1758 à Paris, fondateur de la photométrie (mesure de l'intensité lumineuse).

    Enfant prodige, Pierre Bouguer apprend avec son père, Jean Bouguer, l'hydrographie et les mathématiques. À la mort de ce dernier, il n'a...

  • FOUCAULT LÉON (1819-1868)

    • Écrit par
    • 990 mots
    • 1 média
    ...1835. Par la suite, Foucault collabore avec Hippolyte Fizeau (1819-1896), camarade de promotion au collège Stanislas, pour appliquer cette technique à la photométrie (mesure du rayonnement lumineux) dans le but de comparer les intensités lumineuses des étoiles. Après des travaux fructueux pendant quelques...
  • PHOTOGRAPHIE - Sensitométrie

    • Écrit par
    • 8 497 mots
    • 4 médias
    Pour les besoins usuels de la photographie, les unités photométriques visuelles sont utilisées (cf. photométrie). Les sources lumineuses sont donc caractérisées par leur intensité I, exprimée en candelas (cd), et leur luminance L, qui représente l'intensité de la source par unité de surface...
  • PHOTOGRAPHIE - Appareils photographiques argentiques

    • Écrit par
    • 7 725 mots
    • 12 médias
    Pour évaluer la quantité de lumière nécessaire à la lumination du film, les appareils intègrent un posemètre. La cellule, qui n'est que la partie sensible à la lumière du posemètre, est généralement constituée de silicium dopé. Ce matériau photorésistant, précis et stable, qui remplace le sélénium,...
  • Afficher les 7 références