NATURE DE LA SOURCE
Bougie 0,00293
Lampe à pétrole o,oo3i5
Lampe à huile 0,00442
Gaz de houille o,oo3i7
Lampe à incandescence 0,06
Lampe à arc 0,10
Tube de Geissler o,33
La proportion de rayons rouges est beaucoup plus grande dans les flammes hydrocarburées que dans les lampes à arc. Le degré d'incandescence, § 726, étant i pour la Carcel, atteint 1,1 avec les lampes à incandescence, 1,7 avec la lampe à arc et 2 dans le cas du soleil. L'arc voltaïque est donc la lumière artificielle qui se rapproche le plus de celle du jour. Sa lumière est, par suite, supérieure à toute autre lorsqu'il est important de conserver aux objets leurs couleurs propres. Si, au contraire, il ne s'agit que de distinguer du noir sur du blanc , les flammes rougeâtres sont équivalentes à intensité égale.
Une autre méthode, due à Thomsen , permet de mesurer les radiations émises par un foyer à l'aide de la pile thermo-électrique de Melloni et d'un galvanomètre. La pile est étalonnée au préalable en substituant au foyer à étudier une sphère remplie d'eau perdant
462 ÉLMRAGE ÉLECTRIQUE
en Tuniié de temps une quantité de chaleur déterminée d'après les indications d'un thermomètre.
Si Ton interpose entre le foyer et. la pile une solution d'alun, qui jouit de la propriété d'être opaque pour les rayons obscurs, on mesure seulement les radiations lumineuses. En remplaçant l'alun par du sulfure de carbone , on relève les radiations totales. Cette méthode a l'avantage sur la précédente de se prêter à la détermination des radiations lumineuses sous diverses inclinaisons.
738. — Éclairement des espaces découverts et des espaces dos. Données pratiques. — La hauteur à laquelle on dispose les foyers puissants doit être relativement grande, afin de régulariser l'édairement horizontal et de soustraire les lampes à la vue. Si l'œil est frappé par la lumière directe d'un foyer, la pupille, faisant fonction de diaphragme, se rétrécit et ne laisse entrer dans le globe oculaire qu'une quantité de lumière insuffisante pour permettre à la rétine de distinguer les objets peu éclairés. En outre, le contraste entre ceux-ci et la lampe diminue encore l'effet d'éclairement. Pour bien apprécier ces phénomènes physiologiques , il suffit de regarder les objets éclairés, d'abord en même temps que le foyer, puis en dissimulant les rayons directs de la lampe à l'aide de la main ou d'une visière. La différence d'effet est remarquable. De là l'utilité de l'emploi des globes. Si un globe absorbe 25 pour 100 en donnant une lumière mieux répartie et assez diffusée pour accroître l'ouverture de la pupille d'une quotité correspondante, la quantité totale de lumière reçue par l'œil n'est pas diminuée.
La hauteur des foyers peut être déduite de considérations théoriques. Soit le cas d'une source lumineuse émettant des rayons d'égale intensité dans toutes les directions. L'éclairement sous l'incidence a produit à une distance / suivant l'horizontale est, en appelant h la hauteur du foyer d'intensité moyenne I,
I cosa l h
En considérant h comme variable, il est facile de voir que l'éclairement à la distance / est maximum pour
C'est là la hauteur la plus favorable pour un rayon / à éclairer.
L'angle d'incidence est alors 54<>44'. Cette condition est rarement réalisable ; ainsi, pour une distance / = 5o m , il faudrait des mâts de 35 m de hauteur.
Connaissant la valeur de I et Téclairement minimum à réaliser e, les relations (i) et [2) conduisent à
Si Ton se donne Téclairement moyen €,„ , la hauteur des lampes et le rayon à éclairer, il est facile de déterminer Tîniensîté lumineuse des foyers. En effet, la quantité de lumière à produire est TzPem dans le rayon /. Mais Tintensité lumineuse est la quantité de lumière dans Tunité d'angle solide. Or , au rayon / correspond un angle solide dont la mesure est 2 ir ( i — cos a ) ; on a donc
«/«tf«
2k(i — COS a) L'équation
fournit l'intensité du courant à faire passer , dans une lampe à arc à courant continu, pour obtenir la lumière désirée.
Dans le cas où Ton cherche le rayon dans lequel une lampe donnée , placée à une hauteur déterminée , fournit un éclairement moyen e„„ on résoud l'équation (4) par rapport à /, en remarquant que
cosoL = h(h^ + P) S
on obtient
La table suivante, à triple entrée, est calculée d'après cette équation, jointe à la formule (5)
éclairage: électrique.
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Intensité du courant
(en ampères)
d'un arc à courant
continu.
Hauteur du foyer en mètres.
Distance du pied
du foyer
(en mètres) pour
laquelle on obtient
un éclairement :
em = I
RENDEMENT Ll'MINElX DES LAMPES ÉLECTRIQUES. 465
Si Ton introduit dans Téquaiion (4) la condition (2)
on obtient
Cette dernière formule permet de déterminer le rayon du cercle horizontal dans lequel une source lumineuse placée à la hauteur la plus avantageuse fournira un cclairement moyen donné.
Les foyers à arc donnant une répartition de lumière très inégale suivant les diverses directions d*un plan vertical, les équations précédentes ne leur sont pas rigoureusement applicables.
Si Ton trace dans un tel plan passant par le foyer, la courbe des éclairements produits sur le sol par ce dernier, on obtient, avec une sphère éclairante homogène, une ligne présentant une ordonnée maxima au pied de la lampe et descendant rapidement vers le sol de part et d'autre de celle-ci, § 733.
Avec un arc à courant continu, au contraire, Téclairement est nul au pied du foyer (si Ton néglige la lumière diffusée par l'atmosphère et si Ton suppose que le foyer ne possède pas de réflecteur). La courbe des éclairements s'élève rapidement de chaque côté du foyer, présente un maximum, puis décroît asymptotiquement vers le sol. Les ordonnées maxima correspondent à des distances au pied du foyer sensiblement égales à la hauteur de celui ci.
Le calcul de réclairenient d'une salle présente de grandes difficultés, par suite du pouvoir diffusant des parois.
Le coefficient de diffusion atteint jusque 0,80 avec des murs blancs, mais il est généralement beaucoup inférieur dans les appartements. Un papier jaune donne 0,40, un papier bleu o,25 , un papier brun foncé 0,1 3.
Soit A le coefficient de diffusion d'une salle dans laquelle la
quantité de lumière émise est Q. Une quantité de lumière A Q est
renvoyée par les parois, tandis que la quantité (i — A) Q est
absorbée. Une seconde diffusion rend de même une quantité de
lumière A^ Q et ainsi de suite. La lumière totale utilisable est
Q(i +A + Aa+. ..) = Q
Si A = o,5o, la salle paraît donc deux fois plus brillante que si les murs sont noirs. On voit Timportance de donner des teintes claires aux murs des appartements, au point de vue de la bonne utilisation de la lumière. Les salles d'atelier doivent être soigneusement blanchies à la chaux.
Un éclairement de luxe, permettant de lire commodément, est voisin de 10 bougies décimales à i m. La lumière diffuse du jour dans les appartements représente environ 5o bougies décimales à I m. Dans les ateliers exigeant beaucoup de lumière, comme les filatures, on demande 5 bougies à i m, tandis que dans les ateliers ordinaires, il suffit d'un éclairement général de 2 bougies à I m, indépendamment de Téclairage spécial nécessaire pour certains outils.
Les places et les rues principales d'une ville exigent un éclairement moyen de 2 bougies à i m, tandis que les rues secondaires et les cours se contentent de i bougie à i m.
On exprime fréquemment en pratique Téclairage d'un espace découvert ou d'un local fermé en divisant l'intensité totale des foyers par la surface horizontale éclairée. Ainsi 100 bougies placées dans une salle de 100 m^ donnent un éclairage estimé à i bougie par mètre carre'. Cette expression ne correspond pas à l'unité d'éclairément employée précédemment. M. Fontaine a reconnu toutefois que l'éclairement d'une bougie à un mètre peut être obtenu grossièrement, dans une salle, par une intensité lumineuse totale d'autant de bougies qu'il y a de mètres carrés dans l'emplacement considéré.
On a été amené dans les applications à adopter des règles empiriques analogues à la précédente, vu la difficulté, dans les adjudications d'éclairage, de ramener les foyers de différentes intensités à une base de comparaison équitable.
Divers systèmes ont été proposés à cet égard. L'Administration des Chemins de fer de l'Etat Belge, par exemple, a appelé en concurrence l'électricité et le gaz pour l'éclairage des gares, en exigeant un éclairement minimum d'environ 0,2 bougie à i m. Cette condition s'est montrée très avantageuse pour les petits foyers, la règle contenue dans la formule (3) conduisant dans le cas présent, pour les grands foyers, à une hauteur inadmissible.
Pour être juste, il faut faire entrer en ligne de compte la quantité totale de lumière fournie par le foyer et utilisée grâce au pouvoir
RENDEMENT UMINEUX DES LAMPES ELECTRIQUES. 467
diffusant de Taimosphère et des objets en relief sur le sol. On imposera dans ce but un certain éclairemeni moyen, calculé comme on Ta vu précédemment. Pour éviter de trop grandes inégalités dans Téclairement, il suffit de prescrire, en outre, un éclairement minimum. Cetieindication supplémentaire est d'ailleurs inutile si la hauteur des foyers est désignée aux soumissionnaires.
