OPTIQUES DE LUMINAIRES : FAISCEAU ÉTROIT, LARGE, ASYMÉTRIQUE, WALLWASHER OU OVAL BEAM ?
Deux luminaires peuvent posséder la même puissance, le même flux lumineux et la même température de couleur, tout en produisant des résultats totalement différents.
La raison tient souvent à leur optique.
L’optique contrôle la direction de la lumière, la forme du faisceau, son intensité, son uniformité et la transition entre la zone éclairée et l’obscurité. Elle joue donc un rôle essentiel dans la perception de l’architecture, le confort visuel et le nombre de luminaires nécessaires.
Choisir un luminaire uniquement à partir de sa puissance ou de son nombre de lumens ne suffit pas. Il faut également comprendre comment sa lumière sera réellement distribuée dans l’espace.
QU’EST-CE QUE L’OPTIQUE D’UN LUMINAIRE ?
L’optique désigne le système utilisé pour contrôler et orienter la lumière produite par la source.
Elle peut être constituée :
d’un réflecteur ;
d’une lentille ;
d’un diffuseur ;
d’une grille ;
d’un système associant plusieurs de ces éléments.
L’optique peut concentrer la lumière sur un objet, l’élargir sur une grande surface, la diriger vers un mur ou lui donner une forme particulière.
Elle influence notamment :
l’angle du faisceau ;
l’intensité lumineuse ;
la répartition de la lumière ;
l’uniformité ;
les contrastes ;
l’éblouissement ;
les éventuels rayons lumineux parasites.
L’optique ne modifie donc pas seulement l’apparence du luminaire. Elle détermine une grande partie de son résultat lumineux.
COMMENT EST MESURÉ L’ANGLE D’UN FAISCEAU ?
L’angle du faisceau est généralement mesuré entre les deux directions dans lesquelles l’intensité lumineuse atteint 50 % de son intensité maximale.
La lumière ne s’arrête cependant pas brutalement à cette limite. Une quantité de lumière plus faible continue à se diffuser autour du faisceau principal.
Cette zone périphérique peut être douce et progressive ou, au contraire, présenter une délimitation plus nette. Deux luminaires annoncés avec le même angle peuvent donc produire des effets visuels différents.
Il faut également distinguer :
l’angle du faisceau principal ;
la lumière périphérique ;
la netteté des contours ;
l’intensité au centre ;
l’uniformité à l’intérieur de la zone éclairée.
La courbe photométrique et les fichiers IES ou LDT permettent d’aller beaucoup plus loin qu’une simple indication en degrés.
FAISCEAU ÉTROIT OU NARROW SPOT
Un faisceau étroit concentre la lumière sur une petite surface.
Il permet d’obtenir une intensité lumineuse importante dans l’axe du projecteur, même lorsque le flux total du luminaire reste relativement limité.
Il est particulièrement adapté pour :
mettre en valeur un objet ;
éclairer une sculpture ;
accentuer un détail architectural ;
créer un point d’attention ;
éclairer depuis une grande hauteur ;
produire des contrastes marqués ;
mettre en scène une vitrine ou une œuvre.
Un faisceau très étroit nécessite cependant une implantation et une orientation précises. Une erreur de quelques degrés peut déplacer le centre lumineux en dehors de la zone recherchée.
Il faut également surveiller le risque d’éblouissement, les points lumineux excessifs et les ombres très contrastées.
FAISCEAU MOYEN OU SPOT
Le faisceau moyen représente souvent une solution polyvalente.
Il permet de conserver une lumière relativement concentrée tout en couvrant une surface plus importante qu’un narrow spot.
Il convient notamment pour :
les commerces ;
les tables de restaurant ;
les espaces d’accueil ;
les œuvres de dimensions moyennes ;
les présentoirs ;
les zones décoratives ;
certains postes de travail.
Cette optique permet généralement de créer une hiérarchie lumineuse sans produire un contraste aussi marqué qu’avec un faisceau très étroit.
FAISCEAU LARGE OU WIDE FLOOD
Un faisceau large répartit la lumière sur une surface plus importante.
Il peut être utilisé pour :
l’éclairage général ;
les pièces de faible hauteur ;
les grandes surfaces ;
les espaces de circulation ;
les zones nécessitant une bonne uniformité ;
les espaces dans lesquels les luminaires sont relativement espacés.
À flux lumineux identique, un faisceau large produit généralement une intensité centrale moins importante qu’un faisceau étroit, puisque la lumière est répartie sur une plus grande surface.
Il ne faut donc pas conclure qu’une optique large est plus puissante. Elle distribue simplement la lumière différemment.
LES APPELLATIONS CHANGENT SELON LES FABRICANTS
Les termes narrow spot, spot, flood, wide flood et extra wide flood sont fréquemment utilisés dans les catalogues.
Leur correspondance en degrés n’est cependant pas totalement identique chez tous les fabricants.
À titre indicatif, on peut rencontrer :
narrow spot : faisceau très étroit ;
spot : faisceau étroit ;
flood : faisceau moyen ;
wide flood : faisceau large ;
extra wide flood : faisceau très large.
La désignation commerciale ne doit jamais remplacer l’analyse de l’angle réel et de la photométrie.
Une optique appelée « flood » par un fabricant peut se rapprocher d’une optique appelée « medium » ou « wide » chez un autre.
COMMENT CALCULER APPROXIMATIVEMENT LE DIAMÈTRE DU FAISCEAU ?
Le diamètre théorique d’un faisceau circulaire peut être estimé avec la formule suivante :
Diamètre du faisceau = 2 × distance × tan (angle ÷ 2)
Pour un luminaire situé à 3 mètres de la surface éclairée, on obtient approximativement :
faisceau de 10° : diamètre de 0,52 m ;
faisceau de 24° : diamètre de 1,28 m ;
faisceau de 40° : diamètre de 2,18 m ;
faisceau de 60° : diamètre de 3,46 m.
Ce calcul donne une indication géométrique. Le résultat réel dépend également de la forme de la courbe photométrique, de la lumière périphérique, de l’inclinaison du luminaire et des caractéristiques réfléchissantes de la surface.
Plus la distance augmente, plus le faisceau s’élargit et plus l’éclairement diminue.
RÉFLECTEUR OU LENTILLE : QUELLE DIFFÉRENCE ?
Le réflecteur
Le réflecteur utilise une surface réfléchissante pour rediriger la lumière.
Il peut être fabriqué en aluminium, en matière métallisée ou dans un autre matériau possédant des propriétés réfléchissantes adaptées.
Sa géométrie permet de créer différentes distributions lumineuses. Un réflecteur profond peut également contribuer à placer la source en retrait et à limiter sa vision directe.
Le résultat dépend de nombreux paramètres :
forme du réflecteur ;
profondeur ;
finition de la surface ;
position de la LED ;
dimensions de la source ;
présence éventuelle d’un verre ou d’un diffuseur.
La lentille
La lentille contrôle la lumière par réfraction et, dans certaines configurations, par réflexion interne totale, également appelée TIR.
Elle est généralement placée très près de la LED et peut produire des faisceaux particulièrement précis ou des distributions complexes.
Une lentille peut créer :
un faisceau étroit ;
un faisceau large ;
un faisceau ovale ;
une distribution asymétrique ;
une optique wallwasher ;
une distribution adaptée aux routes, rayonnages ou circulations.
Il n’existe pas de réponse universelle à la question « réflecteur ou lentille ? ». La qualité du résultat dépend de la conception complète du système optique et de son adaptation à l’application.
QU’EST-CE QU’UNE OPTIQUE SYMÉTRIQUE ?
Une optique symétrique répartit la lumière de manière comparable autour de l’axe du luminaire.
Lorsque la distribution est circulaire, le faisceau présente approximativement le même angle dans toutes les directions.
Cette solution est couramment utilisée pour :
les spots ;
les downlights ;
les suspensions ;
les projecteurs d’accentuation ;
l’éclairage général ;
l’éclairage ponctuel d’un objet.
Une distribution symétrique ne signifie pas nécessairement que la lumière est large. Elle peut être très étroite, moyenne ou très large.
QU’EST-CE QU’UNE OPTIQUE ASYMÉTRIQUE ?
Une optique asymétrique dirige une plus grande partie de la lumière dans une direction déterminée.
Elle permet d’éclairer une surface décalée par rapport au luminaire sans devoir nécessairement incliner fortement l’appareil.
Elle peut être utilisée pour :
éclairer un mur ;
mettre en lumière une façade ;
éclairer un tableau ;
couvrir un rayonnage ;
suivre une allée ;
éclairer une zone de travail ;
limiter la lumière envoyée dans une direction inutile ;
réduire certaines nuisances lumineuses en extérieur.
L’orientation de l’optique est essentielle. Un luminaire asymétrique installé dans le mauvais sens peut éclairer la zone opposée à celle recherchée.
Cette orientation doit être vérifiée sur le luminaire, la notice de montage et la courbe photométrique.
QU’EST-CE QU’UN WALLWASHER ?
Le wallwasher est une optique conçue pour éclairer une surface verticale de manière régulière.
Son objectif n’est pas simplement de créer une tache lumineuse sur le mur. Il cherche à obtenir une bonne uniformité sur la hauteur et la largeur de la surface.
L’éclairage des murs permet :
d’augmenter la perception de luminosité d’une pièce ;
de valoriser l’architecture ;
de donner une sensation d’espace ;
de guider le regard ;
de mettre en valeur des œuvres ou des présentations ;
de structurer les circulations.
Le résultat dépend fortement de la distance entre le luminaire et le mur ainsi que de l’espacement entre les appareils.
Une règle d’implantation générale ne peut pas être appliquée à tous les produits. Les distances recommandées doivent être vérifiées dans les tableaux wallwasher du fabricant ou à l’aide d’une étude photométrique.
Un spot simplement incliné vers un mur ne remplace pas nécessairement une véritable optique wallwasher.
WALLWASHER ET WALL GRAZING : CE N’EST PAS LA MÊME CHOSE
Le wallwasher recherche une lumière verticale homogène.
Le wall grazing, ou éclairage rasant, place la lumière beaucoup plus près du mur afin de souligner les reliefs et les textures.
Le wall grazing peut mettre en valeur :
la pierre ;
la brique ;
le bois ;
le béton brut ;
un enduit texturé ;
une façade architecturale.
Cette technique révèle cependant aussi les irrégularités et les défauts de la surface.
Un mur destiné à recevoir un éclairage rasant doit donc être observé avec attention avant de choisir cette solution.
QU’EST-CE QU’UN OVAL BEAM ?
L’oval beam, ou faisceau ovale, possède deux angles d’ouverture différents.
La lumière est étroite dans une direction et plus large dans l’autre. La surface éclairée prend ainsi une forme allongée plutôt que circulaire.
Cette optique est particulièrement intéressante pour :
les couloirs ;
les allées ;
les rayonnages ;
les tables rectangulaires ;
les œuvres allongées ;
les présentoirs ;
les entrepôts ;
les terrains de sport ;
certains éclairages de façades.
L’oval beam permet de mieux adapter la lumière à la géométrie de la zone et d’éviter d’éclairer inutilement les surfaces voisines.
Comme pour une optique asymétrique, son orientation est déterminante. Une rotation de 90° modifie totalement le résultat.
L’ANGLE DE FAISCEAU NE SUFFIT PAS
Deux luminaires de même puissance, de même flux et de même angle peuvent présenter des résultats différents.
Il faut également analyser :
l’intensité maximale exprimée en candelas ;
la forme de la courbe photométrique ;
l’uniformité du faisceau ;
la lumière périphérique ;
la netteté des contours ;
la maîtrise de l’éblouissement ;
le recul de la source ;
les accessoires optiques ;
l’orientation réelle du luminaire.
Les fichiers IES et LDT doivent correspondre exactement à la référence étudiée : puissance, température de couleur, optique, diffuseur et accessoires.
Utiliser le fichier d’une autre version peut fausser les niveaux de lux, l’uniformité et le nombre de luminaires nécessaires.
QUELLE OPTIQUE CHOISIR SELON L’APPLICATION ?
Pour mettre en valeur un petit objet ou un détail architectural, un faisceau étroit peut être adapté.
Pour éclairer une table, une présentation ou une zone de dimensions moyennes, un faisceau spot ou flood offre davantage de souplesse.
Pour l’éclairage général ou une surface importante, une optique large permet d’obtenir une meilleure couverture.
Pour éclairer une paroi verticale uniformément, il est préférable de rechercher une véritable optique wallwasher.
Pour souligner les textures d’une pierre ou d’une façade, une optique de wall grazing peut être envisagée.
Pour suivre une circulation, une étagère ou une surface allongée, l’oval beam permet d’adapter la forme du faisceau à la géométrie du projet.
Pour éclairer une zone située sur le côté du luminaire, une distribution asymétrique peut être plus efficace qu’une optique symétrique fortement inclinée.
LES ERREURS FRÉQUENTES
Les erreurs les plus courantes consistent à :
choisir uniquement selon les lumens ;
confondre flux lumineux et intensité lumineuse ;
comparer les noms des optiques sans comparer leurs angles ;
négliger la hauteur d’installation ;
utiliser un faisceau trop étroit pour une lumière générale ;
utiliser un faisceau trop large pour une mise en valeur ;
orienter incorrectement une optique asymétrique ou ovale ;
remplacer un wallwasher par un simple spot orientable ;
oublier la lumière périphérique ;
utiliser un fichier photométrique qui ne correspond pas à la référence exacte ;
choisir l’optique sans tenir compte de l’éblouissement.
Une mauvaise optique peut obliger à augmenter la puissance, multiplier les luminaires ou modifier leur implantation. Une optique correctement choisie permet au contraire d’envoyer la lumière exactement là où elle est nécessaire.
COMMENT PRESCRIRE UNE OPTIQUE DANS UN CCTP ?
La prescription ne doit pas se limiter à la mention « faisceau moyen » ou « optique large ».
Il est préférable de préciser :
le type de distribution ;
l’angle ou les deux angles pour un faisceau ovale ;
l’orientation ;
l’intensité lumineuse si elle est déterminante ;
l’objectif recherché ;
la surface à éclairer ;
les exigences d’uniformité ;
la hauteur d’installation ;
les accessoires optiques ;
la fourniture du fichier IES ou LDT correspondant.
Pour un wallwasher, les distances au mur et les entraxes doivent être étudiés avec la photométrie du produit.
Pour une variante de luminaire, la nouvelle référence doit reproduire la fonction lumineuse attendue et pas seulement présenter une puissance ou un flux similaire.
FAQ — LES OPTIQUES DE LUMINAIRES
Un faisceau étroit éclaire-t-il plus qu’un faisceau large ?
Il ne produit pas nécessairement plus de lumens. Il concentre davantage la lumière sur une petite surface et peut donc générer un éclairement et une intensité centrale plus élevés.
Une optique de 20° est-elle identique chez tous les fabricants ?
Non. La transition périphérique, l’uniformité, l’intensité centrale et la lumière parasite peuvent varier. Il faut comparer les courbes photométriques.
Peut-on obtenir un wallwasher en inclinant un spot ?
Un spot orientable peut éclairer un mur, mais il ne garantit pas l’uniformité d’une véritable optique wallwasher.
Pourquoi un oval beam possède-t-il deux angles ?
Parce que le faisceau est plus large dans une direction que dans l’autre. Les deux angles décrivent la forme allongée de la distribution lumineuse.
Une lentille est-elle meilleure qu’un réflecteur ?
Non. Les deux technologies peuvent produire d’excellents résultats. Le choix dépend du luminaire, de la distribution recherchée, du confort visuel et de l’application.
Une étude photométrique est-elle indispensable ?
Elle est fortement recommandée lorsque le projet doit respecter des niveaux de lux, une uniformité, des critères de confort ou une implantation précise.
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