Eclairage indirect...Surfaces opales blanches....

[ecolami]

Bonjour,
L'éclairage indirect est ccompagné d'une perte de lumière conséquence de l'efficacité du pouvoir réflechissant des surfaces. Quel est l'ordre de grandeur de cette perte?
Les surfaces opales blanche autour des ampoules dépolies occasionnent une perte de lumière. Quel est l'ordre de grandeur de cette perte?

[darrigan]

Salut !

Difficile de répondre précisément, mais ce que je sais, c'est que la réflectivité (ou la réflectance) d'un matériau, pour une longueur d'onde donnée, est liée à son indice de réfraction (à cette longueur d'onde). Plus la différence d'indice de réfraction entre l'air et le matériau est élevée, et plus la réflectivité est grande.

Par exemple, l'oxyde de zinc et le dioxyde titane sont des pigments blancs que l'on peut utiliser en peinture : ZnO a un indice de 2,0 et TiO2 a un indice entre 2,5 et 2,6 (ces indices étant ceux mesurés à la raie D du sodium), ce qui lui donne un pouvoir couvrant supérieur à ZnO, car il renvoie un pourcentage plus élevé de lumière.
La lumière qui n'est pas réfléchie ou diffusée est soit transmise, soit absorbée.

Supposons un matériau éclairé par un lumière de longueur d'onde λ, en supposant que cette λ n'est pas absorbée, la réflectivité perpendiculaire à la surface R⊥, à cette longueur d'onde, se calcule simplement ainsi :
R⊥ = (1-n)2 / (1+n)2
où n est l'indice de réfraction à λ et le 1 est l'indice de réfraction du vide (ce qui ne change presque rien pour l'air).

Si l'on compare R dans les cas de ZnO et TiO2 :
R⊥(ZnO) = 11,1 %
R⊥(TiO2) = 19,7 %
En résumé, TiO2 renvoie 77 % de lumière en plus que ZnO, dans ces conditions.

Pour en revenir au verre (dépoli ou non) de l'ampoule, si celui-ci est en verre classique, l'indice est aux alentours de 1,5. La réflectivité pour la lumière provenant de l'intérieur de l'ampoule est donc de 4 %, ce qui reste faible : la lumière transmise vers l'extérieur est donc de 96 %. (Calculs à la louche...)

[ecolami]

Bonsoir,
Merci pour ces précisions, faut-il déduire des chiffres de réflectances de (par exemple) 11,1% pour ZnO que seuls ces 11% sont réfléchis?
Mon père ingénieur électricien m'avait dit que lorsqu'il faisait des plans d'installations d'éclairage il considérait que la moitié de la lumière était perdue en cas d"éclairage indirect. Avec les chiffres d'aujourd'hui c'est bien pire
Je savais que la différence d'indice de réfraction était étroitement liée au pouvoir réfléchissant des pigments et que le choix de l'Oxyde Titane en était une des conséquences.

J'ai précisé "surfaces opales blanches" pour les différencier du verre simplement dépoli (par voie chimique ou par impression de fins motifs) il s'agit du type de surfaces employées dans les ampoules dépolies. Elles dissimulent complètement la vraie source de lumière: on ne voit pas le filament ou les tubes fluorescents des Lampes basse consommation.

[darrigan]

Merci pour ces précisions, faut-il déduire des chiffres de réflectances de (par exemple) 11,1% pour ZnO que seuls ces 11% sont réfléchis?
Mon père ingénieur électricien m'avait dit que lorsqu'il faisait des plans d'installations d'éclairage il considérait que la moitié de la lumière était perdue en cas d"éclairage indirect. Avec les chiffres d'aujourd'hui c'est bien pire

J'ai pris la peine de préciser "à la louche" car le petit calcul que je t'ai fait est celui d'une réflectivité perpendiculaire à une surface lisse. Dans la réalité, la surface des murs n'est pas lisse, la réflexion n'est pas que spéculaire (= comme sur un miroir), elle est diffuse. Il faudrait donc utiliser une formule qui fasse une intégration des réflexions selon tous les angles. Ton père avait donc sûrement raison, la réflectivité réelle est sûrement supérieure.
Cela dit, elle reste tout de même éloignée de 100 %, il y a une certaine perte par absorption.

Reste à savoir ce qu'est la nature du verre qui donne un effet "opale blanche", et là je n'en sais rien, mais la plupart des verres classiques, et même si on regarde des verres optiques pour lunettes, on varie entre 1,5 et 1,8 en indice de réfraction.
Note que si la lumière du filament est partiellement réfléchie par l'intérieur du globe, ces rayons repartent dans l'ampoule vers un autre bout de surface, sur lequel ils auront aussi un certain % d'être transmis... et ainsi de suite... ce qui, au final, devrait augmenter l'estimation de lumière qui sort de l'ampoule.

[ecolami]

Bonsoir,
Merci !