Luxmètre

Guide d’achat pour un luxmètre

Dans le système international d’unités SI, le lux est l’unité de mesure de l’intensité lumineuse. Un Détecteur de lumière ou luxmètre est donc un appareil permettant de déterminer l’éclairement lumineux. L’éclairement est une valeur qui ne se réfère pas à la source lumineuse, mais à la surface éclairée. Le luxmètre permet de déterminer la quantité de flux lumineux émis par une ou plusieurs sources lumineuses qui arrive sur une surface donnée. Un lux est défini comme un lumen par mètre carré, ce qui correspond à l’éclairement produit par la lumière d’une bougie à un mètre de distance. Lors de la comparaison de différents points de mesure et de l’évaluation des résultats de mesure, il faut tenir compte du fait que l’impression de luminosité peut varier même pour des surfaces éclairées de la même manière, si celles-ci présentent des couleurs ou des structures différentes.

Critères de sélection d’un luxmètre

Pour trouver un modèle adapté parmi la multitude de luxmètres proposés, il convient tout d’abord de clarifier les exigences auxquelles l’appareil doit répondre. Pour cela, il est important de savoir dans quelles conditions et dans quel but les éclairements doivent être mesurés. Les points suivants permettent de limiter le choix :

Mesures avec un luxmètre mobile ou fixe

Dans l’obscurité, la vision humaine est fortement limitée. Pour distinguer les détails, les couleurs et les structures spatiales, certaines conditions d’éclairage sont nécessaires. Afin que les situations dangereuses puissent être perçues visuellement et que l’exécution des tâches de travail et d’apprentissage ne soit pas entravée par un manque d’éclairage, des niveaux d’éclairage minimaux sont prescrits dans de nombreux domaines. Cela vaut aussi bien pour le secteur privé que pour le secteur public.

Le respect des valeurs d’éclairement définies dans les prescriptions de prévention des accidents, les directives de protection du travail et les normes techniques est contrôlé à l’aide d’un luxmètre au niveau pertinent pour l’utilisation. Ainsi, pour les tables de travail ou les établis, la mesure est effectuée sur la surface de la table, pour les tableaux muraux sur la surface du tableau et pour les voies de circulation sur leur surface. Pour déterminer si un éclairage existant ou en cours d’installation permet d’atteindre les valeurs cibles souhaitées sur toutes les surfaces pertinentes, on utilise généralement un luxmètre mobile. Comme il faut souvent contrôler de nombreux points de mesure individuels ou des grilles complètes lors de telles mesures, on utilise généralement des luxmètres pratiques fonctionnant sur piles.

Pour les mesures de l’éclairement sur les lieux de travail, les voies de circulation et dans les zones de séjour, ces luxmètres doivent être adaptés au degré de sensibilité spectrale de l’œil humain à la lumière et évaluer correctement la lumière incidente oblique. Si l’éclairement n’est pas suffisant à tous les endroits, le luxmètre mobile permet également d’examiner rapidement et facilement différentes variantes d’amélioration. Dans certains cas, il est ainsi possible de déterminer directement sur place si des conditions d’éclairage suffisantes peuvent être obtenues en remplaçant les ampoules par des ampoules plus puissantes ou en ajoutant des luminaires supplémentaires.

Il ne s’agit pas toujours de respecter des valeurs minimales, mais dans certains domaines, d’utiliser de manière ciblée différents niveaux d’éclairage. C’est le cas par exemple de la lumière dans les chambres d’hôpital et de soins, mais aussi de l’éclairage pour la culture de plantes et pour l’élevage et la détention d’animaux dans les étables. Dans d’autres domaines, il s’agit de rester en deçà des valeurs maximales, car la lumière n’est pas souhaitable dans certains processus, car elle raccourcit la durée de conservation de certaines substances ou provoque d’autres réactions indésirables. L’éclairage des locaux de séjour habituels n’est habituellement contrôlé avec un luxmètre mobile qu’en cas de raison concrète. Dans les domaines où une lumière trop faible ou trop forte peut entraîner des dommages, ou dans lesquels seule une plage de valeurs étroitement limitée de l’intensité lumineuse permet d’obtenir des résultats optimaux, on utilise des luxmètres fixes pour mesurer la lumière en continu. Cela concerne par exemple les laboratoires photographiques et certaines installations dans la production de denrées alimentaires et de médicaments ou dans la culture de plantes. Un tel luxmètre fixe est généralement équipé de sorties de relais ou de régulation qui permettent, lorsque les valeurs définies sont atteintes, de commuter des sources de lumière artificielle ou des installations d’ombrage ou de déclencher des alarmes optiques ou acoustiques en dehors de la zone concernée.

Plage de mesure et précision d’un luxmètre

En fonction de la tâche de mesure, il convient de comparer différents luxmètres en tenant compte non seulement de la valeur limite supérieure, mais aussi de la valeur limite inférieure de la plage de mesure. Plus la plage de mesure est grande, plus les possibilités d’application sont nombreuses. Si le luxmètre ne doit être utilisé que pour contrôler la situation d’éclairage dans des locaux intérieurs courants, une plage de mesure allant jusqu’à 2000 lux ou 10 000 lux est souvent suffisante. Pour les mesures sur les lieux de travail nécessitant beaucoup de lumière et à l’extérieur, où les éclairements élevés de la lumière du soleil doivent être correctement mesurés, la plage de mesure doit atteindre au moins 100 000 lux.

Pour les appareils de mesure de l’éclairement, les classes de précision et leurs valeurs limites sont définies dans la norme DIN 5032 partie 7. Il est ainsi possible d’indiquer et de reconnaître rapidement et facilement si un luxmètre, en raison de sa classe de précision C, convient uniquement pour des mesures d’orientation, avec les classes B et A pour des mesures d’éclairage dans les entreprises et les zones publiques ou même avec la classe de précision L pour des mesures de précision.

Autres caractéristiques importantes et fonctions supplémentaires pour un luxmètre

L’annexe B de la norme DIN EN 13032, partie 1, décrit de nombreuses autres caractéristiques qui différencient les différents modèles de luxmètres. Par exemple, la sensibilité spectrale relative diffère de celle de l’œil humain, la sensibilité à la lumière ultraviolette et infrarouge ainsi que la sensibilité à la lumière oblique et polarisée. En outre, il y est question des différences dans la dépendance à la température et dans l’évaluation de la lumière variable dans le temps.

Pour certaines tâches de mesure, il est avantageux que le luxmètre possède un capteur de lumière déporté. Le capteur de lumière externe peut être facilement positionné et éventuellement fixé à l’endroit de mesure souhaité et envoie les données de mesure à l’appareil, qui peut être lu et utilisé confortablement sans que l’utilisateur ne fasse de l’ombre au capteur de lumière.

Les luxmètres mobiles et fixes peuvent être équipés de fonctions de mémoire et d’interfaces pour la transmission des données. Un logiciel spécial permet d’évaluer et de documenter facilement l’ensemble des données de mesure. Les appareils fixes peuvent en outre être dotés d’interfaces analogiques ou de commutation permettant de commander automatiquement d’autres appareils en fonction de l’éclairement mesuré. Certains appareils combinés pour la protection du travail ou les mesures environnementales peuvent mesurer non seulement l’éclairement, mais aussi d’autres valeurs telles que le niveau sonore, la vitesse du vent, la température et l’humidité de l’air.

Contrôle des sources lumineuses avec un luxmètre

Les sources lumineuses ont généralement des couleurs puisque la couleur peut donner des informations supplémentaires. Les sources lumineuses dans les entreprises et dans les véhicules doivent se voir en plein jour, même avec une activité intense ou une circulation dense. C’est pour cela qu’ils doivent briller avec une grande intensité lumineuse. Généralement, les sources lumineuses dans les zones industrielles doivent être cinq fois plus brillants que l’éclairage ambiant. En revanche, les systèmes d’éclairage des véhicules qui circulent sur la route doivent être dix fois plus brillants.

L’intensité lumineuse effective et maximale des sources lumineuses peut être mesurée avec un luxmètre dans l’unité candela. Cette unité indique le flux lumineux par rapport à l’angle solide. La Directive européenne ECE-R65 mentionne deux classes différentes de systèmes pouvant être homologués dans les véhicules. La classe 1 regroupe les équipements lumineux ayant une intensité lumineuse indépendante de la lumière ambiante. Les équipements lumineux qui réduisent l’intensité lumineuse la nuit appartiennent à la classe 2.

Les sources lumineuses à installation permanente ou temporelle sur les chantiers, les ponts, les échafaudages ou d’autres points dangereux ont pour objet d’attirer l’attention sur la situation spéciale, particulièrement la nuit et dans des conditions de faible éclairage. Pour atteindre ce but, il est important que la source lumineuse brille suffisamment en direction des véhicules ou des piétons. Cela peut être vérifié avec un luxmètre pour les distances importantes correspondantes.

Des sources lumineuses sont surtout nécessaires la nuit sur les grues, les mâts, les lignes aériennes, les tours, les cheminées et les bâtiments. Ils doivent être réglés, en position et hauteur, sur le danger prévisible. Par exemple, les pilotes doivent pouvoir détecter à temps des points de collision possibles, à proximité des aérodromes ou des hôpitaux avec héliports, même de nuit ou avec du brouillard.

Contrôle de l’éclairage de sécurité avec un luxmètre

La finalité de l’éclairage de sécurité est de garantir qu’en cas de coupure d’électricité, un éclairage insuffisant ne soit pas la cause d’accidents, ou de dégâts provoqués par un fonctionnement incorrect. Selon sa finalité, l’éclairage de sécurité peut se diviser en éclairage de remplacement et en éclairage de sécurité. L’éclairage de remplacement sert presque exclusivement dans les zones critiques où l’éclairage normal ne peut pas continuer à fonctionner assez longtemps, au moyen d’une source d’alimentation de secours.

L’éclairage de remplacement doit garantir que les activités nécessaires peuvent se poursuivre dans des conditions d’éclairage adéquates, indépendamment de l’éclairage normal. Par conséquent, l’intensité lumineuse de l’éclairage de remplacement est généralement choisie de façon à ce qu’elle soit la même que celle de l’éclairage normal. L’intensité lumineuse, aussi bien pour l’éclairage général que pour celui de remplacement, doit être contrôlée périodiquement avec un luxmètre.

L’intensité lumineuse de l’éclairage de sécurité est généralement inférieure à celle de l’éclairage normal. Sa finalité est de permettre l’orientation dans le bâtiment et d’en sortir en toute sécurité, en cas de défaillance de l’éclairage normal. En plus d’éclairer les voies d’évacuation et de sauvetage, les points dangereux, les signaux et les dispositifs d’alerte, l’éclairage de sécurité sert aussi à éviter les situations de panique.

L’intensité lumineuse de l’éclairage de sécurité doit être choisie en fonction du groupe d’utilisateurs et des conditions locales. Il existe des normes spécifiques concernant l’éclairage d’urgence comme, par exemple, pour les lieux de réunion, les installations sportives, les restaurants, les hébergements, les points de vente, les écoles, les hôpitaux, les maisons de retraite, les bâtiments hauts et les grands garages. Lors des contrôles périodiques de l’éclairage de sécurité, l’intensité lumineuse doit être vérifiée avec un luxmètre adapté, dans des conditions ambiantes appropriées.

EN 50172 Systèmes d’éclairage d’urgence

La norme européenne EN 50172 spécifie les exigences de base pour la planification, la surveillance et la maintenance de l’éclairage électrique d’urgence dans les lieux de travail et dans les bâtiments où des personnes se réunissent. Elle indique aussi les spécificités nationales.

DIN EN 1838 Éclairage. Éclairage de sécurité

Les éditions nationales de la norme EN 1838 régulent spécifiquement l’endroit où l’éclairage de sécurité et les signaux de sécurité doivent être installés, et comment ils doivent être contrôlés. L’annexe A décrit les spécifications pour mesurer l’intensité lumineuse et l’éclairage, ainsi que les luxmètres qui doivent être utilisés, tandis que l’annexe B énumère les écarts nationaux.

Pour les postes de premiers secours, ainsi que pour les systèmes d’alarme et de lutte contre les incendies, il faut obtenir un éclairement d’au moins 5 lux au moyen de l’éclairage de sécurité. En Allemagne, les voies d’évacuation doivent avoir un éclairement d’au moins 1 lux le long de la ligne centrale en cas d’urgence, et la zone centrale de la voie d’évacuation doit avoir au moins 0,5 lux.

Sachant que les grandes différences de luminosité entre l’éclairage et le fond peuvent provoquer des éblouissements ou qu’il est possible de ne pas voir des signaux et des obstacles moins éclairés, les intensités lumineuses suivantes ne doivent pas être dépassées, conformément à la norme EN 1838 :

Pour les essais d’éclairage de sécurité, les luxmètres doivent respecter les conditions requises suivantes, conformément à la norme EN 1838 :

• Pour mesurer la luminance des signaux de sécurité, le luxmètre doit avoir une correction V(λ).
• Pour déterminer l’intensité lumineuse, il faut utiliser un luxmètre avec correction cosinus et V(λ).
• La limite d’erreur des appareils de mesure ne doit pas dépasser 10 %.

Éclairage de sécurité dans le poste de travail

Les postes de travail dans lesquels il existe des risques pour les travailleurs, l’environnement ou n’importe quelle personne à cause d’un éclairage inadéquat, doivent être équipés d’un éclairage de sécurité pour réduire ces risques. En général, l’éclairage de sécurité requis doit garantir qu’en cas de défaillance de l’éclairage normal, la luminosité dans la zone affectée sera suffisante pour reconnaître les voies d’évacuation ainsi que les dispositifs d’alerte, les auxiliaires et ceux de signalisation, et pour pouvoir faire des activités pertinentes pour la sécurité. Les exigences spécifiques pour planifier, installer et vérifier l’éclairage de sécurité sont définies dans des directives et des normes. Il existe certaines particularités spécifiques dans chaque pays.

Éclairage de sécurité dans les postes de travail en Europe

Les directives promulguées par le Conseil des Communautés Européennes s’appliquent à tous les États membres des Communautés Européennes. La Directive 89/654/CEE relative aux dispositions minimales de sécurité et de santé sur les lieux de travail, contient aussi des dispositions concernant l’éclairage de sécurité.

• « En cas de défaillance de l’éclairage, les voies et les sorties d’urgence qui nécessitent un éclairage devront être équipées d’un éclairage de sécurité d’une intensité suffisante. »
• « Les lieux de travail dans lesquels les travailleurs sont particulièrement exposés à des risques en cas de défaillance de l’éclairage artificiel, devront posséder un éclairage de sécurité d’une intensité suffisante. »

Certaines des normes européennes les plus importantes en matière d’éclairage de sécurité sont les suivantes :

- EN 50172 Systèmes d’éclairage de sécurité

- EN 62034 Système d’essai automatique de l’éclairage de sécurité fonctionnant sur batteries (IEC 6203),

- EN 60598-2-22 Luminaires. Partie 2-22 : Exigences particulières. Luminaires pour éclairage de sécurité (IEC 60598-2-22)

- EN 1838 Éclairage. Éclairage de sécurité

Les valeurs minimales d’intensité lumineuse spécifiées dans la norme EN 1838 ne sont pas les valeurs minimales de planification, mais les valeurs de maintenance qui doivent être atteintes pendant toute la durée de fonctionnement. Vous pouvez vérifier le respect de ces valeurs pendant les contrôles périodiques en effectuant des mesures avec un luxmètre. Indépendamment de ces valeurs minimales, vous pouvez utiliser le luxmètre pour démontrer que l’uniformité d’éclairage requise se maintient avec un rapport entre la valeur la plus basse et la plus haute de 1 : 40 pour les voies d’évacuation, et de 1 : 10 pour les postes de travail ayant des risques spécifiques. L’indice de rendu des couleurs de l’éclairage de sécurité, qui doit être d’au moins 40, pourra aussi être mesuré avec un luxmètre adapté.

La norme EN 1838 établit que les vérifications pourront être faites au moyen de mesures ou des informations contraignantes du fabricant. Sachant que les écarts et les défauts des luminaires, ainsi que leur usure, la saleté et les conditions locales spéciales ont une influence sur l’intensité lumineuse, il est recommandé d’effectuer des mesures in situ avec le luxmètre.

Exemples de normes nationales concernant l’éclairage de sécurité en Europe Allemagne

Le point 7 du Règlement Technique pour les Lieux de Travail - Éclairage ASR A3.4 traite de l’éclairage de sécurité pour les activités, les postes de travail, les salles de travail et d’autres zones. Il établit que l’intensité lumineuse doit s’adapter à la situation de danger correspondante au lieu de travail.

• Le long des voies d’évacuation, l’intensité lumineuse sera mesurée à vingt centimètres au-dessus du sol ou de la marche de l’escalier, en utilisant un luxmètre adapté.
• Dans les zones de travail ayant un éclairage de sécurité, l’intensité lumineuse doit être de 15 lux minimum, sauf si une valeur supérieure a été spécifiée dans l’évaluation des risques. Les mesures seront faites avec un luxmètre à l’endroit de la tâche visuelle.

France

En France, seuls les luminaires d’urgence homologués à cet effet peuvent être utilisés. Pour l’éclairage antipanique, ces luminaires d’urgence doivent émettre au moins 5 lumens par mètre carré. Indépendamment de cela, au moins deux luminaires par pièce sont nécessaires. La distance entre plusieurs luminaires d’urgence ne doit pas être supérieure à quatre fois sa distance au sol, ni être supérieure à quinze mètres dans les voies d’évacuation.

Italie

Pour les établissements comme les cinémas ou les théâtres, l’Italie exige une intensité lumineuse d’au moins 5 lux dans la zone des escaliers et des sorties, et d’au moins 2 lux dans le reste des voies d’évacuation. Les valeurs doivent pouvoir être mesurées in situ. Elles doivent être vérifiées avec un luxmètre à une hauteur d’un mètre au-dessus du sol.

Grande Bretagne

En Grande Bretagne, les exigences concernant l’éclairage de sécurité sont règlementées dans la norme britannique BS 5266. Entre autre, elle établit que l’éclairage de sécurité doit commencer à fonctionner 5 secondes après la défaillance de l’éclairage général. Il est possible de prolonger cette période de 15 secondes dans les bâtiments utilisés principalement par les personnes qui connaissent les voies d’évacuation.

Éclairage de sécurité pour les postes de travail aux EE.UU.

L’Agence pour la Sécurité et de la Santé au travail (OSHA) des États Unis exige une signalisation et un éclairage adéquats pour toutes les voies d’évacuation. Les normes de l’OSHA, qui servent de base à l’évaluation, spécifient la luminosité requise pour les signaux dans les voies d’évacuation, aussi bien en unités américaines foot-candles ou footlamberts qu’en unités SI lux ou candela par mètre carré.

Par conséquent, le contrôle de la luminosité requise peut être effectué aussi bien avec un luxmètre conçu pour les unités américaines qu’avec un luxmètre qui utilise les unités SI (Système International).

Dans le Code de Sécurité des Personnes 101 (Life Safety Code 101) applicable, de l’Association Nationale de Protection contre les Incendies, la Section 7.9 aborde les dispositions pour le design de l’éclairage de sécurité. La luminosité doit être d’une moyenne de 1 pied-candela (10,76 lux) et d’un minimum de 0,1 pied-candela (1,08 lux) dans tous les points des voies d’évacuation, pendant quatre-vingt-dix minutes après la défaillance de l’éclairage normal. Dans cette norme américaine, les unités SI ne sont pas indiquées. Lorsqu’un luxmètre n’intégrant pas l’unité foot-candle est utilisé, il faudra convertir les valeurs obtenues dans l’unité lux.

1 Lux = 0,0929 footcandle.

Éclairage de sécurité pour les postes de travail en Australie

En Australie, le Code National de la Construction (NCC) stipule quels sont les bâtiments et les zones qui requièrent un éclairage de sécurité. Tout bâtiment accessible au public, aux employés ou aux clients doit être équipé d’un éclairage de sécurité. La norme australienne AS/NZS 2293 règlemente le design, l’installation et le fonctionnement de l’éclairage de sécurité et de la signalisation des voies d’évacuation. Elle exige une luminosité minimale de 1 lux pour l’éclairage de sécurité dans les escaliers, une moyenne d’au moins 0,5 lux au sol, et un minimum de 0,2 lux. La deuxième partie de la norme décrit les contrôles et la maintenance qui doivent être effectués et documentés tous les six mois, douze mois et dix ans, respectivement.

Mesure de l’intensité lumineuse dans le poste de travail, au moyen d’un luxmètre

Dans le poste de travail, l’intensité lumineuse doit s’adapter aux tâches visuelles de l’activité. Un bon éclairage est l’une des conditions préalables pour un travail en toute sécurité et sans erreurs. En fonction de la tâche, les valeurs minimales de l’intensité lumineuse peuvent beaucoup varier. Pour la mécanique ou le contrôle visuel de très petits détails, des niveaux d’éclairement de 1000, 1500 voire 2000 lux sont nécessaires. En revanche, dans les zones de stockage dans lesquelles de grands éléments sont déplacés sans être examinés, il suffit de détecter une intensité lumineuse moyenne d’au moins 50 lux avec un luxmètre.

Une luminosité très faible requière une grande concentration et plus de temps pour effectuer les tâches. D’autre part, elle provoque l’apparition précoce de la fatigue. Les différences excessives de luminosité dans le champ de vision ainsi que les éblouissements provoqués par une lumière trop intense ou par des reflets, sont aussi gênants. Lors de la planification de l’éclairage, il n’est pas seulement nécessaire de garantir que les zones de travail ont un éclairage adéquat et le plus uniforme possible, il faut aussi que le design de l’éclairage prenne en compte la luminosité et le niveau de brillance des murs et des plafonds qui entourent le lieu de travail.

Pour vérifier la situation réelle de l’éclairage dans les postes de travail, il faut mesurer avec un luxmètre, une grille de plusieurs points de mesure sur le plan d’éclairage. Les valeurs déterminées doivent être documentées. D’un côté, il faut démontrer que l’intensité lumineuse moyenne sur les surfaces de travail correspond au minimum aux spécifications pour l’activité. De l’autre, l’intensité lumineuse de l’environnement doit être déterminée au moyen de mesures additionnelles à proximité des surfaces de travail. Les luxmètres utilisés pour les mesures indicatives doivent au moins respecter les exigences de précision de la classe C, conformément à la norme DIN 5035 Partie 6.

Dans presque tous les milieux de travail, les luminaires LED ont démontré être une alternative à d’autres sources lumineuses pour faire des économies d’énergie. Le Règlement (UE) 2019/2020 de la Commission, qui établit les exigences de design écologique pour les sources lumineuses, stipule que les lampes à incandescence ainsi que de nombreuses lampes fluorescentes et halogènes ayant une consommation d’énergie comparativement plus élevée, seront retirées du marché comme sources lumineuses. Cependant, il existe encore un grand nombre de lampes avec différents spectres lumineux. Les luxmètres de grande qualité permettent une correction de la valeur mesurée adaptée à la largeur de bande spectrale, et à la distribution de la source lumineuse correspondante.