Introduction

L’éblouissement, y compris l’éblouissement handicapant et l’éblouissement inconfortable, a un impact significatif sur la perception visuelle, l’état psychologique et la qualité de vie des personnes. L’éblouissement handicapant présente un risque pour la sécurité en réduisant la visibilité des objets et en nuisant à la santé oculaire, tandis que l’éblouissement inconfortable provoque un inconfort psychologique et affecte l’humeur et la qualité de vie. Afin d’atténuer ces risques, nous devons optimiser l’environnement d’éclairage et protéger la santé visuelle en ajustant la position et la répartition de la lumière des lampes et en utilisant des écrans/capots lumineux. Cet article présente principalement ce que sont l’UGR, le GR et le TI, ainsi que leurs méthodes de calcul. En outre, nous présenterons également comment vérifier et améliorer l’éblouissement (réduire l’éblouissement) de l’éclairage des stades et l’éblouissement (TI) de l’éclairage routier.

Que sont UGR, GR et TI ?

L’éblouissement peut être divisé en deux catégories : l’éblouissement handicapant et l’éblouissement inconfortable. L’éblouissement handicapant est une visibilité réduite due à la lumière diffusée dans l’œil et est généralement observé avec les phares de voiture. Il n’est pas nécessairement associé à un inconfort physique, mais simplement à une visibilité réduite. Les tests d’éblouissement handicapant mesurent la capacité d’un sujet à détecter des objets en présence d’une source d’éblouissement. En revanche, l’éblouissement inconfortable est défini comme une sensation gênante ou douloureuse lorsqu’il est exposé à une lumière vive dans le champ de vision, mais ne nuit pas nécessairement à la vision. Les discussions sur l’éblouissement dans l’éclairage sportif font généralement référence au type d’éblouissement inconfortable. Contrairement à l’éblouissement handicapant, l’éblouissement inconfortable est subjectif. Il existe de nombreux modèles et variables différents utilisés pour quantifier l’éblouissement inconfortable.

La mesure de l’éblouissement est basée sur la mesure de la lumière, donc avant de discuter plus en détail de l’éblouissement, il est important de comprendre certaines bases de la mesure de la lumière. L’intensité de la lumière ou d’une source lumineuse est quantifiée à l’aide de l’éclairement et de la luminosité. L’éclairement lumineux est la quantité de lumière (flux lumineux) incidente sur une surface ou une zone, c’est-à-dire la quantité de lumière qui pénètre dans une zone. Il est mesuré en lux (lumens par mètre carré). Alors que l’éclairement lumineux quantifie la lumière qui brille sur une zone, la luminance quantifie au contraire la lumière émise par une zone. La luminance est la mesure de l’intensité de la lumière émise par une zone spécifique dans un angle solide (intensité lumineuse), et elle est mesurée en candela par mètre carré. Ci-dessous, nous présentons les UGR, GR et Ti courants.

UGR

UGR est l’abréviation de Unified Glare Rating. Il s’agit d’un paramètre psychologique qui mesure l’inconfort subjectif causé par la lumière émise par le dispositif d’éclairage dans l’environnement visuel de l’œil humain. Sa valeur peut être calculée selon la formule d’éblouissement unifiée publiée par la Commission internationale de l’éclairage. Scénario d’application : UGR est souvent utilisé pour évaluer le degré d’éblouissement inconfortable dans les salles de classe, les bureaux et autres lieux.

GR

GR est l’abréviation de Glare rating, qui représente le niveau d’éblouissement d’un lieu d’éclairage et est utilisé pour évaluer l’inconfort dû à l’éblouissement causé par les appareils d’éclairage. L’UGR se concentre spécifiquement sur l’éclairage intérieur, tandis que GR se concentre principalement sur l’éclairage extérieur. Dans l’éclairage sportif, l’éblouissement peut affecter considérablement les performances et le confort des athlètes et l’expérience des spectateurs. Un contrôle raisonnable de la valeur de GR est essentiel pour assurer la visibilité sur le terrain et réduire l’inconfort visuel.

Ti

Le TI, ou seuil d’augmentation, est une méthode de mesure permettant de décrire l’éblouissement invalidant. Il représente le pourcentage de contraste entre un objet et son arrière-plan qu’il faut augmenter pour maintenir la perception visuelle (c’est-à-dire la reconnaissance) d’un objet en présence d’éblouissement. En d’autres termes, s’il n’y a pas d’éblouissement, nous n’aurons peut-être besoin que d’un contraste plus faible (valeur TI faible) pour voir clairement l’objet ; mais une fois que l’éblouissement apparaît, pour continuer à voir clairement l’objet, nous devons augmenter le contraste entre l’objet et l’arrière-plan.

	UGR	GR	Ti
Signification	Évaluation unifiée de l’éblouissement	Indice d’éblouissement	Incrément du seuil
Application	Éclairage intérieur	Extérieur (éclairage sportif)	Éclairage public
Formule

Comment calculer UGR, GR et Ti ?

UGR

La formule comprend la luminosité de fond (LB), la luminosité du luminaire (L), l’angle solide entre la source lumineuse et l’observateur (ω) et l’indice de position Gus (р). Ici, nous pouvons simplement considérer Lb comme l’éclairage indirect dans la direction de l’œil, qui comprend l’intensité lumineuse du mur, du plafond, du sol, etc. La seconde moitié de la formule peut être considérée comme la luminosité générée par le luminaire, et elle est également liée à la position du luminaire.

Simplifié, UGR = luminosité générée par la lampe / éclairage indirect dans la direction de l’œil. D’une manière générale, plus le flux lumineux de la lampe est important, plus la hauteur d’installation est basse, plus l’angle du faisceau est grand, plus la surface lumineuse est petite et plus la réflectivité du mur/sol intérieur est faible, plus l’éblouissement qu’elle produit est important. En outre, l’éblouissement est également affecté par la position d’installation de la lampe, si la source lumineuse est bloquée/diffusée et les caractéristiques de distribution de la lumière de la lampe.

GR

Indice d’éblouissement (GR) – Ce modèle a été développé par la Commission internationale de l’éclairage (CIE) pour l’éclairage extérieur, en se référant au document CIE 112-1994. L’indice d’éblouissement est calculé en fonction de l’éclairement au niveau de l’œil lors de l’observation de chaque point du réseau de points à partir d’une seule position d’observateur. Dans la formule suivante, Lvl est l’éclairement généré par la lumière émise par la lampe frappant directement l’œil, et Lve peut être compris comme l’éclairement causé par l’environnement frappant directement l’œil, c’est-à-dire la luminosité du site éclairé.

Après simplification, GR = luminosité générée par la lampe / luminosité du site éclairé. En général, l’augmentation de la hauteur d’installation, l’utilisation de pare-soleil et l’utilisation d’une distribution lumineuse asymétrique peuvent réduire efficacement la valeur de GR.

TI

Le TI est une mesure de l’effet de l’éblouissement handicapant, décrit comme une luminance de voile équivalente causée par la diffusion de la lumière dans l’œil humain. Les valeurs du TI sont calculées conformément à la norme EN 13201-3 au moyen d’une équation pour la luminance de voile équivalente qui représente une personne jeune. Lors de la définition des exigences relatives à la limitation du TI ou lors de l’évaluation des valeurs du TI calculées, il convient de tenir compte du fait que la diffusion dans l’œil a tendance à augmenter avec l’âge de la personne. La définition de la norme CIE 150:2017 est similaire. La formule de calcul du TI dans ces deux documents est la suivante : TI = 65 Lv /( Lad)0,8, où Lv = luminance de voile et Lad = luminance d’adaptation

PS : Dans cette formule, la luminance d’adaptation est la somme de la luminance de voile de la scène et de la luminance de l’arrière-plan. Elle diffère donc de la luminance moyenne de la chaussée.

Principaux principes pour réduire l’éblouissement dans l’éclairage

Après avoir compris la méthode de calcul de l’éblouissement, nous avons probablement une certaine compréhension de la façon de réduire l’éblouissement. ZGSM estime que nous devons commencer par deux aspects : la direction de la lumière et l’installation des lampes.

Tout d’abord, parlons de la direction de la lumière. C’est comme la lampe dans votre maison. Si elle n’est pas bien conçue, la lumière sera dispersée, éclairant non seulement l’endroit que vous souhaitez éclairer, mais aussi l’endroit où vous ne voulez pas qu’elle aille, comme vos yeux. À ce moment-là, vous ressentirez un éblouissement. Afin de résoudre ce problème, les concepteurs ou fabricants de lampes travailleront dur sur les lampes, par exemple en ajoutant des abat-jour, des réflecteurs ou des lentilles spéciales, ce qui revient à ajouter des viseurs aux lampes, afin qu’elles ne brillent que là où elles doivent aller, au lieu de directement dans les yeux.

Parlons ensuite de l’installation des lampes. Dans les applications pratiques, l’installation des lampes est également essentielle. Imaginez si vous regardez vers le haut sur le terrain de jeu, une lampe sur un poteau haut et une lampe sur un poteau bas, laquelle est la moins susceptible de vous faire ressentir un éblouissement ? Bien sûr, la plus courte. Comme la lampe haute est loin de vous, la lumière devient douce lorsqu’elle vous atteint et il n’est pas facile de produire un éblouissement. Par conséquent, en général, plus la lampe est installée haut et plus elle est proche de la zone cible, moins elle risque de mettre les gens mal à l’aise. Cependant, si la position de la lampe ne peut pas être déplacée, nous pouvons également essayer d’aligner le point central de la lampe avec un endroit proche de la position d’installation, ce qui peut également réduire l’éblouissement. Cependant, il y aura un problème à ce stade : nous devons réduire l’éblouissement tout en veillant à ce que la zone cible soit suffisamment éclairée. Par conséquent, nous devons faire des choix raisonnables dans la hauteur d’installation et la direction de l’éclairage. Par exemple, une surface lumineuse haute et aussi horizontale que possible est souvent confortable, mais le coût est également élevé. La solution avec une faible hauteur d’installation et un grand angle d’élévation de la surface lumineuse a souvent un éblouissement plus élevé, mais son coût est inférieur. Cela oblige les concepteurs d’éclairage à équilibrer l’économie et le confort de l’éclairage. Lors de la conception et de l’installation des lampes, ils doivent souvent prendre en compte divers facteurs en fonction de la situation réelle pour trouver la meilleure solution. Expliquons-les un par un comme suit.

GR dans l’éclairage sportif, TI dans l’éclairage public et comment les améliorer ?

GR dans l’éclairage sportif

Dans l’éclairage sportif, l’éblouissement peut affecter considérablement les performances et le confort des athlètes et l’expérience des spectateurs. Différentes activités et espaces sportifs ont des exigences GR spécifiques qui doivent être respectées pour garantir des conditions d’éclairage optimales. De nombreux sites de compétition en plein air ont un éblouissement maximal de 50, et les sites d’entraînement ont un éblouissement maximal de 55, et la hauteur d’évaluation est souvent de 1,5 mètre au-dessus du sol. Dans l’éclairage du stade, nous devons mesurer la valeur GR de divers points du stade. La position de l’observateur, l’angle de vision, la distribution de la lumière du luminaire et les seuils recommandés sont pris en compte lors du processus d’évaluation. Dans la simulation d’éclairage du stade, nous devons insérer un observateur d’éblouissement pour obtenir la valeur d’éblouissement. La figure ci-dessous montre les résultats du calcul de l’éblouissement pour un terrain de football de 105 x 68 mètres. Dans cette simulation d’éclairage, tous les points d’éblouissement sont à 50 pouces sous la surface de calcul. Dans la section suivante, nous verrons comment réduire ces valeurs.

TI en éclairage public

TI signifie Threshold Increment, une mesure utilisée dans l’éclairage public pour quantifier l’impact de l’éblouissement sur les tâches visuelles telles que la conduite. Dans l’éclairage routier, les voies de circulation des véhicules à moteur ont des exigences claires pour les valeurs TI. Les classes d’éclairage M, qui vont de M1 à M6, nécessitent un TI de 10 à 20 %. Par exemple, le TI pour les systèmes d’éclairage routier M4a est inférieur à 15 %. Des valeurs TI élevées indiquent des niveaux d’éblouissement plus élevés et une visibilité réduite, ce qui peut être dangereux pour les conducteurs. Dans la nouvelle section, nous pouvons trouver des TI dans les simulations d’éclairage routier. Certains d’entre eux peuvent répondre aux exigences, tandis que d’autres ne le peuvent pas. Ce que nous devons faire, c’est comment nous adapter pour répondre aux exigences correspondantes, que nous présenterons en détail ci-dessous.

Distribution lumineuse standard vs. distribution lumineuse avec écran ou capot

Les protections anti-éblouissement, également appelées visières ou écrans, sont un accessoire essentiel pour les installations d’éclairage extérieur. Sans mesures anti-éblouissantes telles que les écrans lumineux, la lumière émise par la source lumineuse peut frapper directement les yeux des personnes, provoquant un éblouissement. Au contraire, l’ajout d’un écran lumineux vise à minimiser l’éblouissement et la pollution lumineuse en empêchant la lumière directe de frapper les yeux des piétons, améliorant ainsi le confort visuel et la productivité. Comme suit, nous analysons les deux situations d’éclairage de stade sans et avec écran lumineux. Dans la figure de gauche, nous pouvons voir que ULR=6,5%, et son éblouissement est également élevé, atteignant un maximum de 47. Après avoir utilisé l’écran lumineux, nous pouvons voir que ULR=1,0%, et son éblouissement est également contrôlé efficacement, atteignant un maximum de 44. Dans le même temps, nous pouvons voir que le premier aura un éclairement plus élevé, tandis que le second aura un éclairement plus faible, principalement parce que l’écran lumineux bloque une partie de la lumière utile.

Distribution lumineuse standard vs. asymétrique

La distribution lumineuse asymétrique met en évidence la concentration de la lumière dans une direction spécifique sans la dissiper dans aucune direction. Elle peut être obtenue à l’aide de lentilles ou de miroirs. Par conséquent, elle minimise la distribution de la lumière dans les espaces inutiles et contribue à réduire la pollution lumineuse. Les meilleurs exemples d’éclairage asymétrique sont les lampadaires, l’éclairage des stades et des parkings, etc. De plus, les spectres asymétriques ont un plus grand potentiel de réduction de l’éblouissement. En concevant rationnellement l’angle lumineux et la distribution de l’intensité lumineuse de la source lumineuse, l’éblouissement peut être considérablement réduit et la qualité de l’éclairage améliorée. Ci-dessous, nous comparons les résultats d’éclairage de l’utilisation d’une distribution lumineuse symétrique et d’une distribution lumineuse asymétrique dans l’éclairage des stades. Dans l’image de droite ci-dessous, nous pouvons voir qu’avec ULR=0%, la valeur d’éblouissement maximale a été réduite à 39. En utilisant une distribution lumineuse symétrique, les résultats ne sont pas insatisfaisants. Vous pouvez vous référer aux résultats de la section précédente. De plus, l’utilisation d’une distribution lumineuse asymétrique et d’un capot a également un certain impact sur l’efficacité lumineuse de la lampe. Nous devons considérer de manière exhaustive le GR et le coût avant de faire un choix final.

Hauteur d’installation appropriée pour réduire l’éblouissement

La hauteur d’installation de la lampe est l’un des facteurs importants qui affectent l’éblouissement. Lorsque la hauteur d’installation du lampadaire est trop basse, la lumière brillera directement dans l’œil humain, provoquant un éblouissement. Au contraire, lorsque la hauteur d’installation est élevée, la proportion de lumière de la lampe qui brille directement dans l’œil sera réduite. Par conséquent, le choix de la bonne hauteur d’installation est crucial pour réduire l’éblouissement. Analysons l’impact des différentes hauteurs d’installation sur le Ti de l’éclairage routier. La hauteur d’installation du lampadaire de gauche est de 7 mètres et la valeur TI atteint 18, mais lorsque nous augmentons la hauteur à 8 mètres, la valeur Ti tombe à 14. Lorsque la hauteur ne peut pas être ajustée, nous pouvons également réduire la valeur Ti en remplaçant la distribution lumineuse.

PS : Dans l’éclairage du stade, nous pouvons augmenter de manière appropriée la hauteur d’installation et réduire la valeur GR.

Solution d’éclairage ZGSM

Résumé

Il existe de nombreuses façons de quantifier l’inconfort/l’éblouissement gênant, telles que l’indice d’éblouissement unifié (UGR), l’indice d’éblouissement (GR) et l’incrément de seuil (Ti). Leur processus de calcul est très compliqué, mais grâce à l’apprentissage, nous savons approximativement quels facteurs ont le plus d’impact sur eux. Par exemple, la courbe de distribution lumineuse de la lampe, la hauteur d’installation de la lampe et la relation de position entre l’observateur et la source lumineuse, etc. La connaissance de ces éléments peut nous aider à améliorer l’éblouissement dans les applications d’éclairage. Cet article se concentre sur les méthodes d’amélioration du GR et du Ti, telles que l’utilisation d’un pare-soleil et d’une distribution lumineuse asymétrique dans l’éclairage du stade pour aider à améliorer la valeur du GR. L’augmentation de la hauteur du mât du lampadaire a un effet plus évident sur l’amélioration du GR dans le stade et du TI de l’éclairage public. Bien entendu, les méthodes ne se limitent pas à celles-ci. Les lentilles givrées, les changements dans le placement des lampes et le flux lumineux des lampes ont également un impact sur l’éblouissement. En bref, c’est très compliqué. En tant que fournisseur, ce que nous devons faire, c’est fournir des solutions qui répondent aux exigences correspondantes. Des recherches plus approfondies devront peut-être être confiées à des chercheurs pour approfondir le sujet. Si vous souhaitez en savoir plus, veuillez contacter ZGSM.

Questions fréquemment posées

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