Thème  :  HABITAT  Chapitre  6  :  

Eclairage  d’une  habitation  Cours  livre  p  148  à  150    

Objectifs  :  En  bleu  :  spécifiques  au  chapitre    

Autoévaluation  

Je  pense  savoir  faire  

Je  ne  pense  pas  encore  savoir  faire  

Remédiation  (à  compléter...)  

Mobiliser  et  organiser  ses  connaissances        

Donner  des  ordres  de  grandeurs  des  caractéristiques  des  sources  lumineuses.       AD  n°7-­‐‑8  et  AE  n°7  ;    n°5  p  154  

S’approprier.        

Relier  les  unités  photométriques  à  la  sensibilité  de  l’œil  humain.       AD  n°7  ;  n°3  p  154  

Comparer  l’influence  des  matériaux  et  des  revêtements  sur  l’éclairage  d’un  habitat.       N°6  p  154  

Reformuler       Extraire  des  informations  sur  des  supports  variés.  

     

Analyser.        Exploiter  les  caractéristiques  d’une  source  d’éclairage  artificiel  :  efficacité  énergétique,  classe  d’efficacité  énergétique,  température  de  couleur,  indice  

de  rendu  des  couleurs  (IRC).      

AD  n°7-­‐‑8  ;  n°4  p  154

Exploiter  des  informations  sur  des  supports  variés.       Distinguer  simulation  et  expérience      

Evaluer  l’ordre  de  grandeur  d’un  phénomène  et  de  ses  variations.       Réaliser          

Positionner  sur  une  échelle  de  longueurs  d’onde  les  spectres  de  différentes  lumières  :  visible,  infrarouge  et  ultraviolette.       Cours,  n°2  p  154

Utiliser  un  capteur  de  lumière  pour  mesurer  un  flux  lumineux       AE  n°7  ;  n°1  p  153 Faire  un  schéma  adapté.      

Effectuer  des  calculs  littéraux  ou  numériques.       Valider        

Faire  preuve  d’esprit  critique,  discuter  un  résultat  en  fonction  de  son  ordre  de  grandeur  par  exemple,  une  information,  une  hypothèse,  une  propriété,  

une  loi,  un  modèle  ;  corroborer,  infirmer,  choisir,  prendre  position.      

Interpréter  des  observations,  des  mesures,  etc.  ;  confronter  un  modèle  à  des  résultats  expérimentaux,  mettre  en  lien  des  phénomènes  et  des  concepts.      

Communiquer        Rendre  compte  à  l’oral  ou  à  l’écrit  en  utilisant  un  vocabulaire  scientifique  adapté  et  rigoureux  ;  présenter  sous  une  forme  appropriée  (schéma,  

graphique,  tableau,  figure,  etc.)      

Rédiger  un  protocole,  une  explication,  une  réponse  argumentée  ou  une  synthèse      

Ecrire  un  résultat  de  manière  adaptée  (unités,  chiffres  significatifs,  écriture  scientifique,  incertitudes,  etc.)       Réaliser  un  schéma  scientifique.      

Travailler  en  équipe  et  en  autonomie,  partager  des  tâches,  s’engager  dans  un  dialogue  constructif,  accepter  la  contradiction  tout  en  défendant  son  point  de  vue,  faire  preuve  de  diplomatie,  négocier  et  rechercher  un  consensus,  

demander  une  aide  pertinente.  

   

Décrire  une  observation,  de  façon  écrite  et  orale.      

De quelles grandeurs dépend l’éclairement fourni par une lampe ?

Quels paramètres influent sur la couleur émise par une lampe ?

I.   Caractéristiques des sources d’éclairage. Activité documentaire n°7 : « IRC et température de couleur d’une source d’éclairage» (à réaliser en classe par binôme). Objectif général :

•   Mise en évidence des différentes caractéristiques d’une source d’éclairage.

Activité documentaire n°8 : « Classe énergétique d’une source d’éclairage ». (à réaliser en classe par binôme). Objectif général :

•   Exploiter les caractéristiques d’une source d’éclairage artificiel. •   Donner des ordres de grandeurs des caractéristiques des sources lumineuses. •   Mettre en évidence les avantages de certaines sources d’éclairage.

La lumière est une radiation électromagnétique formée de particules, véritables grains de lumières porteurs d’énergie appelés photons. La lumière se déplace dans l’air à la vitesse c=3,00x108 m.s-1

A.  Spectre de la lumière blanche La lumière du soleil est composée d’un ensemble de radiations monochromatiques, pouvant être décomposées par un prisme. Ce rayonnement est dit polychromatique (plusieurs couleurs). Une radiation est caractérisée par sa longueur d’onde (l) exprimée en mètres, ou sa fréquence (f) exprimée en Hertz, tel que l= c/f Le spectre visible par l’œil est le suivant :

B.   Température de couleur La température de couleur associe la température mesurée en kelvin (K) aux teintes de la lumière émise par l'ampoule. Elle caractérise l’ambiance lumineuse (chaude, froide, intermédiaire), l’aspect de la lumière.

Couleurs Température de couleur

Chaude (blanc orangé) Intermédiaire (blanc) Froide (blanc bleuté)

< 3300°K 3300 à 5500°K

> 5500°K Ainsi, une lumière blanche d'une température de 2700 K sera beaucoup plus jaune qu'une lumière de 4500K En fait, lorsque la température de couleur augmente, le spectre émis s’enrichit de radiations dans le bleu-violet.

C.  L’indice de rendu des couleurs (IRC)

L’indice de rendu des couleurs détermine la faculté d’une source lumineuse à respecter l’aspect des couleurs (0 à 100. L’IRC indique la capacité d’une source lumineuse à restituer toutes les nuances du spectre visibled’un objet éclairé. Par exemple, l’IRC 85 correspond à 85% de restitution des rendus des couleurs du spectre, l’IRC 30 à 30%, ect…

D.  Sensibilité de l’œil.

L’œil est un récepteur sélectif, sa sensibilité dans le visible n’est pas constante : elle est maximale pour les radiations situées au voisinage 550 nm dans le jaune-vert et décroît de part et d’autre de ce maximum. Chaque source lumineuse fournit un ensemble de radiations différentes. L’étude de spectres lumineux (analyse spectrale) fournit des renseignements importants pour le choix des lampes d’éclairage, d’autant que la sensibilité de l’œil est différente selon les couleurs.

Nota : 1Å = 10-10 m

II.   Grandeurs physiques de la photométrie. Activité expérimentale n°7: « Choix de la source d’éclairage d’une pièce» (à réaliser en classe par binôme). Objectif général :

•   Relier les unités photométriques à la sensibilité de l’œil humain. •   Utiliser un capteur de lumière pour mesurer un flux lumineux

•   Le Flux énergétique : fE

Il est défini par :

•   Le Flux lumineux : f C’est la quantité de lumière émise par une source lumineuse

•   L’Eclairement : E C’est le quotient de la quantité de lumière émise par la surface qui reçoit une quantité de lumière. Le lux est l’éclairement E d’une surface de 1m² recevant un flux lumineux de 1 lumen. L’éclairement se mesure à l’aide d’un luxmètre. Cet appareil est muni d’une sonde, constituée par une cellule photoélectrique de surface bien déterminée. Exemple : L’éclairement recommandé dans une salle de classe est de 300 Lux. L'éclairement  est  inversement  proportionnel  au  carré  de  la  distance  entre  la  source  et  la  surface.  

E=!"#

E  en  lux  (lx) I  en  candela  (cd)  d  en  mètre  (m)

3.4) Efficacité énergétique, classe énergétique

Exercices formatifs

Evaluation sommative