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Arexis Boisson, Lydie. Etude et optimisation d'un système d'éclairage efficace énergétiquement et adapté aux besoins de ses utilisateurs (santé, sécurité et qualité de vie)

Arexis Boisson, Lydie (2014). Etude et optimisation d'un système d'éclairage efficace énergétiquement et adapté aux besoins de ses utilisateurs (santé, sécurité et qualité de vie).

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Résumé en francais

La perception visuelle de la lumière est un sujet qui interroge depuis des années. Dans cette recherche, nous nous attachons plus particulièrement au confort visuel des êtres humains soumis à une lumière scintillante ou flickering, pouvant présenter des impacts sanitaires non négligeables. Mais comprendre la perception visuelle du flickering, aussi dit contraste de luminance ou chromatique temporel, implique de multiples pré requis. C'est pourquoi, tout au long de ce travail de recherche nous avons une approche pluridisciplinaire, et faisons appel à des connaissances relatives aux êtres humains : physiologie de l'œil humain et ses mécanismes de perception, neurophysiologie, psychologie cognitive, sociologie; mais également relatives à la physique: les sources de lumière, leurs photométrie et colorimétrie, notions d'optique géométrique et modélisation optique, etc. Le terme " confort " étant souvent utilisé à mauvais escient, nous avons tout d'abord réfléchi à définir avec exactitude les notions de confort en le distinguant des termes " qualité de vie " et " bien être ", trop souvent pris pour synonymes. Afin d'y parvenir, nous avons basé notre étude sur une approche cognitive, et nous sommes particulièrement intéressés au cas du confort visuel, en relation avec notre thématique de recherche. Ensuite, une campagne d'expérimentations sur le flickering a été menée. Elle a consisté en l'étude phénoménologique de la perception visuelle du flickering dans différents contextes : couleur de l'environnement et axes de perception visuelle et pour différentes configurations expérimentales. Pour cela, un dispositif expérimental et interactif a été réalisé. Afin de générer le flickering, des diodes électroluminescentes (LEDs) ont été utilisées, et un boîtier de commande a permis la variation de deux paramètres particuliers : la fréquence et le rapport cyclique. Nous avons ainsi créé un signal MLI, et avons fait en sorte que le stimulus soit une lumière indirecte à champ large. De part le logiciel associé aux boîtiers de commande, de nombreux scenarii ont pu être présentés à des observateurs volontaires qui ont donné leur ressenti quand à leur perception du flickering. Les observateurs ont des caractéristiques visuelles similaires (vision emmétrope) et âgés entre 20 et 39 ans. Une approche des résultats pour yeux amétropes a également été débutée. Afin d'analyser plus en détail les réponses expérimentales, une méthode d'optimisation a été utilisée et a mis en évidence des couples optimaux de solutions (fréquence et rapport cyclique) quelle que soit la couleur de l'environnement et quel que soit l'axe de perception visuelle. Nous nous sommes ensuite basés sur ces résultats pour mettre en place des graphes de paramètres physiques de confort visuel du flickering. Enfin, une étude applicative du flickering a été menée. Elle a consisté en la comparaison de la dégradation colorimétrique de tableaux de musées, via échantillons normalisés, éclairés par une lumière continue et une lumière pulsée, à éclairement moyen constant. Les dégradations se sont révélées être du même ordre de grandeur au bout de 635000 lux.h mais l'effet Broca Sulzer ayant été vérifié dans le cadre de nos expériences (la brillance ressentie est plus grande que la brillance réelle) a ainsi permis d'envisager des économies d'énergie.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Zissis, Georges
Ecole doctorale:Génie électrique, électronique, télécommunications (GEET)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire PLAsma et Conversion d'Energie (LAPLACE), UMR 5213
Mots-clés libres :Eclairage - Papillotement de lumière - Confort - Brillance - LED - Fréquence et rapport cyclique - Optimisation multi-critère - Economie d'énergie
Sujets :Physique
Déposé le :13 Oct 2014 10:37