Couleur, intensité et position dans l’espace: 3 facteurs qui influencent le confort visuel de l’éclairage au cours de la journée.

Lorsqu’un arc‑en‑ciel décompose la lumière du soleil, chacun peut voir qu’elle est constituée d’un mélange de différentes longueurs d’onde que nous percevons comme une palette qui va du rouge au violet, en passant par l’orange, le jaune, le vert et le bleu. Or, suivant la position du soleil dans le ciel et la quantité de vapeur d’eau dans l’air, nos yeux ne reçoivent pas une lumière de même composition. Au petit matin, quand le soleil nous éclaire depuis l’horizon, sa lumière est filtrée par l’épaisseur de l’atmosphère qu’elle traverse de biais: la composante bleue est dispersée en grande partie, si bien que la teinte générale tire sur le rouge. Et c’est la même chose quand le soleil se couche, à la différence que le rouge est souvent plus intense, parce qu’il y a davantage de poussières (aérosols) dans l’atmosphère pour agir sur le bleu.

Entre ces deux positions, le soleil grimpe au zénith: à midi, sa lumière traverse l’atmosphère à angle droit, si bien qu’elle est non seulement plus intense, mais aussi plus blanche, justement parce que le bleu est beaucoup moins dispersé par l’atmosphère.

Le bleu de la lumière nous influence

Notre métabolisme est influencé par la variation cyclique d’intensité et de couleur de la lumière solaire – et surtout par la composante bleue. La lumière bleue est perçue par la rétine de nos yeux, qui transmet ensuite l’information à la zone de notre cerveau qui régule la production de mélatonine, l’hormone du sommeil. Cette hormone joue non seulement un rôle sur notre état d’éveil, mais aussi sur la régulation de nos rythmes biologiques. Des recherches scientifiques indiquent d’ailleurs que la variation de la lumière bleue dans l’éclairage artificiel agit sur le sommeil et notre humeur.

Ampoule au verre transparent contenant une petite lampe halogène

Ampoule fluocompacte (dite aussi "économe") avec un verre opaque contenant un tube fluorescent

Ampoule au verre opaque contenant des LED installées sur un circuit imprimé

Ampoule au verre transparent (ou opaque) avec des LED  minuscules disposées en ligne sur un filament (et recouvertes de matière phosphorescente jaune) 

L’idéal, semble-t-il, serait d’avoir un éclairage qui varie automatiquement durant la journée, émettant moins de lumière bleue en soirée pour nous préparer au sommeil...

On préfère un éclairage chaud en soirée

Ainsi, les lumières artificielles qui nous paraissent les plus confortables sont celles qui correspondent à ce que le soleil nous a toujours montré. En général, nous aimons des lumières vives, blanches et placées en hauteur durant les heures du jour. Et, en fin de journée, nous préférons des éclairages plus faibles, plus rouges et disposés plus bas. En soirée, par exemple, les feux de cheminée et les bougies nous donnent un sentiment d’apaisement, sans doute parce qu’ils ressemblent au soleil couchant: ils sont situés à hauteur d’yeux et émettent une faible lumière qui tire sur le rouge car elle contient peu de bleu – c’est une lumière dite "chaude". Au contraire, pour éclairer un bureau, une classe d’école ou un atelier, on préfère avoir une lumière placée au plafond, intense et très blanche, comme le soleil en journée – c’est une lumière dite "froide".

La lumière du soleil en plein midi est "très froide" !

C’est curieux, mais les mots qui caractérisent la couleur de la lumière sont plutôt mal choisis, puisque la lumière de midi est décrite comme "très froide", alors que c’est le moment de la journée où elle est le plus énergétique. Cette confusion provient de l’habitude d’associer le rouge à la chaleur, et le bleu à la fraîcheur. Pour caractériser la couleur de la lumière, les spécialistes de l’éclairage, eux, utilisent la température de couleur, dont l’unité est le kelvin (K). La logique est la même que lorsqu’un forgeron travaille une pièce de fer sur le feu: en chauffant progressivement, le fer passe d’abord par le rouge, puis il devient jaune, puis blanc, et même bleuté lorsqu’il est le plus chaud. La lumière du soleil monte aussi en température entre le point du jour et midi: elle passe d’environ 2000 K à environ 6000 K. Si, à midi, le ciel est couvert de nuages, la température de couleur monte autour de 7000 K, autrement dit la proportion de bleu augmente – et la lumière devient encore plus "froide".

Puissance et température de couleur

Au temps où il n’y avait que des ampoules à incandescence sur le marché, on n’avait pas besoin de se préoccuper de cette température de couleur. Pour choisir, il suffisait de regarder la puissance de l’ampoule, donnée en watts. En effet, le filament d’une petite ampoule de 25 watts est moins chaud que celui d’une ampoule de 100 watts: il émet donc une lumière plus rouge, ce qui convient à une lampe de chevet qu’on allume en soirée. Alors que l’ampoule de 100 watts, au filament plus chaud, dégage une lumière plus blanche, mieux adaptée au plafond d’une pièce où l’on est actif.

Depuis 2012, les vieilles ampoules ordinaires à incandescence ont été retirées du marché (à quelques exceptions) parce qu’elles sont trop peu efficaces. Trois familles de lampes les ont remplacées: les halogènes (quasiment toutes retirées du marché), les fluorescentes (en voie de retrait du marché) et les LED, les seules ampoules domestiques qui resteront à fin 2023. Les LED nous offrent désormais une large gamme de puissances d’éclairement et de températures de couleur, avec une consommation électrique bien plus faible. Ainsi, on peut trouver des ampoules peu lumineuses avec une lumière très froide, ou des ampoules puissantes à la lumière chaude. Pour compliquer les choses, les ampoules se distinguent aussi par leur manière de nous faire ressentir les couleurs (voir plus bas).

L’emballage d’une ampoule doit comporter une étiquette-énergie. Mais celle-ci ne suffit pas pour bien choisir son éclairage. C’est la raison pour laquelle les fabricants doivent indiquer d’autres informations techniques essentielles à connaître :

Il y a deux informations utiles à considérer sur la nouvelle étiquette-énergie d’une ampoule :
• 1. La classe énergétique qui donne une indication de l’efficacité lumineuse.
• 2. La consommation d’électricité totale par an (en kWh) pour une utilisation standard d’environ 3 heures par jour (= 1000 heures).

• La puissance électrique consommée. Son unité est le watt [W]. C’est la quantité d’électricité soutirée chaque seconde par l’ampoule allumée, indépendemment de la lumière produite. Une ampoule de 5 watts consomme deux fois moins d’électricité qu’une ampoule de 10 watts. Pour la facture d’électricité, c’est la seule unité qui compte.

  Watt, en savoir plus

• Le flux lumineux. Son unité est le lumen [lm]. C’est la quantité de lumière perceptible par nos yeux. Plus une ampoule émet de lumens et plus elle éclaire. Et plus elle produit de lumens par watt d’électricité consommé, et plus elle est efficace. Cette efficacité peut se lire sur l’étiquette-énergie qui doit normalement figurer sur tous les emballages. En règle générale, 300 lumens suffisent pour une lampe de chevet, 400 à 600 lumens pour une lampe de bureau, et 1000 à 1200 lumens pour éclairer la table de la cuisine.

  Lumen et Lux, en savoir plus

• La température de couleur. Son unité est le kelvin [K]. Elle indique si la lumière de l’ampoule ressemble au soleil levant ou couchant (2000-2700 K), au soleil de la matinée ou de fin d’après-midi (2800-3500 K), ou au soleil de midi (3600-7000 K). Les teintes très chaudes à chaudes (2000-3300 K), dites aussi "blanc chaud" ou "warm white" en anglais, sont plus agréables dans les pièces d’un logement où on ne travaille pas (salle de bain, salon, entrée). Les teintes neutres à froides (3300-5000 K) conviennent mieux aux places de travail où les lampes sont utilisées en journée, en complément de la lumière naturelle. Les teintes très froides (>5000 K), dite "lumière du jour" ou "daylight", trouvent bien leur place en journée dans les locaux qui n’ont pas de fenêtre.
  En règle générale, on évitera de placer des lumières froides et chaudes dans la même pièce, car cela perturbe notre cerveau qui ré-équilibre les couleurs pour nous faire voir du blanc sur les surfaces les plus claires. Plus l’éclairage est vif, plus on a intérêt à choisir une température de couleur élevée – comme c’est le cas pour la lumière du soleil.

  Température de couleur, en savoir plus

  Spectre des lampes d’éclairage

• L’IRC – indice de rendu des couleurs (appelé aussi RCI ou Ra). On le caractérise avec un chiffre qui va de 0 (tout paraît gris) à 100 (toutes les couleurs sont parfaitement distinguables, comme au soleil). C’est la capacité d’une lampe de nous faire ressentir toute la gamme de couleurs des objets. Les lampes halogènes ont un IRC proche de 100. Mais les ampoules fluocompactes et les ampoules à LED ont des performances variables suivant les modèles, parce qu’elles n’émettent pas toute la gamme de couleurs de la lumière visible de manière homogène. Pour un logement, il faut au moins que cet indice soit plus grand que 80. Pour un lieu de travail où il est important de bien distinguer les couleurs, un IRC d’au moins 90 est souhaitable. Par contre, l’ampoule peut très bien avoir un IRC inférieur à 80, si elle éclaire un couloir, une cage d’escalier ou une cave.

  IRC, en savoir plus

Les emballages des ampoules doivent aussi indiquer :

• Si l’ampoule peut être utilisée avec un variateur d’intensité.
• Le temps qu’il lui faut pour s’allumer (en secondes).
• Sa durée de vie attendue (en heures).
• Le nombre de cycles allumage/extinction auquel elle peut résister.
• Sa teneur en mercure (toxicité) pour les ampoules fluocompactes.

Les emballages n’indiquent pas le flicker (scintillement) des ampoules

Depuis les débuts de l’éclairage électrique, la plupart des ampoules scintillent à notre insu avec plus ou moins d’ampleur. Les spécialistes de l’éclairage appellent ce scintillement "flicker". Lorsque les variations d’intensité lumineuses sont importantes, le flicker peut devenir problématique pour notre confort et notre vision. Les ampoules LED se caractérisent par la grande variabilité du flicker: les meilleures diffusent une lumière parfaitement stable, alors que les pires s’allument et s’éteignent complètement 100 fois par seconde. La mention du flicker sur l’emballage n’est pas encore obligatoire.

flicker, en savoir plus

Distinguer les ampoules à donner au recyclage

Les ampoules fluocompactes et à LED en fin de vie doivent être retournées dans un commerce ou dans une déchèterie officielle, car elles contiennent de l’électronique dans leur culot et des éléments chimiques malvenus dans l’environnement. Les ampoules halogènes, de même que les vieilles ampoules incandescentes, peuvent être mises à la poubelle avec les ordures ménagères.

Une ampoule fluocompacte (ou "économe") abrite de l’électronique et un tube fluorescent qui contient notamment du mercure. À ramener au magasin ou dans une déchèterie officielle.

Une ampoule LED abrite des composants électroniques, en plus des diodes qui produisent la lumière. À ramener au magasin ou dans une déchèterie officielle.

Ampoules et lampes pour l’éclairage domestique