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Température de couleur

Qu'est-ce que de la température de couleur en éclairage ? C'est une notion qui qualifie la sensation visuelle et sa chromaticité. Définition.
par Maxime Van Der Ham30 avril 2019

La température de couleur (Tc) est définie au niveau international par l’IEC avec deux énoncés.

« Température du radiateur de Planck dont le rayonnement a la même chromaticité que celle d’un stimulus donné ».

Température de couleur, définition IEC, n°845-03-49

Cette définition est à rapprocher d’emblée de celle de la température de couleur proximale, notion voisine, mais définie comme ceci :

« Température du radiateur de Planck dont la couleur perçue ressemble le plus, dans des conditions d’observation spécifiées, à celle d’un stimulus donné de même luminosité ».

Température de couleur proximale, définition IEC, n°845-03-50

Une seule et même unité est utilisée : le Kelvin. Le symbole : K. L’erreur courante est de parler de « degré kelvin ». Nous citerons, par exemple, une température de 6500 Kelvins. En bref, c’est la lumière du jour normalisée par la CIE, 6500 K, quand le soleil est au zénith. Une teinte de blanc très froid.

Température de couleur en éclairage naturel © Vincent Laganier – photos de Lyon : Gerard Giesbers

Température de couleur des sources lumineuses

Il faut être prudent à la qualification de la teinte de la température de couleur.

  • Plus la valeur de la température en Kelvin augmentera, plus elle sera qualifiée de « froide ».
  • Plus la valeur de la température en Kelvin baissera, plus elle sera « chaude ».

C’est l’inverse de la température d’ambiance en Celsius.

Selon le type de sources lumineuses installées, la température de couleur sera plus ou moins chaude.

Température de couleur   Source lumineuse naturelle et artificielle
10000 K   Ciel boréal
9000 K   Lampe à arc électrique
6500 – 9500 K   Écran d’ordinateur, de téléphone portable – LCD
6500 – 8000 K   Ciel nuageux
6500 K   Lumière du jour – D65
3000 K à 5600 K   Lampe aux iodures céramiques
2800 K à 5600 K   Lampe aux halogénures métalliques
2400 K à 6500 K   Diode électroluminescente – LED
2700 K à 5000 K   Lampe fluorescente et fluocompacte
3200 K   Lampe halogène
2500 à 2800 K   Lampe à incandescence
2500 K   Lampe au sodium blanc
1950 K à 2200 K   Lampe au sodium haute pression
2000 K   Soleil à l’horizon
1850 K   Bougie
1000 K à 1500 K   Lave en fusion

Usages en éclairage extérieur

En éclairage extérieur, les qualificatifs « chaud » et « froid » sont très couramment utilisés et font parties des mœurs.

Aujourd’hui même, depuis le récent arrêté du 27 décembre 2018 « Nuisances lumineuses », des indications de températures de couleur maximales sont introduites (exemple : 3000 K pour certains usages). À noter toutefois que l’arrêté parle de « température de couleur » (pas de proximale), un raccourci aujourd’hui abusif.

Les sources lumineuses sont qualifiables de par leurs températures de couleur proximale. Les sources traditionnelles ont des températures standardisées (exemple pour le sodium haute pression, voisin de 2000 K). Les LED, elles, offrent des températures bien plus nombreuses.

En fonction de la température, la sensation visuelle n’est pas la même. Les travaux de Kruithof ont démontré la relation entre la température (K), le niveau d’éclairement (lux) et la sensation à plusieurs niveaux : un rendu trop chaud, un rendu trop froid, ou alors une zone dite de confort, où le juste équilibre serait trouvé.

Changement de température de couleur dans une rue, Le Castellet, France © Maître d’ouvrage : Symielec Var

  • à gauche : source sodium haute pression, aux environs de 2000 K (blanc orangée)
  • à droite : source aux iodures métalliques, aux environs de 2850 K (blanc chaud).

Différences concrètes entre les deux définitions IEC

Depuis toujours, les sources traditionnelles d’éclairage pouvaient être qualifiées de « thermiques » : flamme, soleil, filament d’une ampoule à incandescence. Ces sources présentent un rayonnement proche d’un objet appelé le « corps noir ». En simplifiant, la température de couleur est la température à laquelle il faudrait chauffer un « corps noir » pour obtenir cette même teinte de blanc.

Courbes de rayonnement du corps noir à différentes températures selon l’équation de Planck comparées à une courbe établie selon la théorie classique de Rayleigh et Jeans © Darth Kule, Wikipédia

On obtient alors un système de référence colorimétrique dit « CIE 1931 » représentant le tracé du corps noir dans le diagramme colorimétrique. Il est aussi appelé « lieu des corps noirs » ou « Planckian locus ».

Courbe du corps noir de Planck © Wikipédia

Puis les sources non thermiques sont apparues : tubes fluorescents et bien sur LED, la notion de température de couleur n’est plus strictement adaptée. On parlera alors avec rigueur de température de couleur proximale (CCT en anglais pour Correlated Colour Temperature). En simplifiant toujours, cette température de couleur proximale est la température de couleur la plus proche du point le plus proche du corps noir.

Nous ferons de suite la relation entre les segments ci-dessous de la température de couleur proximale avec les ellipses de Mac Adam présentées précédemment dans un article sur le Binning LED.

Segment de température de couleur proximale © Wikipédia

En normalisation française, la norme NF X08-017 de juin 2016 est la référence en matière d’évaluation des températures de couleur proximale. Son but est aussi explicite que la différence entre les deux notions précédemment expliquées :

« Le présent document a pour objet de caractériser par une grandeur unique la lumière émise par une source primaire de lumière, ou le rayonnement d’un illuminant, et de l’évaluer par la température du radiateur de Planck qui possède la couleur la plus proche ».

AFNOR

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Maxime Van Der Ham
Maxime Van Der Ham
Directeur général de Société architecture réseaux SARESE, cabinet d’ingénierie en réseaux secs fondé en 1993, spécialiste en éclairage extérieur. Assistance à maîtrise d’ouvrage, bureau d’études, maîtrise d’œuvre et formations. Expert AFNOR de la commission U17 et membre du groupe de travail de l’AFE en Commission X909X. Praticien et passionné d’éclairage extérieur.

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