Chapitre 7 — Optique | CAP Ébéniste | Physique-Chimie | ⏱ 35 min
Dernière mise à jour : 7 mai 2026, format manuel scolaire
Inès, apprentie ébéniste à Lyon, prépare la finition d'une commode et veut choisir le meilleur éclairage pour bien voir les défauts (fissures, irrégularités, taches). Elle compare 3 types d'éclairages disponibles dans son atelier.
| Type | Température couleur (K) | Sensation |
|---|---|---|
| Halogène (incandescente) | 3 000 K | Lumière chaude jaune |
| LED « blanc neutre » | 4 000 K | Lumière neutre |
| LED « blanc froid » | 6 500 K | Lumière froide bleutée (= lumière du jour) |
Une teinture chêne foncé absorbe le bleu et le vert (réfléchit le rouge/jaune). Sous lumière chaude (jaune), le bois paraît plus sombre. Sous lumière froide (bleue), il paraît plus clair.
Quelle est la différence entre lumière chaude et lumière froide ?
Lumière chaude (3 000 K) : domine le jaune-orange. Ambiance « cocooning ».
Lumière froide (6 500 K) : domine le bleu, simule la lumière du jour.
Plus la T en Kelvin est élevée, plus la lumière paraît bleue (paradoxe : on parle de « lumière froide » mais T plus haute).
Pour contrôler les couleurs d'une finition, Inès doit choisir un éclairage à fort IRC. Quel choix faire dans le tableau ?
Pour finition (rendu fidèle des couleurs) : LED « blanc neutre » ou « blanc froid » avec IRC ≥ 90.
L'halogène a un excellent IRC (~100) mais consomme 5× plus d'électricité. Préférer LED haut IRC pour l'efficacité.
Calculer la longueur d'onde dominante émise par une lumière à 6 500 K (lumière du jour). Loi de Wien : $\lambda_{max} = \dfrac{2,898 \times 10^6}{T}$ (en nm avec T en K).
$\lambda_{max} = \dfrac{2,898 \times 10^6}{6\,500} \approx $ 446 nm.
446 nm = bleu. C'est la couleur dominante de la lumière du jour.
Pourquoi le bois chêne foncé paraît-il plus rougeâtre sous lumière chaude (3 000 K) qu'à la lumière du jour ?
La lumière chaude contient surtout des longueurs d'onde rouges/jaunes (faible bleu).
Le chêne réfléchit les rouges/jaunes et absorbe le bleu. Sous lumière chaude, il y a peu de bleu à absorber → la dominante rouge réfléchie est exacerbée.
D'où l'aspect plus chaud et chaleureux du bois en intérieur soir/feu de cheminée.
Pour la teinture, Inès doit valider la couleur sous différents éclairages (« métamérisme »). Pourquoi ?
Le métamérisme : 2 surfaces qui paraissent identiques sous une lumière peuvent paraître différentes sous une autre.
Inès doit valider la teinture sous : lumière du jour (6 500 K) et lumière chaude (3 000 K) du salon du client.
Sinon : une commode parfaite à l'atelier peut paraître mal teintée chez le client.
Sur le vernis brillant, Inès observe un reflet du néon. Quel phénomène optique ?
C'est la réflexion spéculaire sur la surface lisse du vernis (comme un miroir).
Loi de la réflexion : angle d'incidence = angle de réflexion.
Pour limiter ces reflets gênants : éclairage diffus (par plusieurs sources, ou avec abat-jour), ou vernis mat.
Inès opte pour des LED 4 000 K + IRC 95. Combien d'énergie économise-t-elle par rapport à des halogènes (équivalent 60 W LED ↔ 300 W halogène, sur 8 h × 250 jours, 0,21 €/kWh) ?
Diff. puissance : $300 - 60 = 240 \,$W = 0,24 kW par éclairage.
Énergie économisée par éclairage : $0,24 \times 8 \times 250 = 480 \,$kWh/an.
Coût économisé : $480 \times 0,21 = $ ≈ 100 €/an par éclairage. Pour 5 éclairages = 500 €/an.
Rédiger en 5 lignes la fiche choix éclairage qu'Inès propose au maître d'apprentissage.
Atelier Lyon — Choix éclairage finition · 7 mai 2026
• Recommandation : LED 4 000 K, IRC ≥ 95, équivalent 60 W → puissance 300 W halogène.
• Argument couleurs : rendu fidèle (IRC), proche lumière du jour.
• Validation teinture : contrôler sous chaud (3 000 K) et froid (6 500 K) — métamérisme.
• Vernis brillant : diffuser plusieurs sources pour réduire les reflets spéculaires.
• Économie : ~100 €/an d'électricité par luminaire vs halogène.
Calculer la longueur d'onde dominante d'une lampe halogène à 3 000 K. Vérifier que la lumière paraît bien jaune.
$\lambda_{max} = \dfrac{2,898 \times 10^6}{3\,000} \approx $ 966 nm.
966 nm = IR proche ! En réalité, l'halogène émet beaucoup d'IR (chaleur), et seulement une partie dans le visible jaune.
D'où la sensation chaude (à la fois en couleur et en chaleur réelle), mais aussi le faible rendement énergétique.
📚 Cette activité s'appuie sur §1 (Lumière), §2 (Réflexion), §4 (Spectre), §6 (Applications) de la leçon Ch07.