Chapitre 14 – Lumière, couleurs et photodétecteurs | 2nde Bac Pro MAMA | Physique-Chimie | ⏱ 30 min
Dernière mise à jour : 5 mai 2026, format manuel scolaire
Camille, agenceuse chez Cuisines & Compagnie à Annecy, conçoit l'éclairage d'un showroom de 100 m². Le client veut mettre en valeur 6 cuisines exposées. Camille doit dimensionner l'installation lumineuse.
| Espace | Éclairement (lux) |
|---|---|
| Couloir, escalier | 100 |
| Bureau classique | 500 |
| Showroom commerce | 500-1 000 |
| Atelier (travail de précision) | 1 500 |
| Salle d'opération chirurgie | 50 000 |
| Type | Flux (lm) | Puissance (W) | IRC | Durée (h) |
|---|---|---|---|---|
| Spot LED 7W | 700 | 7 | 90 | 25 000 |
| Spot halogène 50W | 700 | 50 | 100 | 2 000 |
| Tube fluorescent T5 | 3 500 | 49 | 85 | 15 000 |
| LED panneau 600×600 | 4 200 | 40 | 85 | 50 000 |
Éclairement E = Φ / S (lux = lumen / m²)
où Φ est le flux total et S la surface éclairée.
Camille vise un éclairement E = 800 lux dans le showroom de S = 100 m². Calculer le flux lumineux total Φ nécessaire.
Φ = E × S = 800 × 100 = 80 000 lumens.
Avec les LED panneau (4 200 lm), combien de luminaires faut-il ?
Nombre = 80 000 / 4 200 ≈ 19,05 → 20 panneaux LED (arrondi supérieur, pour avoir une légère marge).
Calculer la puissance électrique totale et le coût annuel (10 h/jour, 220 j/an, 0,18 €/kWh).
Puissance : 20 × 40 = 800 W = 0,80 kW.
Énergie annuelle : 0,8 × 10 × 220 = 1 760 kWh.
Coût : 1 760 × 0,18 ≈ 317 €/an.
Comparer avec une solution halogène : 80 000 / 700 = 115 spots de 50 W chacun. Calculer la puissance totale et le coût annuel.
Puissance : 115 × 50 = 5 750 W = 5,75 kW (7 fois plus !).
Énergie annuelle : 5,75 × 10 × 220 = 12 650 kWh.
Coût : 2 277 €/an (7 fois plus cher en énergie).
Économie LED vs halogène : 1 960 €/an.
Pour un showroom où l'on vend des couleurs (bois, mélaminé, vernis), l'IRC (Indice de Rendu des Couleurs) est crucial. Quel est l'IRC idéal ? Lequel des 4 sources est le mieux ?
IRC max = 100 (lumière naturelle). Pour un commerce, on recommande IRC ≥ 90 pour bien restituer les couleurs.
Pour les zones où la couleur est cruciale (devant les cuisines), Camille pourra mettre des spots LED IRC 90 en complément des panneaux.
Camille combine : 20 panneaux LED pour l'éclairage général + 12 spots LED 7W pour mettre en valeur chaque cuisine (2 par cuisine).
Calculer le flux total et la nouvelle puissance.
Flux : 20 × 4 200 + 12 × 700 = 84 000 + 8 400 = 92 400 lm.
Puissance : 20 × 40 + 12 × 7 = 800 + 84 = 884 W.
Éclairement moyen : 92 400 / 100 = 924 lux. Encore mieux que prévu, et avec un éclairage d'accent qui valorise les produits.
Sur 5 ans, calculer le coût total (achat + énergie) pour la solution LED (20 panneaux à 80 € l'unité + 12 spots à 25 € l'unité) et halogène (115 spots à 8 € l'unité).
LED : achat = 20 × 80 + 12 × 25 = 1 600 + 300 = 1 900 €. Énergie 5 ans = 5 × 350 ≈ 1 750 €. Total = 3 650 €.
Halogène : achat = 115 × 8 = 920 €. Énergie 5 ans = 5 × 2 277 = 11 385 €. Total = 12 305 €.
De plus : durée de vie halogène 2 000 h → ≈ 1 remplacement/an pour un showroom. Coût supplémentaire de remplacement non comptabilisé. Le LED est 3 fois plus économique sur 5 ans.
Camille présente le projet au client. 5 lignes max.
Plan d'éclairage showroom 100 m²
• Éclairage général : 20 panneaux LED 40 W (4 200 lm chacun) → 800 lux uniforme.
• Mise en valeur produits : 12 spots LED 7 W IRC 90 (2 par cuisine).
• Flux total : 92 400 lm · Puissance : 884 W · Coût énergie : ≈ 350 €/an.
• Investissement initial : 1 900 € · Durée de vie : 25-50 000 h (≈ 10-20 ans).
• Économie vs halogène : ≈ 8 600 € sur 5 ans (achat + énergie).
Calculer l'efficacité lumineuse (lumens par watt) de chaque source. Quelle est la source la plus efficace ? Pourquoi les LED dominent-elles le marché ?
| Source | Φ/P (lm/W) |
|---|---|
| Spot halogène | 700/50 = 14 |
| Spot LED | 700/7 = 100 |
| Tube fluo | 3500/49 ≈ 71 |
| Panneau LED | 4200/40 = 105 |
Les LED sont 7 fois plus efficaces que l'halogène. À technologie équivalente, elles consomment moins, chauffent moins, durent plus. C'est pourquoi l'incandescence et l'halogène sont progressivement interdits en Europe (directive éco-conception).
📚 Cette activité s'appuie sur §4 (Sources lumineuses), §6 (Éclairement et flux lumineux) et §7 (Efficacité lumineuse) de la leçon Ch14.