La lumière naturelle est souvent insuffisante la nuit ou lors des longues journées grisâtres que nous amène l’hiver. Lorsque cette lumière vient à manquer, la vision de l’homme se réduit considérablement. La nuit, tous les chats sont gris ! Pour compenser cette vision nocturne déficiente et remplacer la lumière naturelle, l’homme a trouvé, dès l’apparition du feu, des solutions : torche, bougie, lampe à huile, lampe à pétrole, lanterne à gaz, lampe électrique.
Pour constater à quel point ce confort visuel nous est indispensable, les élèves ont pu, le temps d’une séquence, se retrouver plongés dans la pénombre du laboratoire de technologie.
Quelques séances destinées à étudier différentes sources lumineuses : lampe à incandescence, lampe fluorescente, spot halogène, spot 34 DEL jaune, spot halogène éco, spot fluo-compact ou spot 3 DEL blanc.
Ces objets techniques assurent notre confort visuel. En effectuant les gestes quotidiens d’éclairage auxquels nous attachons peu d’importance, nous pouvons voir les objets de notre environnement, nous diriger dans l’espace et poursuivre nos activités.
Cependant dans un contexte d’augmentation des prix de l’énergie, le confort visuel n’est pas le seul objectif visé. Non seulement un éclairage trop faible ou trop fort procure une sensation d’inconfort. Mais il faut aussi privilégier des solutions techniques qui favorisent les économies d’énergie tout en assurant un éclairage optimal pour l’œil humain.
L’efficacité énergétique était au cœur des préoccupations des équipes qui ont mis en place plusieurs protocoles d’expérimentation pour comparer ces sources lumineuses : mesures de l’éclairement produit, de la chaleur dégagée et de l’énergie électrique consommée.
L’occasion pour les élèves d’observer que la conversion de l’énergie électrique en lumière n’est pas complète, qu’une partie de cette énergie électrique est perdue en chaleur et d’aborder la notion de rendement.
La diffusion/réflexion de la lumière faisait également partie de la problématique initiale. L’aspect physique d’un matériau et notamment sa couleur peut améliorer ou dégrader l’efficacité de l’éclairage. L’utilisation d’un capteur photosensible associé au NXT a permis aux élèves de vérifier qu’un matériau absorbe ou réfléchit plus ou moins bien la lumière en fonction de sa couleur.
https://www.cea.fr/multimedia/Pages/videos/culture-scientifique/physique-chimie/lumiere.aspx
Le confort visuel dépend donc de plusieurs facteurs comme l’équilibre harmonieux des couleurs dans une pièce.
L’impact environnemental est aussi un élément à prendre en compte. Les lampes fluo-compactes produisent des champs électromagnétiques qui ont été détectés sur certains îlots. Ce rayonnement électromagnétique pourrait être nocif pour l’homme.
Cependant l’impact sur l’environnement ne se mesure pas seulement lors de l’utilisation de l’objet technique mais aussi lors de sa fabrication, de sa distribution et de son élimination. Le recyclage des lampes fluo compactes permet ainsi de valoriser 87,8% des matériaux mis en œuvre et de récupérer les éléments toxiques comme le mercure (0,005%).
https://www.ecosystem.eco/fr/equipement/ampoules
Dans cette séquence, les instruments de mesure deviennent aussi des objets d’étude. Leur chaîne d’informations permet d’acquérir une ou plusieurs données, de traiter ces données et de les communiquer à l’utilisateur par l’intermédiaire d’un écran de contrôle. La découverte de cette chaîne d’informations par les élèves est un élément essentiel à l’analyse du fonctionnement de ces instruments et à leur mise en œuvre correcte.
Une façon d’entrevoir le métier de technicien(ne) en métrologie ou celui de concepteur lumière.
Technicien(ne) en métrologie : un travail de précision
https://www.onisep.fr/Ressources/Univers-Metier/Metiers/technicien-technicienne-en-metrologie
Concepteur lumière : un artiste de l’éclairage
https://www.lightzoomlumiere.fr/article/concepteur-lumiere-metiers-entre-artiste-et-ingenieur/
Merci aux élèves pour le travail réalisé.