Thèse soutenue

Méthodes de caractérisation psychophysique et physiologique de l'éblouissement d'inconfort en éclairage artificiel intérieur : étude de l'influence du contenu spectral des sources lumineuses
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Auteur / Autrice : Matthieu Iodice
Direction : Dominique DumortierSophie Jost
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie civil
Date : Soutenance le 25/06/2020
Etablissement(s) : Lyon
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Mecanique, Energetique, Genie Civil, Acoustique (MEGA) (Villeurbanne)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire génie civil et bâtiment (Vaulx-en-Velin, Rhône)
établissement opérateur d'inscription : Ecole nationale des travaux publics de l'Etat (Vaulx-en-Velin, Rhône ; 1975-....)
Jury : Président / Présidente : Peter Hanselaer
Examinateurs / Examinatrices : Marc Fontoynont, Claude Gronfier
Rapporteurs / Rapporteuses : Roland Brémond

Résumé

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Ce travail de thèse s’intéresse à l’éblouissement d’inconfort causé par les sources lumineuses en éclairage intérieur et se base sur l’étude de deux problématiques. La première porte sur la pertinence de différentes méthodes expérimentales à caractériser ce phénomène perceptif. La seconde s’intéresse à l’influence de la distribution spectrale de la source éblouissante. Un dispositif expérimental a été mis en place pour présenter des stimuli éblouissants dans des conditions inspirées de celles de l’éclairage intérieur (salle de taille réelle, conditions photopiques de l’ordre de 20 cd/m², source éblouissante positionnée à 20° du centre du champ visuel avec une luminance de l’ordre de 150000 cd/m²). Deux expérimentations préliminaires et trois expérimentations principales ont été menées. Les deux expérimentations préliminaires ont validé la pertinence des problématiques. A la suite d’une synthèse sur les méthodes psychophysiques et physiologiques présentes dans la littérature, onze méthodes ont été retenues : sept procédures psychophysiques (notation sur une échelle, méthode des stimuli constants, méthode des limites, ajustement, comparaison par paires, égalisation et estimation de magnitude) et quatre outils de mesure physiologique (pupillométrie, électromyographie EMG, électroencéphalographie EEG et électrocardiographie ECG). Ces procédures et ces outils ont été étudiés dans deux expérimentations. L’expérimentation sur les méthodes psychophysiques s’est intéressée à observer la significativité des biais expérimentaux et la répétabilité des procédures utilisées. Celle-ci a mis en évidence l’importance de considérer les biais expérimentaux lors de l’élaboration d’un protocole et de l’analyse des données récoltées. De plus, certaines méthodes permettaient d’augmenter la discrimination entre les stimuli. Selon les critères de répétabilité, de biais expérimentaux, de difficulté et de durée, trois méthodes psychophysiques d’évaluation de l’éblouissement d’inconfort ont été retenues (méthode des stimuli constants, comparaison par paires et estimation de magnitude). L’expérimentation sur les outils de mesure physiologique était plus exploratoire que l’expérimentation sur les procédures psychophysiques. En effet, l’analyse des données a reposé sur une observation qualitative pour chaque participant. Elle se basait sur la comparaison des signaux mesurés en présence de stimuli éblouissants ou en leur absence. Un traitement des données EEG/EMG et une représentation graphique fréquentielle et temporelle de ces données ont notamment été développés pour l’analyse. Aucune différence significative entre les situations éblouissantes et non-éblouissantes n’a été relevée. Cependant certaines mesures témoignaient d’une influence de l’augmentation de luminosité dans l’ensemble du champ visuel : il semble que ces mesures physiologiques ne soient pas pertinentes pour des conditions d’éclairage intérieur, mais qu’elles le soient pour d’autres conditions d’éblouissement plus extrêmes (sources présentées dans l’obscurité, luminance de l’ensemble du champ visuel très élevée). L’influence du paramètre spectral sur l’éblouissement d’inconfort a été ensuite étudiée en utilisant les trois méthodes psychophysiques sélectionnées. La validation d’une influence du contenu spectral pour des stimuli blancs a été démontrée. Elle implique les cellules ganglionnaires rétiniennes intrinsèquement photosensibles (CGRips). De plus, l’implication de ces cellules serait prépondérante à l’influence de la température de couleur proximale et, à même niveau d’excitation des CGRips, l’éblouissement d’inconfort augmente avec la température de couleur (conclusions démontrées par certaines procédures).