4.exercices Et Corriges Eclerage [PDF]

Zitiervorschau

Enseigner la prévention des risques professionnels

Éclairage et vision Fiches exercices

EV 1

OBJECTIF :

Identifier les caractéristiques physiques de la lumière

1. Douze erreurs se sont glissées dans le texte suivant. Soulignez-les et corrigez-les. J’ai suivi un cours sur la lumière. Intéressant. J’ai appris par exemple que, dans le large spectre des rayonnements électromagnétiques, la lumière est tout. Il suffit simplement de regarder autour de soi pour s’en rendre compte. Ainsi, chaque fois que la lumière excite ma rétine, elle va produire chez moi une sensation visuelle. J’ai retenu qu’à chaque gamme de longueur d’onde d’un rayonnement lumineux correspondait une sensation visuelle particulière : – à 770 nanomètres, je vois distinctement tous les objets, – à 520 nanomètres, je vois rouge, – à 470 nanomètres, la mer et le ciel par beau temps se révèlent à moi, – à 670 nanomètres, j’apprécie enfin de m’allonger sur un vrai gazon. On nous a appris les quelques grandeurs physiques qui permettent d’évaluer les caractéristiques physiques de la lumière. On mesure dans le flux lumineux la puissance lumineuse de la source rapportée à la sensibilité de l’œil de façon à ne considérer qu’une puissance qui puisse provoquer cette fameuse sensation visuelle (ici, on mesure en lumen). L’intensité lumineuse, ne cherche pas, c’est la même chose que le flux lumineux. L’éclairement caractérise, quant à lui, l’aspect lumineux d’une source de lumière ou d’une surface éclairée. Autrement dit, il se réfère à l’intensité lumineuse d’un point d’une surface donnée et dans une direction donnée. L’unité de mesure est la candela/m2. La luminance caractérise, comme son nom l’indique, la puissance lumineuse qui atteint une surface donnée. On la mesure en lux. En ce qui concerne les propriétés de réflexion des surfaces, sache qu’une surface rugueuse va rendre une image exacte de la source lumineuse ou des objets. On mesure le facteur de réflexion par le rapport entre le flux lumineux reçu par la surface et le flux lumineux réfléchi par cette surface. Il ne faut pas oublier la température de la lumière qui permet de caractériser la teinte dominante d’une source lumineuse. Personne n’ignore que les couleurs chaudes se situent au-delà de 5 000 Kelvin. C’est normal, plus c’est chaud, plus on a de Kelvin. Pour ton confort, je te conseille pour un éclairement de 5 000 lux, une couleur de 2 500. Enfin, il est possible de mesurer l’indice de rendu des couleurs qui caractérise la capacité d’une lumière à restituer fidèlement la couleur des objets qu’elle éclaire. L’unité de mesure en est le Kelvin divisé par 100.

1

2. Complétez le tableau. vrai

faux

correction (si nécessaire)

a. L’éclairement se mesure avec un fluxmètre. b. Un lux est égal au flux lumineux pour 1 lm/m2. c. Par temps nuageux, l’éclairement est de 1 000 lux. d. En plein soleil, l’éclairement est de 100 000 lux.

3. Une surface de travail de 3 m2 reçoit un flux lumineux produit par deux lampes de 1 200 lumen chacune. Calculez l’éclairement de la surface de travail.

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EV 2

OBJECTIF :

Décrire la structure de l’œil et repérer quelques mécanismes de la vision

1. Reliez chaque terme à sa définition. Termes

Définitions

Nerf optique

•

Rétine

•

Cristallin

•

Accommodation

•

Punctum proximum d’accommodation

•

Cônes

•

Bâtonnets

•

Réflexe de fixation

•

Vision binoculaire

•

Perception visuelle

•

•

Capacité de l’œil à assurer la netteté de l’image d’un objet situé à moins de 5 ou 6 mètres pour la distance maximale et entre 0,07 m et 1 mètre pour la distance minimale. • Transmet l’information visuelle au cerveau. • Permettent la vision diurne, la vision centrale, la détection des détails et la vision des couleurs. Sont au nombre de 6 millions environ. • Comporte la détection, l’identification et l’interprétation des messages transmis par la rétine au cerveau. • Permet d’obtenir une image unique par synthèse des images reçues par les deux yeux ; améliore l’acuité visuelle ; contribue à la vision du relief et à l’agrandissement du champ visuel. • Permettent la vision nocturne (détecteurs de lumière) et la vision périphérique. Image des objets plus floue, vision en noir et blanc. Sont au nombre de 120 millions environ. • Membrane sensorielle de l’œil qui comporte deux zones particulières où la sensibilité est spécifique : la fovéa, petite dépression de 1,5 mm de diamètre où la capacité de l’œil à distinguer les détails est maximale, et la tâche aveugle qui est le point de départ du nerf optique où elle est insensible à la lumière. • Lentille à courbure variable qui ajuste le pouvoir de réfraction de l’œil et focalise l’image sur la rétine. • Tout objet mobile ou point lumineux apparaissant dans l’environnement visuel provoque un déplacement rapide du regard dans sa direction afin que l’image de l’objet soit amenée sur la fovéa. • Point le plus rapproché qui peut être vu nettement : il constitue la distance minimale de vision nette. En le déterminant chez le sujet, on mesure sa capacité d’accommodation.

2. Complétez le schéma.

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EV 3

OBJECTIF :

Repérer les caractéristiques visuelles de l’individu

1. Vrai ou faux ? Cochez la bonne réponse. L’acuité visuelle augmente avec : le niveau d’éclairement l’absence de contraste objet/fond la netteté du détail l’hypermétropie

vrai ❏ ❏ ❏ ❏

faux ❏ ❏ ❏ ❏

2. En combien de temps, l’œil s’adapte-t-il complètement à l’obscurité ? Cochez la bonne réponse. En quelques secondes ❏

En quelques minutes ❏

En une heure ❏

3. Indiquez quelles sont les trois couleurs fondamentales. .................................

.................................

.................................

4. Indiquez quelles sont les modifications des capacités visuelles qui apparaissent avec l’âge. ................................................................................................................. ................................................................................................................. .................................................................................................................

5. Pour chaque profession, cochez les principales qualités visuelles requises. acuité visuelle de loin

acuité visuelle de près

navigateur soudeur tapissier typographe conducteur de grue à tour ou d’engin de chantier fondeur carrossier horloger illustrateur en dessin assisté par ordinateur brodeuse 4

résistance à l’éblouissement

bonne vision des couleurs

EV 4

OBJECTIF :

Repérer les caractéristiques de la vision au travail

1. Dans cette situation de travail, quels éléments pouvez-vous relever concernant : – les caractéristiques de l’environnement lumineux ? – les caractéristiques de la tâche visuelle ? – les caractéristiques visuelles de l’opération ?

2. À partir d’une situation d’apprentissage à l’atelier, décrivez précisément la tâche visuelle requise pour l’activité.

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EV 8

OBJECTIF :

Appliquer la grille d’analyse du risque de la fiche principale EV8 à des situations de travail

1. À partir de situations de travail rencontrées en entreprise, renseignez la grille d’analyse du risque (identifier les phénomènes dangereux, les situations dangereuses, les événements déclencheurs et estimer les dommages potentiels).

2. Étude de cas Dans un atelier, des opératrices sont chargées de contrôler de l’électronique de précision. Un éclairage local très puissant est focalisé sur la petite zone où s’exerce la tâche visuelle. Les opératrices, après avoir contrôlé les pièces, doivent ensuite se tourner sur le côté pour les évacuer sur un convoyeur. Le reste de l’atelier est plongé dans l’obscurité. Un fort absentéisme est noté chez ces opératrices qui se plaignent de fatigue visuelle et de dépression. Pourquoi ? Identifiez le phénomène dangereux, la situation dangereuse, l’événement déclencheur à l’origine de ce dommage.

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EV 13

OBJECTIF :

Appliquer la méthode de l’utilance et construire une carte d’éclairement

1. Déterminez les besoins en éclairement d’un local administratif (bureau) en tenant compte des recommandations de l’AFE (voir la fiche EV 12), construisez sa carte d’éclairement et analysez les résultats.

2. Appliquez la méthode de l’utilance en déterminant le nombre d’appareils requis pour une situation de travail et un local dont les données sont les suivantes :

• activité : dactylo dimensions du local – longueur : 12 m – largeur : 10 m – hauteur : 3,5 m

• facteurs de réflexion des parois – plafond : 5 – murs : 5 – plan utile : 1

• choix du luminaire : 0,6D + 0T • choix d’un flux de tube de 58 W (# 5200 lm) (se reporter au tableau des utilances de la fiche EV 13).

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EV 14

OBJECTIF :

Appliquer une méthode d’observation et d’analyse d’une installation d’éclairage

À l’aide de la grille suivante, réalisez, dans un local donné, une étude de l’installation d’éclairage afin de proposer d’éventuelles améliorations. FICHE PRATIQUE DE VÉRIFICATION D’UNE INSTALLATION D’ÉCLAIRAGE Nom du vérificateur ................................

Nom et adresse du local contrôlé ..................................................... Dimensions du local (en m) Nombre de personnes utilisant ce local hauteur : ……………. ❏ + de 50 longueur : ……………. ❏ de 25 à 50 largeur : ……………. ❏ de 10 à 25 Surface du local (en m2) : ❏ – de 10

Local

Type de local ❏ industriel ❏ commercial ❏ tertiaire ❏ habitation ❏ autre

Activités dans ce local ............................ ............................ ............................ ............................

………………………… Local aveugle Type d’ouverture ❏ oui ❏ non

❏ baie vitrée ❏ fenêtre de toit ❏ verrière

Type d’éclairage ❏ incandescence ❏ fluorescence ❏ à décharge ❏ mixte

Éclairage

Date ..................... Heure .....................

Orientation des ouvertures géographique : N - S - E - O autre : ❏ latérales ❏ supérieures

Appareils d’éclairage nombre : nombre de lampes par appareil : ❏ avec réflecteur ❏ sans réflecteur

Éclairage

Distribution

❏ direct ❏ indirect ❏ mixte

❏ générale ❏ localisée ❏ d’appoint

Mesures de l’éclairement lampes allumées au sol : ..………….. sur la table de travail direct : …………… réfléchi : …………… zones adjacentes : ……………

lampes éteintes ………….. ………….. ………….. …………..

Reporter les valeurs sur le schéma du local

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Revêtements et finitions ❏ clair ❏ foncé ❏ brillant ❏ satiné ❏ mat facteur de réflexion : ........................................... Types de luminaires ❏ suspendus ❏ muraux ❏ sur pieds

Caractéristiques des lampes marque : …………............................. puissance : …………......................... flux lumineux : ………….................. IRC : …………................................. ampoule : flux : ❏ opaque ❏ dirigé ❏ translucide ❏ non dirigé

Poste de travail Activité de l’opérateur

Implantation dans le local À dessiner sur le schéma du local

Description du poste ❏ bureau couleur : ........................ ❏ établi forme : .......................... ❏ machine revêtement : .................. ❏ autre

Nature de l’activité ❏ mécanique moyenne, dactylographie, travaux de bureau ❏ travail de petites pièces, dessin, mécanographie ❏ mécanique fine, dessins difficiles, industrie du vêtement ❏ mécanique de précision, électronique fine, contrôles divers ❏ tâches très difficiles

Exigences de la tâche ❏ circule à l’extérieur ❏ travaille temporairement

Niveau d’éclairement minimal : ......................................................................

Niveau d’éclairement recommandé par la CIE : ............................................................................

L’activité nécessite-t-elle un éclairage particulier ? ❏ oui ❏ non si oui, pourquoi ? ............................................ ............................................

Estimation des risques

Risques d’éblouissement ❏ oui

❏ non

❏ direct

❏ indirect

Équilibre des luminances ❏ bon équilibre ❏ déséquilibré ❏ autres : ………………

Interprétation des résultats

Type d’éclairage ❏ naturel ❏ artificiel, lequel : ❏ mixte ❏ localisé

Exécute une tâche ❏ avec exigences visuelles simples ❏ avec exigences visuelles moyennes ❏ avec exigences visuelles élevées ❏ avec exigences visuelles difficiles ❏ avec exigences visuelles spéciales ❏ très méticuleuse

Autres éléments caractéristiques de l’activité ……………………………….....… ……………………………….....… ……………………………….....… ……………………………….....… ……………………………….....…

Distance œil-tâche (en m) ………………................…

Le local

Le poste de travail

❏ est insuffisamment éclairé ❏ est suffisamment éclairé ❏ a un éclairage mal adapté pourquoi ? ……………………………… ………………………………

❏ est insuffisamment éclairé ❏ est suffisamment éclairé ❏ a un éclairage mal adapté pourquoi ? ……………………………… ………………………………

Remarques de l’opérateur ……………………………… ……………………………… ……………………………… ………………………………

Rapport d’éclairement

Proposition de travaux ou de modifications ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ………………………………………………………………

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Zone de travail/ surfaces adjacentes : …………/ 1 Conclusion ……………………………… ……………………………… ……………………………… ……………………………… ……………………………… ………………………………

Zone réservée au schéma du local

Dessinez le local en indiquant le poste de travail, les ouvertures, la disposition des luminaires ainsi que les résultats des mesures.

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´ CORRIGES EV 1

1. Erreurs 1. La lumière ne constitue qu’une partie infime du large spectre des rayonnements magnétiques en occupant un intervalle de longueur d’ondes de 380 à 770 nanomètres. – 2. La longueur d’onde de 770 nanomètres correspond aux infrarouges et est donc invisible. – 3. À 520 nanomètres correspond la sensation colorée du vert. – 4. À 670 nanomètres correspond la sensation colorée du rouge. – 5. L’intensité lumineuse caractérise l’importance du flux lumineux émis dans une direction donnée. L’unité de mesure est la candela (cd). – 6. L’éclairement caractérise la puissance lumineuse qui atteint une surface donnée. – 7. La luminance est le flux lumineux émis ou réfléchi par unité de surface dans une direction donnée. L’unité de mesure est la candela/m2. – 8. Ce sont des surfaces polies ou brillantes qui peuvent rendre une image exacte de la source lumineuse ou des objets, comme l’image réfléchie par un miroir. – 9. Le facteur de réflexion caractérise la capacité d’une surface à réfléchir la lumière qu’elle reçoit. Il est exprimé par le rapport entre le flux lumineux réfléchi par la surface et le flux lumineux reçu par cette surface. – 10. Ce sont les couleurs froides qui se situent au-delà de 500 Kelvin. – 11. Un éclairement de 5 000 lux et une température de couleur de 2 500 ne font pas partie de la zone d’ambiance confortable du diagramme de Kruithoff. – 12. L’indice de rendu des couleurs est un chiffre compris entre 1 et 100 qui traduit le degré de concordance entre l’aspect coloré d’un objet éclairé par une source donnée et l’aspect coloré de ce même objet éclairé par une source de référence de même température de couleur. L’indication de l’IRC d’une source doit toujours être accompagnée de la température de couleur. 2. a. faux (luxmètre) ; b. vrai ; c. faux (l’éclairement par temps nuageux au sol est compris entre 2 000 et 10 000 lux) ; d. vrai. 3. 800 lux.

EV 2

1. Nerf optique : transmet l’information visuelle au cerveau. Rétine : membrane sensorielle de l’œil qui comporte deux zones particulières où la sensibilité est spécifique : la fovéa, petite dépression de 1,5 mm de diamètre où la capacité de l’œil à distinguer les détails est maximale, et la tâche aveugle qui est le point de départ du nerf optique où elle est insensible à la lumière. Cristallin : lentille à courbure variable qui ajuste le pouvoir de réfraction de l’œil et focalise l’image sur la rétine. Accommodation : capacité de l’œil à assurer la netteté de l’image d’un objet situé à moins de 5 ou 6 mètres pour la distance maximale et entre 0,07 m et 1 mètre pour la distance minimale. Punctum proximum d’accommodation : point le plus rapproché qui peut être vu nettement : il constitue la distance minimale de vision nette. En le déterminant chez le sujet, on mesure sa capacité d’accommodation. Cônes : permettent la vision diurne, la vision centrale, la détection des détails et la vision des couleurs. Sont au nombre de 6 millions environ. Bâtonnets : permettent la vision nocturne (détecteurs de lumière), la vision périphérique. Image des objets plus floue, vision en noir et blanc. Sont au nombre de 120 millions environ. Réflexe de fixation : tout objet mobile ou point lumineux apparaissant dans l’environnement visuel provoque un déplacement rapide du regard dans sa direction afin que l’image de l’objet soit amenée sur la fovéa. Vision binoculaire : permet d’obtenir une image unique par synthèse des images reçues par les deux yeux ; améliore l’acuité visuelle ; contribue à la vision du relief et à l’agrandissement du champ visuel. Perception visuelle : comporte la détection, l’identification et l’interprétation des messages transmis par la rétine au cerveau. 11

´ CORRIGES EV 2

2. Structure de l’œil

suite

EV 3

1. L’acuité visuelle augmente avec :

vrai ❏ ❏ ❏ ❏

faux ❏ ❏ ❏ ❏

le niveau d’éclairement l’absence de contraste objet/fond la netteté du détail l’hypermétropie 2. L’œil s’adapte à l’obscurité : en quelques secondes ❏ en quelques minutes ❏ en une heure ❏ 3. Les trois couleurs fondamentales sont le rouge, le jaune et le bleu.

4. Les modifications des capacités visuelles apparaissant avec l’âge sont : la diminution du pouvoir d’accommodation, la baisse de l’acuité visuelle, la diminution de la résistance à l’éblouissement, le rétrécissement du champ visuel et la limitation de la perception de l’espace (par ralentissement et limitation des mouvements des yeux et de la tête).

5. Les principales qualités visuelles requises pour chaque profession sont : acuité visuelle de loin navigateur soudeur tapissier typographe conducteur de grue à tour ou d’engin de chantier fondeur carrossier horloger illustrateur en dessin assisté par ordinateur brodeuse

acuité visuelle de près

résistance à l’éblouissement

X X X

X

bonne vision des couleurs

X

X

X X X X

X X X 12

X

´ CORRIGES

EV 8

2. Les phénomènes dangereux sont liés à l’environnement lumineux : excès de luminance et insuffisance d’éclairement. La situation dangereuse (voir la fiche EV12 sur les recommandations en matière de rapports d’éclairement) est l’exposition des opératrices à la fois à un excès de luminance et à une insuffisance d’éclairement. Le phénomène déclencheur est la durée d’exposition. Les dommages (fatigue visuelle et dépression) sont dus notamment à une sollicitation excessive de l’iris qui doit s’adapter continuellement aux différences de niveaux d’éclairement entre la zone de travail et la zone adjacente (le passage brusque de l’obscurité à la lumière déclenche la constriction réflexe de l’iris ; la transition d’un environnement éclairé à l’obscurité provoque une dilatation réflexe de l’iris).

EV 13

2. Pour une activité de bureau (dactylo), l’éclairement moyen à maintenir suivant les recommandations de l’AFE est de 425 lux. Nous pouvons calculer l’indice de local : K=

12 x 10 2,65(12 + 10)

K#2 Sur le tableau des utilances • pour un indice de local de 2, • pour des luminaires au plafond (j = 0), • avec des facteurs de réflexion des parois de 5.5.1, • et des luminaires de classe photométrique D, on lit : Ut # 0,82. Comme le rendement de l’appareil η est de 60 % on a : Ft =

425 x 12 x 10 x 1,5

0,82 x 0,6 Ft = 155487 Comme le flux d’un tube de 58 W est de # 5200 lm, nous avons : 155487/5200 # 30 tubes. La hauteur utile étant égale à 2,65 et e maxi/hu (écartement maximum des lampes par rapport à la hauteur utile) ≤ 1,2, nous avons : e maxi = 2,65 x 1,2 = 3,18 m. On pourra donc installer : sur la longueur : 12/3,18 = 3,77 appareils arrondi à 4, sur la largeur : 10/3,18 = 3,14 appareils arrondi à 4. Pour respecter le facteur d’uniformité de 0,8, il faut donc installer au minimum : 4 x 4 = 16 appareils. On choisira donc : 16 appareils à 3 x 58 W, soit 48 tubes, Emoy serait alors de 682 lux.

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