OPTIQUE: éclairage domestique par lumière naturelle

[teddol]

Bonjour,

Dans le cadre d'une étude de redirection de la lumière du soleil pour un éclairage naturel en intérieur, j'ai réussi à concentrer la lumière du soleil en un faisceau lumineux de 10cm de diamètre que j'aimerais projeter sur un plan situé à 2m. Le disque projeté sur le plan devra avoir un diamètre être de 1.20m.
Serait-ce possible avec une lentille de Fresnel placée entre le faisceau et le plan ? Si oui, quelles devront être les caractéristiques de la lentille. Si non, quelle solutions me proposez-vous ?

Merci pour votre aide.
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[f6bes]

Bjr à toi,
Tu dis:"...j'ai réussi à CONCENTRER...en un faisceau de 10cm..."
Tu es donc parti d'une "captation" PLUS importante ( quelle surface ? ) pour ramener ton faisceau à 10cm en dimension.
Tu a en qq sorte augmenté la LUMINOSITE de ton faisceau.
Maintenant, tu envisages d'ETALER la luminosité deces 10cm de diametre sur un diamétre de 1.2 m.
Tu vas donc DILUER ta luminosité ( des 10cms) sur une surface NETTEMENT plus importante.
Je doute que le bilan soit vraiment positif .
Bonne journée

[LPFR]

Bonjour.
Cela dépend des caractéristiques du faisceau.
Il ne peut pas s’agir d’un faisceau de rayons strictement parallèles (c’est impossible avec une source non ponctuelle comme le Soleil).
Puis cela dépend des caractéristiques que vous voulez pour la lumière incidente sur le disque de 1,20 m.
Peut-être qu’une lentille divergente suffirait dans certains cas.
Mais avec votre description incomplète du problème c’est impossible de donner des réponses correctes.
Au revoir.

[teddol]

La captation se fait par un miroir parabolique de 70cm de diamètre. La concentration lumineuse n'est-elle pas suffisante pour être rendue sur 1.20m ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[f6bes]

Remoi,
Tu vas donc "étaler" la luminosité de 70cm SUR 1.20m (donc plus diffus !!)
Sera t elle SUFFISANTE:...ben ça dépends de ce que tu en attends !
Maintenant si la luminosité OBTENUE satisfait à tes besoins...c'est l'essentiel.
Bonne journée

[teddol]

L'idée est d'obtenir en intérieur le maximum de luminosité.
J'ai joint un schéma expliquant ce que je voudrais. Si je concentre le maximum de lumière avec le miroir parabolique, comment savoir si je récupère plus de lumière qu'avec un miroir plan de même diamètre?

Pièce jointe supprimée

[JPL]

Les illustrations doivent être postées dans un format graphique (gif, png, jpg). Merci.

[teddol]

Voici le croquis au bon format.

[antek]

Voici le croquis au bon format.

La parabole concentre sur son foyer (LENTILLE 1) les rayons parallèles à son axe, donc tu renvoies autant de lumière qu'avec un miroir plan.
Le but des puits de lumière c'est de faire entrer dans le tuyau "ACHEMINEMENT RAYONS SOLAIRES" la totalité de la voute céleste.
Environ.

[LPFR]

Re.
Même avec un système idéal, sans pertes, vous n’aurez que la lumière qui peut entrer par un trou de 70 cm de diamètre.
Imaginez la pièce où vous vous trouvez avec, pour seul éclairage, une fenêtre de 70 cm de diamètre.
C’est déjà peu pour une pièce, et encore moins pour une maison.
Bien sur, avant l'éclairage électrique on vivait avec moins que ça.
A+

[teddol]

Ok je vois, donc, les rayons qui arrivent sur les côtés ne sont pas renvoyés vers la lentille 1.
Alors quelle serait la solution pour puiser le maximum de lumière?

[f6bes]

L'idée est d'obtenir en intérieur le maximum de luminosité.
J'ai joint un schéma expliquant ce que je voudrais. Si je concentre le maximum de lumière avec le miroir parabolique, comment savoir si je récupère plus de lumière qu'avec un miroir plan de même diamètre?

Pièce jointe supprimée

Remoi,
Tu ne récupéres pas plus de lumiére.
Au contraire tu vas en PERDRE: le rendement de ta parabole n'est pas de...1.
Le rendement du reste du dipositif optique n'est pas de 1...non plus.
Un miroir plan ( à qualité optique égale) capte suivant SA SURFACE....
Si ta parabole a la MEME surface; tu captes la meme chose.
Reste ensuite à avoir sur quelle étendue tu "projettes" ta luminosité.

Si par un moyen optique quelconque tu projettes sur le double de surface, tu étales
donc la luminosité "primaire" sur ce double de surface..c'est donc deux fois moins lumineux.

Si le rapport de surface est de 1/ 1 (entre le départ et l'arrivée) tu projettes donc la meme luminosité (-moins le rendement )
Bonne journée

[teddol]

Merci, je comprends mieux, n'ayant aucune notion optique....

[LPFR]

Re.
Avant même de « traiter » la lumière avec des composants optiques (parabole, lentille, etc.), comme dit plus haut, la lumière qui arrive (de tous les côtés) est celle qui peut entrer par une fenêtre du diamètre d’entrée (ici 70 cm). Par la suite, les composants optiques ne feront que diriger de leur mieux la lumière en perdant plus ou moins au passage.
Il n’y a pas de moyen de rediriger la lumière qui arrive de toutes les directions vers un seul point.
Pour les puits de lumière on utilise un tuyau avec les parois internes spéculaires (miroir). Mais quoi que vous fassiez, la lumière est limitée à celle qui atteint le trou d’entrée.
A+

[baiegeai]

Re.
Avant même de « traiter » la lumière avec des composants optiques (parabole, lentille, etc.), comme dit plus haut, la lumière qui arrive (de tous les côtés) est celle qui peut entrer par une fenêtre du diamètre d’entrée (ici 70 cm). Par la suite, les composants optiques ne feront que diriger de leur mieux la lumière en perdant plus ou moins au passage.
Il n’y a pas de moyen de rediriger la lumière qui arrive de toutes les directions vers un seul point.
Pour les puits de lumière on utilise un tuyau avec les parois internes spéculaires (miroir). Mais quoi que vous fassiez, la lumière est limitée à celle qui atteint le trou d’entrée.
A+

tout depend si c'est de la lumiere diffuse qui est refléchie ou si c'est le soleil
si diffuse , 70 cm est en effet tres peu
si c'est la lumiere directe du soleil c'est equivalent à une lampe de puissance d'environ 500 watts ( puissance du soleil environ 1300 watts par m² ) au milieu de la journée , pas mal donc
mais pour faire cela il faut un tracker
une start up propose ce type de lumiere avec une boule de 30 cm de diametre ( si mon souvenir est exact )

[LPFR]

...
une start up propose ce type de lumiere avec une boule de 30 cm de diametre ( si mon souvenir est exact )

Re.
Pour rentrer dans une boule de 30 cm, ce doit être des petits pigeons.
A+

[teddol]

Merci pour ces infos.

[RomVi]

tout depend si c'est de la lumiere diffuse qui est refléchie ou si c'est le soleil
si diffuse , 70 cm est en effet tres peu
si c'est la lumiere directe du soleil c'est equivalent à une lampe de puissance d'environ 500 watts ( puissance du soleil environ 1300 watts par m² ) au milieu de la journée

A condition d'être dans l'espace...
Au niveau du sol il faut plutôt tabler sur 900W maximum, A cela il faut déjà retirer environ 50% d'IR et d'UV qui n'éclairent pas, enlever les pertes de la parabole (qui n'a pas une réflexion de 100%), l'ombre de l'optique de collimation, les pertes par transmission des 2 optiques, et les pertes par absorption du diffuseur de lumière.

[teddol]

Merci. Cette expérimentation ne me permet donc donc pas d'apporter à l'intérieur avec un concentrateur parabolique plus de lumière que le ferait un simple miroir plan.
Bien compris, je lâche l'affaire!

[antek]

L'intérêt de concentrer est de faire passer la lumière dans un tout petit tuyau.

[teddol]

Initialement, c'est ce que je voulais entreprendre. 1/ Récupérer le maximum de lumière extérieure, 2/ Conduire cette lumière à l'intérieur via un jeu de miroirs et de lentilles, 3/ Rediffuser, à l'intérieur, cette lumière sur un panneau diffusant.
L'objectif étant d'obtenir, à l'intérieur, une puissance lumineuse de 500W/m². Quelle devrait être ma surface de concentration extérieure ?

[f6bes]

L'objectif étant d'obtenir, à l'intérieur, une puissance lumineuse de 500W/m². Quelle devrait être ma surface de concentration extérieure ?

Remoi,
Heu" surface de concentration extéroeure ne veut rien dire"
Surface de CAPTATION extérieure cela a déjà un sens .
Si tu veux "transmettre" 500W/m2 vers l'intérieur te faut capter à minima...500w/m2.
C'est idiot à dire , mais c'est comme ça.

Bien sur à ces 500w:m2 , tu RAJOUTES les pertes de transmission.
Disons q ue pour avoir 500w à l'intérieur (arrivée) il t'en faut 550 à l'extérieur.
Reste en suite le moyen de" transport".
Soit tu " compresses" tes 500w dans 0.1 m2 ( tu comprimes 10fois ) et tu "décompresses" de 10 fois à l'intérieur.
Tu retrouve donc ta surface de 1m2 et les 500watts.
Si tu "étales" ces 500w en intérieur sur ..2 m2 tu n'auras donc plus que..250w/m2.
Si tu trouves que c'est insuffisant, ben tu "agrandir " dans les proportions voulues ton captage extérieur.
A toi de savoir: quelle surface intérieure tudésires "illuminer" et avec quelle "puissance".?
La surface extérieure devra tenir compte de cela .
Bon WE