Convertir une luminosité (en lux) en watt par mètre carré

[invite044ab56d]

Bonjour,

Je suis élève de première S et je réalise actuellement un dossier de TPE. Je bloque sur l'analyse des résultats d'une expérimentation. Celle-ci porte sur les panneaux photovoltaïque. Nous avons mesuré la tension et l'intensité produite par un petit panneau photovoltaïque éclairé par une lampe selon différents angles d'inclinaison. Grâce à ce dispositif nous voudrions connaître le rendement du panneau. Ce rendement est égale à : Rendement = (Puissance sortante) / (Puissance sortante). J'ai calculé une puissance sortante de 2,3476 W/m² pour une inclinaison de 90°. Maintenant reste le problème de la puissance entrante, c'est à dire celle de la lampe. Nous avons aussi mesuré la luminosité en lux avec une petite sonde ayant une cellule luxmètre de 1 cm². A 90° j'ai relevé une luminosité de 750 lux. Pour pouvoir calculer le rendement il faut convertir ces 750 lux en W/mètre². J'ai parcourus pendant plusieurs heures le net à la recherche de la Réponse (avec une majuscule hein). Le truc c'est qu'a chaque fois, les calculs ne marchent que pour une lumière monochromatique alors que ma lampe avait une ampoule (qui diffuse donc plusieurs longueurs d'onde).
Donc si je ne trouve pas c'est que :

1. Le luxmètre utilisé mesure pour seulement une longueur d'onde auquel cas, tout roule
2. Les lux ne peuvent être convertis en W/mètre²
3. Je suis un incapable

Merci de m'aider à convertir ces lux en W/mètre² !

Cordialement

Ps : Si vous avez besoin d'autre données n'hésitez pas à me le faire savoir.
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[trebor]

Bonsoir,
Le 1er lien > http://www.google.be/#sclient=psy-ab...w=1269&bih=669 > http://www.cactus2000.de/fr/unit/masslux.shtml

Bonne soirée

[invite936c567e]

Bonsoir

Le lux (lx) est une unité qui correspond à un lumen par mètre carré (lm/m²).

Le lumen (lm) est homogène à une puissance, tout comme le watt (W). Mais la grosse différence entre les deux, c'est que la mesure de la première est subjective car elle dépend de la sensibilité de l'oeil humain aux longueurs d'onde émises, tandis que la seconde en est totalement indépendante.

Ainsi, un rayonnement visible de longueur d’onde λ = 555 nm (couleur vert-jaune) d'une puissance de 1 W correspondra à 683 lm. En revanche, un rayonnement infrarouge d'une puissance de 1 W correspondra à 0 lm, parce que l'oeil n'y est pas sensible.


Pour passer des watts aux lumens, il faut disposer de la répartition spectrale du rayonnement (amplitude en fonction de la longueur d'onde) et de la courbe normalisée de l'efficacité lumineuse qui donne la sensibilité de l'oeil humain en fonction de la longueur d'onde (voir par ici). Un simple intégration du produit des deux courbes donne le flux lumineux en lumen.

Par exemple si l'on dispose du spectre en puissance du rayonnement p(λ) (valeurs en W/nm), la puissance totale (en W) est :

alors en utilisant la fonction d'efficacité lumineuse relative ν(λ), on peut calculer le flux lumineux (en lm) comme suit :




En revanche, on ne peut passer des lumens aux watts en utilisant la fonction inverse 1/ν(λ) que si la totalité du rayonnement est bien visible. Si une partie de ce rayonnement ne pas être perçue par l'oeil, notamment parce que son spectre déborde dans les infrarouges ou les ultraviolets, alors le calcul n'est pas possible (on se retouve avec ν(λ)=0 dans la formule, d'où une division par zéro).

Or, dans ton cas, une bonne partie du spectre doit être située dans l'infrarouge.

[invite936c567e]

En résumé, ce n'est pas un luxmètre qu'il faut utiliser pour mesurer l'énergie d'une radiation, notamment dans le cas de cellules photovoltaïques qui sont sensibles à une partie invisible du spectre.

Un luxmètre ne convient que dans le cas où l'on souhaite mesurer des rayonnements destinés à la vision humaine (éclairage, écrans de tv, etc.).

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite044ab56d]

Tu réponds parfaitement à ma question, malheureusement j'aurais voulu que la conversion, dans mon cas, lux/W.m^-2soit possible... Mais peut-être que indiquer dans mon dossier de TPE que j'ai eu un "échec" me vaudra des points, qui sait ? Au moins grâce à toi, j'ai pu éviter un énorme écueil.

Merci beaucoup PA5CAL !