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

Autor: Iodice, Matthieu
Přispěvatelé: Laboratoire Génie Civil et Bâtiment (LGCB), École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE), Université de Lyon, Dominique Dumortier, Sophie Jost
Jazyk: francouzština
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Optique / photonique. Université de Lyon, 2020. Français. ⟨NNT : 2020LYSET007⟩
Popis: This PhD investigates discomfort glare caused by luminous sources in interior lighting and is based on the study of two problematics. The first one focuses on the relevance of several experimental methods to characterize this perceptual phenomenon (physiological and psychological methods). The second one considers the influence of the spectral power distribution of the glare source. An experimental set up was designed to present glare stimuli in visual conditions inspired by interior lighting (real size room, background luminance at 20 cd/m² for photopic conditions, glare source at 150000 cd/m² located 20° above the centre of the visual field).Two preliminary experiments and three main experiments were carried out. The preliminary experiments validated the relevance of both problematics. Based on a literature review of the psychophysical and physiological methods, eleven methods were selected: seven psychophysical procedures (rating on a scale, method of constant stimuli, method of limits, adjustment, paired comparison, matching and magnitude estimation) and four physiological measurement tools (pupillometry, electromyography EMG, electroencephalography EEG and electrocardiography ECG). These procedures and these tools were studied in two experiments. The experiment on psychophysical methods looked at the significativity of experimental biases and the repeatability of the procedures. It highlighted the importance of taking into account experimental biases when planning a protocol and analyzing the obtained data. Besides, some methods enabled increasing the discrimination between the stimuli. Considering criteria based on repeatability, experimental biases, difficulty and duration, three psychophysical methods for discomfort glare evaluation were selected (method of constant stimuli, paired comparison and magnitude estimation). The experiment on physiological measurement tools was more exploratory than the psychophysical experiment: the analysis was based on a qualitative observation of each participant data. It focused on the comparison of measured signals in presence or absence of glare stimuli. In particular, a processing of the EEG/EMG data was developed for this analysis, as well as frequential and temporal graphical representations. No significant difference between glaring and non-glaring situations was observed. However, some measures showed an influence of the brightness increase of the whole visual field. Hence it seems that these physiological measures are not relevant for typical interior lighting conditions, but might be for more extreme glare conditions (luminous sources presented in a dark ambiance, very high luminance of the whole visual field).The influence of the spectral power distribution of a light source on discomfort glare was studied using the three previously selected psychophysical methods. The influence of spectral content of white stimuli was validated. It implies the intrinsically photosensitive retinal ganglion cells (ipRGCs). Besides, the implication of these cells dominates the influence of correlated color temperature, and for an identical level of ipRGCs excitation discomfort glare increases with colour temperature (conclusions validated by some of the procedures).; 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).
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: