Courbe de Kruithof

La courbe de Kruithof décrit une région de niveaux d’éclairement et de températures de couleur souvent considérés comme confortables ou agréables pour un observateur. La courbe a été construite à partir de données psychophysiques recueillies par le physicien néerlandais Arie Andries Kruithof, bien que les données expérimentales originales ne soient pas présentes sur la courbe elle-même. Les conditions d’éclairage à l’intérieur de la région délimitée ont été évaluées empiriquement comme agréables ou naturelles, tandis que les conditions à l’extérieur de la région étaient considérées comme inconfortables, déplaisantes ou non naturelles. La courbe de Kruithof est un modèle suffisant pour décrire des sources agréables qui sont considérées comme naturelles ou ressemblent étroitement aux corps noirs planciens, mais sa valeur dans la description de la préférence humaine a été constamment remise en question par d’autres études sur l’éclairage intérieur.

Par exemple, la lumière naturelle a une température de couleur de 6500 K et un éclairement d’environ 104 à 105 lux. Cette paire de couleurs d’éclairement et de température donne un rendu naturel des couleurs, mais si elle est observée avec un faible éclairement, elle apparaîtra bleutée. À des niveaux d’éclairement typiques du bureau intérieur d’environ 400 lux, les températures de couleur sont plus basses (entre 3000 et 6000 K) et les niveaux d’éclairement typiques d’environ 75 lux, les températures de couleur sont encore plus basses (entre 2400 et 2700 K). Ces paires température-éclairement de couleur sont souvent obtenues avec des sources fluorescentes et incandescentes, respectivement. Il convient de noter que la région agréable de la courbe contient des températures de couleur et des niveaux d’éclairement comparables à des environnements naturellement éclairés.

Histoire
À l’émergence de l’éclairage fluorescent en 1941, Kruithof a mené des expériences psychophysiques pour fournir un guide technique pour concevoir l’éclairage artificiel. En utilisant des lampes fluorescentes à décharge, Kruithof a pu manipuler la couleur de la lumière émise et demander aux observateurs de dire si la source leur plaisait ou non. L’esquisse de sa courbe telle que présentée est constituée de trois grandes régions: la région du milieu, qui correspond à des sources lumineuses considérées comme agréables; la région inférieure, qui correspond aux couleurs considérées froides et sombres; et la région supérieure, qui correspond à des couleurs chaudes et anormalement colorées. Ces régions, bien qu’approximatives, sont encore utilisées pour déterminer les configurations d’éclairage appropriées pour les maisons ou les bureaux.

Perception et adaptation
Les découvertes de Kruithof sont directement liées à l’adaptation humaine aux changements d’illumination. À mesure que l’éclairement diminue, la sensibilité humaine à la lumière bleue augmente. Ceci est connu comme l’effet de Purkinje. Le système visuel humain passe de la vision photopique (dominée par les cônes) à la vision scotopique (dominée par les bâtonnets) lorsque les niveaux de luminance diminuent. Les bâtonnets ont une très forte sensibilité spectrale à l’énergie bleue, tandis que les cônes ont des sensibilités spectrales variables aux rouges, aux verts et aux bleus. Puisque le photorécepteur dominant dans la vision scotopique est le plus sensible au bleu, la sensibilité humaine à la lumière bleue est donc augmentée. Pour cette raison, les sources intenses de températures de couleur plus élevées (plus bleues) sont généralement considérées comme déplaisantes à de faibles niveaux de luminance, et une gamme étroite de sources agréables existe. Par la suite, la gamme de sources agréables augmente dans la vision photopique à mesure que les niveaux de luminance augmentent.

Critique
Alors que la courbe a été utilisée comme guide pour concevoir l’éclairage artificiel pour les espaces intérieurs, avec la suggestion générale d’utiliser des sources avec des températures de couleur corrélées faibles à faible éclairement, Kruithof n’a pas décrit la méthode d’évaluation, les variables indépendantes ni l’échantillon. qui ont été utilisés pour développer la courbe. Sans ces données, ni aucune autre validation, les conclusions ne devraient pas être considérées comme crédibles. La relation entre l’éclairement et le CCT n’a pas été soutenue par des travaux ultérieurs.

Illuminance et CCT ont été examinés dans de nombreuses études sur l’éclairage intérieur et ces études démontrent constamment une relation différente de celle suggérée par Kruithof. Plutôt que d’avoir des limites supérieures et inférieures, ces études ne suggèrent pas que le CCT ait un effet significatif et, pour l’éclairement, suggèrent seulement d’éviter les niveaux inférieurs à 300 lux.

D’autres études
La courbe de Kruithof, telle que présentée, ne contient pas de points de données expérimentaux et sert d’approximation pour les conditions d’éclairage souhaitables. Par conséquent, sa précision scientifique a été réévaluée.

L’indice de rendu des couleurs est une métrique pour décrire l’apparence d’une source et si elle est considérée comme agréable. L’indice de rendu des couleurs d’une source donnée est une mesure de la capacité de cette source à reproduire fidèlement les couleurs d’un objet. Les sources lumineuses, comme les bougies ou les ampoules à incandescence produisent des spectres d’énergie électromagnétique qui ressemblent étroitement aux corps noirs planciens; ils ressemblent beaucoup à des sources naturelles. De nombreuses lampes fluorescentes ou ampoules LED ont des spectres qui ne correspondent pas à ceux des corps noirs planciens et sont considérés comme non naturels. Par conséquent, la manière dont ils rendent les couleurs perçues d’un environnement peut également être considérée comme non naturelle. Bien que ces sources plus récentes puissent encore atteindre des températures de couleur et des niveaux d’éclairement corrélés dans la région confortable de la courbe de Kruithof, la variabilité de leurs indices de rendu des couleurs peut finalement provoquer le déplaisir de ces sources.

Différentes activités ou scénarios nécessitent des paires différentes de température-éclairement de couleur: les sources de lumière préférées changent en fonction du scénario que la source éclaire. Les individus préféraient les paires température-éclairement de couleur dans la région confortable pour manger, socialiser et étudier, mais préféraient aussi les paires température-éclairement de couleur qui se trouvaient dans la région inconfortable inférieure pour les activités nocturnes et se préparer au lit. Ceci est lié à l’effet Purkinje; les individus qui désirent de la lumière pendant la nuit désirent des températures de couleur plus basses (plus rouges) même si les niveaux de luminance sont très bas.

Les découvertes de Kruithof peuvent également varier en fonction de la culture ou de l’emplacement géographique. Les sources souhaitables sont basées sur les expériences précédentes d’une personne de percevoir la couleur, et comme différentes régions du monde peuvent avoir leurs propres normes d’éclairage, chaque culture aurait probablement ses propres sources de lumière acceptables.

L’éclairement d’une source est le facteur dominant pour décider si une source est plaisante ou confortable, car les téléspectateurs participant à cette expérience ont évalué une gamme de températures de couleur et de niveaux d’éclairement corrélés, mais leurs impressions restent généralement inchangées comme température de couleur corrélée. modifié. De plus, il existe une relation entre la température de couleur corrélée et la luminosité apparente d’une source. De ces découvertes, il est évident que l’indice de rendu des couleurs, à la place de la température de couleur corrélée, peut être une métrique plus appropriée pour déterminer si une certaine source est considérée comme agréable ou non.