LIGHT BASICS | FICHE PRATIQUE N°11
De nombreux luminaires HMI ou à LEDs sont aujourd’hui déclarés « flicker-free », signifiant ainsi qu’ils sont dotés d’un système « anti-flickering » permettant de satisfaire aux exigences de la captation vidéo. Mais ce phénomène physique n’est pas le propre du HMI ou de la LED. Essayons d’en comprendre l’origine et les effets. Puis de préciser ce qu’est un dispositif « flicker-free ».
Le terme anglais « flickering » désigne l’effet de scintillement d’une lumière, appelé aussi papillotement. Toutes les sources lumineuses d’origine électrique génèrent ce phénomène, qu’il soit ou non perceptible. Commençons par un petit tour d’horizon des sources et des causes de leurs scintillements respectifs avant d’examiner leurs conséquences.
LE SCINTILLEMENT DES LAMPES À INCANDESCENCE
Notre réseau électrique distribue un courant alternatif dont la fréquence est de 50 Hz. Il est dit « alternatif » parce qu’il circule dans un sens puis dans l’autre. La tension passe ainsi de +230 V à -230 V à raison de 50 cycles par seconde. Le courant change donc 100 fois de sens en une seconde et, à chaque changement, durant un temps infinitésimal, la tension devient nulle : il n’y a alors plus de courant. Une lampe à incandescence va ainsi subir 100 coupures par seconde. La fréquence du scintillement est donc de 100 Hz. Mais l’inertie du filament est telle que celui-ci continue cependant à émettre de la lumière et l’intensité lumineuse ne faiblit que de 5 à 15%.
Ces fluctuations rapides et répétitives de l’intensité lumineuse ne sont pas visibles à l’œil : la plupart des gens ne les perçoivent plus à partir de 60 Hz. Mais la rétine les détecte encore jusqu’à 200 Hz et de longues expositions peuvent provoquer chez certaines personnes des maux de tête, des migraines, des douleurs oculaires voire une déficience visuelle, notamment dans la plage de 70 à 160 Hz. Des fréquences inférieures, comprises entre 3 et 70 Hz, peuvent aussi engendrer de graves crises chez les sujets souffrant d’épilepsie photosensible.
LE SCINTILLEMENT DES TUBES FLUORESCENTS
Les tubes fluorescents contiennent de la vapeur de mercure soumise à des décharges électriques répétées qui génèrent un rayonnement ultraviolet. Celui-ci est absorbé par la poudre luminescente qui tapisse la paroi de verre et réémet en réaction dans le spectre visible. Mais, cette poudre luminescente n’a pas l’inertie du filament de tungstène et, entre chaque décharge électrique, lorsque l’alimentation est assurée par un ballast magnétique, la modulation de l’intensité lumineuse dépasse les 40% avec une fréquence de 100 Hz. Si l’œil ne parvient pas à discerner cette oscillation quand le tube et le ballast sont neufs, les effets sanitaires sont non négligeables. De plus, leur vieillissement va générer une perte d’efficacité des réactions électroniques et du processus d’absorption-réémission qui peut réduire la fréquence des émissions lumineuses et rendre visibles les oscillations. C’est ainsi que nous avons tous déjà observé des tubes fluorescents qui présentent un scintillement très perceptible. En revanche, les ballasts électroniques qui actionnent les tubes plus récents fonctionnent à très haute fréquence, selon une cadence située entre 25 et 60 kHz. De la sorte, l’émission lumineuse semble quasiment constante et toute perte éventuelle d’efficacité reste absolument non perceptible malgré une modulation qui reste identique, autour de 40%.
