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Troland

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Le troland, noté Td[Information douteuse] T[1] ou Trol[2], et aussi nommé luxon[3], est une unité photométrique quantifiant la luminance reçue par la rétine humaine. Elle correspond à la lumière reçue par la rétine en provenance d'une source de 1 cd m−2 de luminance à travers une pupille d'entrée de 1 mm2. Le terme vient de l'inventeur, ingénieur optique et physiologiste américain Leonard Troland[4]. Celui-ci proposa que l'unité soit appelée le photon en 1916 mais elle fut nommé d'après son nom[2].

La définition d'une unité de mesure optique dédiée a été rendue nécessaire à cause des variations importantes d'ouverture que la pupille de l’œil peut avoir, qui vont engendrer des changements tout aussi importants de l'illumination de la rétine[5]. Rarement utilisée en métrologie optique proprement dite car non mesurable en tant que telle[6], elle est très utilisée dans le domaine de la colorimétrie de la photométrie pour son estimation de l'efficacité d'un stimulus lumineux au travers de la pupille de l’œil[7].

Cette unité est en général comprise comme une mesure photopique telle que[1] :

Où :

  • est la luminance en vision photopique arrivant sur l’œil,
  • p est la surface de la pupille en mm².

Le troland peut être utilisé en vision scotopique, la valeur de est alors convertie à l'aide des fonctions d'efficacité lumineuses scotopiques.

Le troland ne prend pas en compte l'absorption du milieu de l’œil (de l'humeur aqueuse par exemple) et laisse de côté les effets dépendants de l'angle d'incidence de la lumière, de l'angle solide du cône de lumière entrant dans l’œil ou de la partie de la pupille par laquelle la lumière est passée, ignorant les phénomènes tels que la sensibilité directionnelle de l’œil et l'effet Stiles-Crawford[1],[5].

Tableau comparatif des unités de mesure d'illumination au niveau de la rétine[8]
Source Actinométrie Radiométrie Photométrie

vision photopique

pupille de 6mm de diamètre

Cônes M

photons/s

Bâtonnets

photons/s

W/sr/m² cd/m² trolands
Soleil (au sol) 2.38.10^12 1.92.10^12 1.30.10^7 3.16.10^9 8.93.10^10
Filament de tungstène 1.59.10^9 1.22.10^9 8.21.10^3 2.00.10^6 5.65.10^7
Ciel bleu 1.89.10^6 1.53.10^6 1.03.10^1 2.51.10^3 7.10.10^4
Saturation des bâtonnets 2.38.10^5 1.92.10^5 1.30.10^0 3.16.10^2 8.93.10^3
Écran d'ordinateur typique 9.50.10^4 7.66.10^4 5.18.10^-1 1.26.10^2 3.56.10^3
Lecture 2.38.10^4 1.92.10^4 1.30.10^-1 3.16.10^1 8.93.10^2

La mesure du troland peut se faire à l'aide d'un posemètre lorsque le détecteur est placé à l'endroit où la pupille de l'oeil est censée être ou bien à la conjugaison d'une pupille simulant la pupille de l'oeil. En général, le détecteur des posemètres a une surface de 1cm² ce qui amène la détermination de la mesure en trolands à[1] :

Où :

Et si la mesure a été faite en lumière monochromatique il est possible de recalculer la valeur en trolands en effectuant une conversion des unités radiométriques à photométriques[1] :

Où :

  • est la mesure du flux énergétique en watt
  • est la pondération spectrale appliquée à la vision photopique ou scotopique
  • ω est l'angle solide du pinceau lumineux du stimulus mesuré au niveau du point nodal de l’œil
  1. a b c d et e (en) Steven K. Shevell, The Science of Color, Elsevier, (ISBN 9780080523224, lire en ligne)
  2. a et b (en) H. G. Jerrard, A Dictionary of Scientific Units: Including dimensionless numbers and scales, Springer Science & Business Media, (ISBN 9789401705714, lire en ligne)
  3. (en) H. G. Jerrard, A Dictionary of Scientific Units: Including dimensionless numbers and scales, Springer Science & Business Media, (ISBN 9789401705714, lire en ligne)
  4. (en) Herbert Arthur Klein, The Science of Measurement: A Historical Survey, Courier Corporation, (ISBN 9780486144979, lire en ligne)
  5. a et b (en) George Mather, Foundations of Perception, Taylor & Francis, (ISBN 9780863778353, lire en ligne)
  6. (en) Pablo Artal, Handbook of Visual Optics, Volume One: Fundamentals and Eye Optics, CRC Press, (ISBN 9781315355726, lire en ligne)
  7. (en) Steven K. Shevell, The Science of Color, Elsevier, (ISBN 9780080523224, lire en ligne)
  8. (en) Steven K. Shevell, The Science of Color, Elsevier, (ISBN 9780080523224, lire en ligne)