Sophie Jost : métrologie sensorielle en éclairage, UGR et LED

Qu’est-ce que la métrologie sensorielle ?

La métrologie sensorielle, aussi appelée soft metrology, consiste à mettre en relation des mesures physiques avec des mesures subjectives de panels d’observateurs afin de créer des modèles ou des échelles de perception. A posteriori, ces modèles permettent de prédire le jugement des observateurs uniquement sur la base de paramètres physiques.

La métrologie sensorielle s’applique à de nombreux domaines comme l’acoustique, la thermique et bien sûr l’éclairage. La photométrie et la colorimétrie ont par exemple été définies à partir de mesures psycho-physiques.

C’est également le cas des grandeurs quantifiant l’éblouissement comme l’UGR (Unified Glare Rating).

Oui. Nous travaillons d’ailleurs (CIE JTC-7) sur un nouvel indice d’éblouissement car tout n’a pas été pris en compte dans l’UGR comme le spectre de la source ou la non uniformité des sources lumineuses. Ces problématiques se posent avec l’émergence des LED : comment quantifier l’éblouissement quand, dans un luminaire, les LED ponctuelles et de forte luminosité sont visibles, ou lorsqu’elles sont masquées par un diffuseur ?

Comment mène-t-on une expérience de métrologie sensorielle ?

Il faut d’abord définir un concept, une problématique à laquelle on s’intéresse, comme, par exemple, l’influence du spectre de la source dans la gêne liée à l’éblouissement. Puis on définit les stimuli en fonction des paramètres que l’on souhaite tester pour répondre à la problématique, par exemple la température de couleur, le flux ou la luminance de la source de lumière.

Il faut ensuite établir un protocole d’expériences psycho-visuelles. La question doit être la plus simple possible afin qu’elle soit compréhensible par tous. Un paragraphe d’explication est parfois nécessaire pour préciser une définition. Quelques stimuli dont les plus extrêmes sont présentés à l’observateur afin qu’il ait une idée de la gamme de variation. Il existe des méthodes de tests assez répandues en métrologie sensorielle comme la notation sur une échelle, ou la comparaison par paires des stimuli. L’expérience est préalablement testée afin de minimiser le plus possible les biais et s’assurer que la question est bien posée, que l’expérience n’est pas trop longue, etc.

Nous faisons ensuite passer les tests à un panel d’observateurs. Les données sont récoltées puis traitées de manière statistique. Ces méthodes d’analyse nous permettent de créer des échelles subjectives ou des modèles de prédiction de la grandeur sensorielle à partir de mesures physiques. Si ces modèles sont acceptés internationalement, ils seront à la base des recommandations en éclairage de demain, comme celles émises par la CIE.

Comment se fait le choix du panel d’observateurs ?

Tout dépend de ce que nous souhaitons montrer, mais l’âge des observateurs est par exemple très important dans la perception visuelle. Nous pouvons aussi souhaiter tester des variabilités culturelles en choisissant des observateurs de pays différents.

Nous estimons généralement qu’il faut un panel d’une trentaine d’observateurs pour obtenir un résultat exploitable. Cela peut sembler peu mais c’est suffisant lorsque l’on s’intéresse à l’influence d’un seul paramètre. En outre, ces informations sont difficiles à acquérir et il n’est pas toujours facile de constituer un panel d’observateurs. Pour cette raison, à l’ENTPE, les observateurs sont indemnisés.

Nous devons également respecter un certain nombre de règles. Toutes les données des observateurs sont rendues anonymes. Les protocoles des expériences sont soumis au préalable à un comité d’éthique qui contrôle notamment si la durée et les luminances auxquelles sont soumis les observateurs, respectent les normes.

Quels seront demain les apports majeurs de la métrologie sensorielle à l’éclairage ?

Beaucoup d’études actuelles sont liées à l’essor des LED, que ce soit pour la fidélité ou la préférence des couleurs, la quantification de l’éblouissement ou de la luminosité perçue. Les études sur l’apparence visuelle des matériaux se développent aussi beaucoup. Il s’agit de quantifier d’un point de vue perceptif, au-delà de sa couleur, la brillance, la texture, la translucidité d’un matériau. Enfin, une meilleure définition de la sensibilité spectrale de l’œil, en fonction de l’âge, pour la vision mésopique (entre chien et loup), pour le rythme circadien, constitue un enjeu important pour mieux appréhender le confort visuel dans toute sa complexité.

Propos recueillis par Lionel Simonot le 14 mai 2018.

A suivre…

Sophie Jost : éclairage du bâtiment et rendu des couleurs

Pour ses travaux et son implication dans le domaine de l’éclairage, Sophie Jost a reçu la médaille Augustin Fresnel, attribuée par l’AFE le 26 juin 2018. »