Candela

Avant 1948, diverses normes d’intensité lumineuse étaient en vigueur dans un certain nombre de pays. Elles étaient généralement basées sur la luminosité de la flamme d’une « bougie standard » de composition définie, ou sur la luminosité d’un filament incandescent de conception spécifique. L’un des plus connus était l’étalon anglais du candlepower. Une candlepower était la lumière produite par une bougie en spermaceti pur pesant un sixième de livre et brûlant à un taux de 120 grains par heure. L’Allemagne, l’Autriche et la Scandinavie utilisaient la Hefnerkerze, une unité basée sur le rendement d’une lampe Hefner.

Il devint évident qu’une unité mieux définie était nécessaire. Jules Violle avait proposé un étalon basé sur la lumière émise par 1 cm2 de platine à son point de fusion (ou de congélation), l’appelant le Violle. L’intensité lumineuse était due à l’effet du radiateur de Planck (un corps noir), et était donc indépendante de la construction de l’appareil. Il était donc facile pour quiconque de mesurer l’étalon, car le platine de haute pureté était largement disponible et facile à préparer.

La Commission internationale de l’éclairage et le CIPM ont proposé une « nouvelle bougie » basée sur ce concept de base. Cependant, la valeur de la nouvelle unité a été choisie de manière à la rendre similaire à l’ancienne unité candlepower en divisant la Violle par 60. La décision fut promulguée par le CIPM en 1946:

La valeur de la bougie nouvelle est telle que la luminosité du radiateur plein à la température de solidification du platine est de 60 bougies nouvelles par centimètre carré.

Elle fut ensuite ratifiée en 1948 par la 9e CGPM qui adopta un nouveau nom pour cette unité, la candela. En 1967, la 13e CGPM supprime le terme « bougie nouvelle » et donne une version modifiée de la définition de la candela, en précisant la pression atmosphérique appliquée au platine de congélation :

La candela est l’intensité lumineuse, dans la direction perpendiculaire, d’une surface de 1 / 600 000 mètre carré d’un corps noir à la température du platine de congélation sous une pression de 101 325 newtons par mètre carré.

En 1979, en raison des difficultés de réalisation d’un radiateur de Planck à haute température et des nouvelles possibilités offertes par la radiométrie, la 16e CGPM a adopté une nouvelle définition de la candela :

La candela est l’intensité lumineuse, dans une direction donnée, d’une source qui émet un rayonnement monochromatique de fréquence 540×1012 hertz et qui a une intensité radiante dans cette direction de 1/683 watt par stéradian.

La définition décrit comment produire une source lumineuse qui émet (par définition) une candela, mais ne précise pas la fonction de luminosité pour pondérer les rayonnements à d’autres fréquences. Une telle source pourrait alors être utilisée pour étalonner des instruments conçus pour mesurer l’intensité lumineuse par rapport à une fonction de luminosité spécifiée. Une annexe de la brochure sur le SI précise que la fonction de luminosité n’est pas spécifiée de manière unique, mais qu’elle doit être choisie pour définir complètement la candela.

Le terme arbitraire (1/683) a été choisi pour que la nouvelle définition corresponde précisément à l’ancienne. Bien que la candela soit maintenant définie en termes de seconde (une unité de base SI) et de watt (une unité SI dérivée), la candela reste une unité de base du système SI, par définition.

La 26e CGPM a approuvé la définition moderne de la candela en 2018 dans le cadre de la redéfinition des unités de base SI de 2019, qui a redéfini les unités de base SI en termes de constantes physiques fondamentales.

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