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RÉSUMÉ
La performance visuelle est définie par la précision et la vitesse avec lesquelles un individu effectue une tâche visuelle donnée, dans des conditions spécifiées de vitesse, de charge mentale et d’environnement. Elle est fonction de nombreux facteurs, entre autres le temps d’exposition, le contraste détail/fond, en luminance et en couleur, et la dimension angulaire du détail. Cet article s’articule essentiellement sur les travaux conduits par la CIE (Commission Internationale de l’Eclairage). Les résultats expérimentaux de ces études conduisent soit à tracer la performance visuelle en fonction d’un paramètre (éclairement, luminance d’adaptation, contraste), soit à la comparer à des courbes de sensibilité de contraste de référence déterminées par la CIE.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Jean-Jacques DAMELINCOURT : Ingénieur ENSEEIHT - Professeur émérite à l’université Paul-Sabatier (Toulouse)
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Sabrina SOOBHANY : Ingénieur en physique de l’habitat - Chargée d’affaires au bureau d’études BEHI (Toulouse) - Doctorante, université Paul-Sabatier (Toulouse)
INTRODUCTION
La performance visuelle caractérise la précision et la vitesse avec lesquelles un individu effectue une tâche visuelle donnée dans des conditions spécifiées de vitesse, de charge mentale, d’environnement… La mesure de la performance visuelle ne peut guère avoir qu’une signification statistique valable pour un échantillon de population défini. On l’évalue par un taux de réussite d’une tâche visuelle donnée dans des conditions déterminées. Elle dépend de très nombreux facteurs et, en particulier :
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de la luminance moyenne et de l’adaptation de la rétine ;
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du temps d’exposition ;
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du contraste détail/fond, en luminance et en couleur ;
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de la dimension angulaire du détail ;
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de sa position par rapport à l’axe visuel ;
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de sa netteté, de sa forme, de son orientation ;
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de la distribution des luminances dans le champ visuel et du système d’éclairage ;
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de l’histoire de l’individu : éducation visuelle, niveau de formation, motivation, type de travail précédemment accompli ;
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des anomalies temporaires ou permanentes de la vision dont, bien sur, celles résultant de l’âge du sujet…
On trouvera, dans le dossier [E 5 175] des Techniques de l’Ingénieur (base documentaire « Le traitement du signal et ses applications »), les éléments les plus importants concernant la fonction visuelle.
Nous reprendrons dans cet exposé une approche qui s’appuie surtout sur les travaux de la CIE. Bien que malheureusement non achevés, ils sont particulièrement utiles dans la mesure où ils cherchent à séparer les propriétés intrinsèques de la tâche visuelle du résultat global qu’ils entraînent, pour une population donnée, dans des conditions données, en termes de performance visuelle. Ils sont aussi assez facilement transposables pour la compréhension de situations concrètes.
Par leur nature même, les tâches visuelles possèdent, à des degrés variables, une potentialité d’être « lues ». Cette potentialité sera modifiée par l’environnement et par la nature du rayonnement lumineux tombant sur la tâche visuelle.
Par ailleurs, la tâche visuelle ne sera utilisable par l’observateur que dans la mesure où les possibilités visuelles de celui-ci seront suffisantes dans la situation considérée. Ainsi, les nuisances pouvant apparaître dans l’ergorama (un éblouissement, une perturbation des balayages visuels…), devront être éliminées sous peine de nuire gravement à l’accomplissement de la tâche visuelle.
Il faut enfin remarquer que d’autres aspects peuvent être prépondérants dans certaines activités. En conduite automobile par exemple, on devra tenir compte de la vitesse de perception, du champ visuel, de l’appréciation des distances…
Un dernier dossier traitera des relations panorama-ergorama.
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1. Potentiel de visibilité d’une tâche visuelle au sens de la CIE
1.1 Tâches visuelles de référence
On trouvera dans les publications 19, 19/2.1 et 19/2.2 de la CIE (Commission Internationale de l’Éclairage) une description détaillée des travaux réalisés par cet organisme. La notion la plus importante retenue par la CIE est sans doute celle d’équivalence au seuil de visibilité, puisque c’est par rapport à ce seuil que peut être défini le niveau de visibilité d’une tâche visuelle.
Rappelons brièvement le principe de seuil de visibilité à partir de l’expérience fondamentale qui sert de référence dans ce domaine. La CIE définit une courbe de sensibilité relative au contraste (RCS Réf) qui se déduit des valeurs de contraste de seuil obtenues à partir d’une expérience simple : on projette dans une sphère diffusante blanche dont la luminance peut être ajustée, des disques lumineux de 4 minutes d’arc, présentés près de l’axe de vision, en trains de 0,2 s (pour obtenir une pause de fixation unique à chaque train) séparés de 1 s et dont la luminance peut également être ajustée.
Dans cette expérience, on peut donc faire varier séparément la luminance L F du fond, vu sous un angle solide de 4π (donc ici égale à la luminance d’adaptation L A) et la luminance L D du détail.
Une série d’observateurs âgés de 20 à 30 ans, et dépourvus de défauts de vision, doit répondre à la question vu ou pas vu. Le choix est un choix forcé. On prend comme contraste de seuil la valeur moyenne des contrastes de seuil obtenus pour les différents observateurs. La valeur moyenne correspond à 50 % des observateurs.
Pour certaines valeurs du couple contraste/luminance, on obtient autant de réponses « vu » que de réponses « pas vu ». Ces points définissent, en fonction de la luminance d’adaptation L A, un contraste de seuil C Réf. La figure 1 présente la valeur moyenne retenue pour ces résultats. Ces valeurs sont liées à la courbe de sensibilité relative au contraste (RCS Réf) de la façon suivante :
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