Une bougie brûle, la flamme vacille, le halo respire. La cire coule le long de la bougie. Un cône de lumière part vers la droite et découpe sur une sphère un angle solide d’un stéradian. En haut court une onde verte de 540 THz. En bas, le repère d’un luxmètre glisse sur un rail : 0,25 lx à 2 m, 1 lx à 1 m, 4 lx à 0,5 m. Un voyant d’enregistrement clignote.
Fiche de l'unité
unité de base du SIrév. 2026-10Candela cd
Unité de base du SI · grandeur : intensité lumineuse — la lumière qu’une source envoie dans une direction
L’unité qui fut jadis une bougie
En 1860, les compagnies gazières de Londres se disputaient pour savoir quel gaz éclairait le mieux. Pour comparer les becs, le Parlement adopta un étalon : une bougie de spermaceti pesant un sixième de livre et brûlant à 120 grains par heure. L’éclat d’un bec de gaz s’exprima dès lors en « bougies ».
Une bougie est un mauvais étalon : la flamme vacille, la mèche charbonne, la cire varie. Avec le temps, on remplaça la bougie par du platine porté à sa fusion, puis par un nombre. Aujourd’hui, la candela est l’intensité lumineuse d’une source qui émet 1/683 watt par stéradian à 540 THz. Une bougie ordinaire éclaire toujours à peu près une candela.
La fréquence de 540 THz n’a pas été choisie au hasard. C’est une lumière verte d’environ 555 nm, celle à laquelle l’œil est le plus sensible. C’est pourquoi la candela est la seule unité de base du SI qui intègre l’humain : elle mesure non l’énergie de la lumière, mais son éclat apparent.
Le symbole de la candela est formé de deux minuscules cd, sans point. Le Cd majuscule, c’est le cadmium. La grandeur s’écrit avec un I majuscule et un v en indice — intensité lumineuse. Le nom de l’unité prend une minuscule : candela.
L’intensité lumineuse et l’éclairement. La candela dit avec quel éclat une source brille dans une direction. Le lux dit combien de lumière est tombée sur une surface. La même bougie donne 1 lx à un mètre et 0,01 lx à dix mètres.
01 · Définition
stéradian · lumen · œilUne source envoie de la lumière dans toutes les directions, mais pas toujours également. Une lampe torche éclaire vers l’avant et presque pas vers l’arrière. On compte donc l’intensité lumineuse direction par direction : combien de lumière part dans un petit cône autour de cette direction.
La taille du cône se mesure en angle solide, en stéradians. Un stéradian découpe sur une sphère de 1 m de rayon une surface de 1 m². Le flux lumineux en lumens divisé par l’angle solide, c’est l’intensité lumineuse. Une candela, c’est un lumen par stéradian.
Le lumen compte la lumière avec une correction pour l’œil. On multiplie la puissance rayonnée par la courbe de sensibilité V(λ) : elle vaut un à 555 nm et décroît vers le violet et le rouge. Un laser rouge et un laser vert de même puissance diffèrent plusieurs fois pour l’œil, donc en candelas aussi.
Combien de lumière atteint la feuille
En haut, une pièce sombre avec un banc. À gauche une source, à droite un écran blanc avec un luxmètre. Déplacez l’écran : l’éclairement varie comme l’inverse du carré de la distance. Choisissez une source : bougie, lampe à incandescence, torche LED à faisceau étroit, phare. Sur la torche, on peut resserrer le faisceau : le flux reste le même, l’intensité monte. Le curseur de longueur d’onde colore la source à puissance rayonnée égale. L’ambre montre la lumière, le vert l’œil et la courbe V(λ), le violet les angles et les instruments. En bas, trois vues. « Distance » est l’éclairement selon r. « Œil » est la courbe V(λ) et la longueur d’onde courante. « Diagramme » est l’intensité lumineuse selon la direction.
La lumière rassemblée dans un cône étroit
Une torche de 300 lm est plus faible en flux qu’une lampe de 1700 lm. Mais la lampe éclaire dans toutes les directions, alors que la torche rassemble sa lumière dans un cône de 10°. L’angle solide de ce cône vaut 0,024 sr, et l’intensité au centre du faisceau dépasse 10 000 cd. Voilà pourquoi on inscrit des candelas sur la torche et des lumens sur la boîte de la lampe : deux choses différentes, et toutes deux honnêtes.
02 · Conversion
unités · faisceau · bougies historiquesDes candelas aux lumens, aux lux et aux vieilles bougies
Saisissez une intensité lumineuse ou un flux. Le premier onglet donne l’éclairement à différentes distances et le flux d’une source uniforme. Le deuxième convertit le flux d’une torche en candelas selon la largeur du faisceau. Le troisième donne les « bougies » historiques en candelas.
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Dans la technique, l’intensité lumineuse varie d’un facteur d’un milliard : d’un millième de candela pour un voyant de tableau de bord à des dizaines de millions pour un phare. L’œil s’accommode d’un tel écart car il ne voit pas des candelas mais leur logarithme : une source dix fois plus forte ne paraît que deux ou trois fois plus vive.
04 · Instruments de mesure
photomètre de Bunsen · goniophotomètre · radiomètre · luxmètreOn compare la lumière à la lumière
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05 · Règles d’écriture
cd minuscules · sans pointcd — deux minuscules
Le symbole de la candela s’écrit en minuscules, avec une espace après le nombre. Les multiples prennent des préfixes : kcd, mcd. On ne confond pas l’intensité avec le flux ou l’éclairement : chacun a son unité. Pour les torches et les phares, on donne l’intensité au centre du faisceau.
Cd, c’est le cadmium, et le symbole ne prend pas de point. Les lumens d’un phare sont son flux, pas l’intensité dans le faisceau. Une candela est un lumen par stéradian, pas simplement un lumen. L’éclairement se mesure en lux. Le nom de l’unité prend une minuscule, et la « bougie » est une unité désuète qui n’a pas cours dans le SI.
06 · Unités voisines
photométrie1 lm = 1 cd·sr — tout le flux.
lx1 lx = 1 lm/m² — la lumière sur une surface.
cd/m²Intensité lumineuse par mètre carré de surface lumineuse.
07 · Section historique
archives · de la bougie de spermaceti à 683 lm/WComment une bougie est devenue un nombre
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La candela s’appuie sur un œil moyen
La courbe V(λ) n’est pas l’œil d’une personne donnée, mais une moyenne d’expériences des années 1920. On demandait aux observateurs de comparer l’éclat de deux plages colorées, et de leurs réponses on tira une table que la Commission internationale de l’éclairage adopta en 1924. Chacun a sa propre courbe, et chez les personnes atteintes d’un trouble de la vision des couleurs, elle est nettement décalée.
C’est pourquoi un instrument qui mesure des candelas mesure d’abord des watts, puis les convertit avec la table. Un photomètre dont le filtre reproduit V(λ) fonctionne bien en lumière blanche. Pour les LED bleues et les raies étroites, le filtre se trompe davantage, et l’on vérifie ces sources au spectroradiomètre.
À droite, deux courbes. La verte est la vision diurne, avec un pic à 555 nm ; la bleue la vision nocturne, crépusculaire, avec un pic à 507 nm. Dans l’obscurité, le bleu paraît plus vif que le rouge, bien que les candelas n’en tiennent pas compte.
Catalogue des grandeurs
Lumière et photométrie · 12 fiches
Index · toutes les grandeurs sur une pageLe laboratoire à l'entrée de l'indexUne goutte d'acide change la couleur du jus, le sel colore la flamme, l'eau gèle d'un coup. En dessous, toutes les fiches Simetrium, par discipline et par ordre alphabétique.Ouvrir l'index →
