DarkSkyLab Outils pour la mesure de pollution lumineuse

Cette page présente les différents moyens de métrologie utilisdés, et possiblement développés, par DarkSkyLab pour l'étude de la pollution lumineuse et des parcs d'éclairage.

Sky Quality Meter - Ninox

La capacité à mesurer la brillance du fond de ciel nocturne constitue un prérequis fondamental pour mener à bien une étude sérieuse de la pollution lumineuse. De plus, ces mesures doivent être réalisées dans des environnements variés, depuis le sommet d’une montagne isolée jusqu’à des environnements urbains fortement pollués par la lumière artificielle. Elles doivent aussi être facilement répétables sur de longues durées afin de s’affranchir de conditions d’observation spécifiques telles que la présence de nuages, la qualité du ciel ou bien encore la présence de la Lune.

  

Face à ce constat, DarkSkyLab a développé une plateforme appelée Ninox pour mesurer la brillance du fond de ciel nocturne de manière systématique et sur des périodes longues. La plateforme Ninox opère de manière autonome et continue sans qu’aucune intervention ne soit nécessaire de la part d’un opérateur ni qu’une connexion Internet ne soit requise. Ninox intègre un SQM (Sky Quality Meter) qui mesure la brillance du fond de ciel (appelé NSB pour Night Sky Brightness). Celle-ci est traditionnellement exprimée en magnitudes par seconde d’arc au carré (mag/arcsec2).

La photo ci-contre montre un système Ninox installé de manière permanente au sommet du Pic du Midi dans les Hautes-Pyrénées.

Les données sont enregistrées nuit après nuit, à une fréquence d’environ une par minute, quelles que soient les conditions météorologiques, et elles sont ensuite traitées de manière statistique plutôt que sur la base de mesures individuelles discrètes. La caractérisation d’un lieu donné en termes de brillance de fond de ciel peut ainsi être réalisée de manière beaucoup plus efficace et fiable. Des indicateurs tels que l’évolution du NSB au cours d’une nuit claire sans Lune ou bien la différence moyennée entre le NSB d’une nuit claire et celui d’une nuit couverte peuvent être utilisés pour améliorer la caractérisation d’un site ou bien pour comparer différents sites entre eux.

A titre d’exemple, la courbe ci-contre montre le résultat d’une acquisition Ninox réalisée durant la nuit du 25 décembre 2017 depuis un petit village du Sud de la Bourgogne.

Ce simple tracé est déjà riche en informations et l’on peut y repérer quelques évènements spécifiques tels que l’influence de la Lune à son premier quartier (avec l’accélération caractéristique de la diminution de la brillance du fond de ciel au moment du coucher de Lune), l’amélioration progressive du NSB au cours de la nuit, l’extinction de l’éclairage public (à 22:00 TU) et des lumières de la maison voisine (peu après 01:00 TU), ou bien encore l’arrivée des nuages en fin de nuit qui produit un profil perturbé caractéristique de ce genre de conditions.

En utilisant ce tracé, on peut donner une première estimation de la valeur maximale du NSB que l’on est susceptible d’atteindre sur ce site, de l’ordre de 21,4 mag/arcsec2, ce qui est typique d’un ciel rural.

  

Le tracé ci-contre montre un diagramme de densité produit à partir de mesures de NSB collectées par un système Ninox sur une durée de 62 nuits dans le centre de Toulouse en janvier et février 2018 (57 180 mesures réalisées avec une fréquence de 1 minute).

Il est facile de constater sur ce diagramme de densité que l’environnement est fortement pollué avec un NSB au mieux de 19,15 en fin de nuit et un fort écart entre la zone de densité de ciel clair (en bas du diagramme) et celle de ciel couvert (en haut du digramme). Les points les plus bas correspondent à une situation où de la neige recouvrait le hublot de Ninox.

Support technique Ninox

Problèmes connus et conseils

Problème connuDans la version 0.8 du logiciel Ninox (vous pouvez connaître la version de votre système en bas de la page d'accueil Ninox), il ne faut pas chercher à télécharger des mesures depuis la page de gestion du système si aucune mesure n'a encore été réalisée. Tenter de le faire provoque un dysfonctionnement du logiciel embarqué qui nécessite une intervention de DarkSkyLab. Pour un système Ninox neuf n'ayant pas encore été utilisé, il est important de mettre à jour le logiciel avec la version 0.8a du logiciel qui est disponible ci-dessous. Ce problème ne peut plus se produire une fois qu'au moins une mesure a été réalisée avec le système.
Conseil importantIl est vivement conseil de ne pas faire fonctionner Ninox dans un environnement trop lumineux, par exemple avec un éclairage direct sur le hublot du système. Cela va en effet dégrader rapidement le capteur et invalider les mesures ultérieures. Une fois le switch logiciel enclenché depuis l'interface de gestion, Ninox démarre automatiquement ses acquisitions dès que le Soleil est à moins de 8° sous l'horizon, et ce quelles que soient les conditions dans l'environnement du système.

FAQ

Puis je faire fonctionner Ninox quelles que soient les conditions météo ?Oui, Ninox est conçu pour résister à la pluie et à la neige et vous pouvez le laisser en fonction quels que soit le temps ou la témpérature. A titre d'exemple, un Ninox est installé au sommet du Pic du Midi de Bigorre à 2877 mètres et fonctionne sans problème depuis plusieurs mois malgré la neige et le vent parfois violent. Acquérir des données par temps couvert et pluvieux est important car cela contribue aussi à caractériser la pollution lumineuse d'un site (les nuages agissent comme un amplificateur de la pollution lumineuse).
Puis je accéder à Internet une fois connecté au point d'accès Wi-Fi de Ninox ?Non, lorsque vous être connecté au point d'accès Wi-Fi émis par un système Ninox, vous ne pouvez pas accéder à Intenet, vous ne pouvez qu'accéder aux ressources de Ninox accessibles dans l'interface de votre navigateur. Pour envoyer les données de Ninox, il vous faut donc (1) vous connecter au point d'accès Wi-fi de Ninox et télécharger les données localement sur votre ordinateur, tablette ou smartphone (2) vous déconnecter du point d'accès Wi-Fi Ninox (3) vous connecter à votre point d'accès Wi-Fi habituel qui lui vous permet d'accder à Internet (4) envoyer par courriel les données Ninox téléchargées sous forme d'un fichier ZIP. Il est à noter toutefois que si votre ordinateur est connecté en Ethernet filaire à réseau qui vous permet d'accéder à Internet, vous pouvez simultanément vous connecter en Wi-Fi au système Ninox.
Comment puis je envoyer les données Ninox ?Une fois connecté au point d'accès Wi-Fi du système Ninox, vous devez aller dans la page de gestion du système (bouton "Gérer Ninox") et utiliser un des deux boutons "Télécharger tous les enregistrements" (toutes les mesures présentes dans la base de données du système Ninox sont prises en compte, même celles qui ont été préalablement téléchargées) ou "Télécharger les nouveaux enregistrements" (toutes les nouvelles mesures réalisées par Ninox sont prises en compte, c’est-à-dire toutes les mesures réalisées depuis le dernier téléchargement). Un fichier ZIP sera alors téléchargé localement sur votre ordinateur, tablette ou smartphone. C'est ce fichier ZIP qui doit ensuite être envoyé par courriel à l'adresse ninox -- arobase -- darkskylab.com (supprimez les tirets, les espaces et remplacez arobase par le symbole) si vous souhaitez que DarkSkyLab analyse vos données. Ne cherchez pas à extraire les fichiers de l'archive ZIP et envoyez cette dernière directement.

Manuels Ninox Z1

Guide d'installation rapide de Ninox Z1
Version 0.9 - Mars 2018
Manuel d'utilisation de Ninox Z1
Version 0.8 - Mars 2018

Mise à jour Ninox Z1

Pour réaliser les mises à jour, veuillez suivre les indications fournies dans le manuel Ninox.

Mise à jourDateVersions concernéesProblèmes corrigés
  Version 0.18a11/03/20180.18Attention ! cette mise à jour ne s'applique que sur la version 0.18 du logiciel Ninox (voir le numéro de version en bas de la page d'accueil une fois connecté en Wi-Fi au Ninox).

Le logiciel Ninox ne fonctionne plus si l'on cherche à télécharger les mesures alors que Ninox n'a pas encore été utilisé et que la base de données est vide. Ce problème ne peut plus survenir une fois que les première acquisitions ont été réalisées.
  Version 0.19a21/05/20180.19Attention ! cette mise à jour ne s'applique que sur la version 0.19 du logiciel Ninox (voir le numéro de version en bas de la page d'accueil une fois connecté en Wi-Fi au Ninox).

Les archives ZIP des mesures téléchargées depuis la page de gestion de Ninox peuvent être corrompues durant le transfert (mais sans que les données présentes sur le Ninox ne soient impactées).


Luxmètre

  

La mesure de l'émission spectrale et de l'indice de couleur des sources lumineuses est importante dans l'étude de la pollution lumineuse produite par les parcs d'éclairage, spécialement depuis que la technologie LED a été introduite. En effet, une part plus ou moins importante du flux lumineux émis par les LED se situe dans la partie bleue du spectre selon le type de LED utilisé (l'émission lumineuse dans la partie bleue du spectre est la plus impactante pour la biodiversité comme de nombreuses études récentes tendent à le montrer), et il n'est pas toujours aisé de de le déterminer sans une instrumentation spécifique.

Pour réaliser ces mesures, DarkSkyLab utilise un luxmètre-chromamètre Konica CL-70F qui présente l'avantage de fournir des spectres et des indices de couleur avec un précision répondant au besoin tout en étant très facilement transportable et manipulable.

Voici par exemple le spectre et le diagramme chromatique d'un lampadaire à LED analysé récemment dans le cadre d'une étude pour la constitution d'une réserve internationale de ciel étoilé. La tepérature de couleur résultante est de 5688 K, ce qui est bien trop élevé pour le type d'environnement dans lequel ce lampadaire est inséré. Sur le spectre, le pic de bleu est très présent et écrase la partie plus continue du spectre dans la bande 500 à 700 nanomètres.