Energie Plus Le Site

Outil d'aide à la décision en efficacité énergétique des bâtiments du secteur tertiaire. Réalisé par Architecture et Climat, Faculté d'architecture, d'ingénierie architecturale, d'urbanisme (LOCI), site de Louvain-la-Neuve, Université catholique de Louvain, Belgique avec le soutien de la Wallonie.

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Category Archives: Eclairage

Author Image Posted By : Gregory Leonard 10 Fév, 2022

Tout au LED

Actuellement, en termes d’éclairage, on s’oriente en majorité vers la technologie LED. Celle-ci est en plein essor et ne cesse de s’améliorer au fil des années. Les arguments les plus souvent énoncés en faveur des LED sont leur grande efficacité lumineuse, leur durée de vie extrêmement longue et leur faible consommation électrique.

Technologie miracle ? Pas tout à fait…. Autant les LEDs paraissent meilleurs que la concurrence sur le plan performanciel et énergétique, il n’est pas de même en termes de confort visuel et d’impact sur la santé.

Le LED aujourd’hui

Aujourd’hui, les lampes à LED sont particulièrement performantes et beaucoup plus économes en énergie que les technologies classiques.

À titre d’exemple, le tableau comparatif ci-dessous provient d’une étude scientifique((L.T. Doulos et al. Minimizing energy consumption for artificial lighting in a typical classroom of a Hellenic public school aiming for near Zero Energy Building using LED DC luminaires and daylight harvesting systems, Energy and Buildings, Volume 194, 2019, Pages 201-217))  et met en évidence les dernières avancées en termes de LED par rapport à un luminaire classique à tube fluorescent. Les résultats peuvent évidemment dépendre selon les produits testés.

LED (AC supply) LED (DC supply) T5 2x35W
Puissance (W) 41.0 50.5 76.0
Efficacité lumineuse (lm/W) 116.1 107.6 62.0
Puissance spécifique (W/m2) 3.16 3.90 5.86
Nombres de luminaires utilisés 4 4 4
Puissance totale installée (W) 164 202 304
Consommation annuelle (kWh) 255.8 315.1 474.2
Eclairement (lx) 302 322 308

On remarque que les luminaires LED sont aujourd’hui largement plus efficaces en termes de consommation électrique, à niveau d’éclairement similaire.Il est donc très intéressant de se tourner vers des solutions 100% LED dans des projets de rénovation visant le zéro-carbone, d’autant plus que l’efficacité lumineuse retenue pour les luminaires ci-dessus n’est pas le plein potentiel de la technologie.

Effets sanitaires

Face à la constante amélioration de la technologie LED, l’ANSES (Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail) a récemment publié un nouveau rapport étudiant les effets sanitaires de ces systèmes sur la population. Les LED sont caractérisées par un spectre de lumière plus riche en lumière bleue et plus pauvre en lumière rouge que d’autres sources lumineuses, créant un déséquilibre spectral particulièrement nocif pour nos yeux. De plus, “les lumières à LED peuvent être plus éblouissantes que les lumières émises par d’autres technologies (incandescence, fluo-compactes, halogènes, etc.)” (ANSES, p.355). “Enfin, les LED sont très réactives aux fluctuations de leur courant d’alimentation. De ce fait, selon la qualité du courant injecté, des variations de lumière peuvent apparaître, suivant la fréquence et le niveau de ces variations.” (ANSES, p.355)

Le rapport étudie donc différents effets sanitaires :

  • les effets de la lumière bleue sur les rythmes circadiens (perturbation de l’horloge circadienne) ;
  • les effets de la lumière bleue sur le sommeil et sur la vigilance (retard de sommeil et altération de la quantité et qualité du sommeil) ;
  • les effets de la lumière bleue et des différents types de LED sur l’œil (phototoxicité, sécheresse oculaire, myopisation) ;
  • les effets de la lumière bleue sur la peau ;
  • les effets de la modulation temporelle de la lumière sur la santé ;
  • les effets liés à l’éblouissement.”((Source: https://www.anses.fr/fr/system/files/AP2014SA0253Ra.pdf – p.356))

Afin de protéger la population de tous ces effets sanitaires, l’ANSES émet une série de recommandations liées à l’utilisation de lumières à LED. Certaines sont de l’ordre de futures recherches à mener ou de suggestions d’évolutions réglementaires tandis que d’autres sont de l’ordre de bonnes pratiques à prendre en compte directement dans des projets de relighting. On retiendra les deux principales :

  • Limiter au plus possible l’exposition à des lumières froides (> 4000 K)
  • Exclure les lampes LED nues du champ de vision

Toutefois, les difficultés des LED ciblées dans l’étude sont surtout liées au lien entre lumière bleue et endormissement. Elles sont donc peu pertinentes dans les écoles.

Pour plus d’informations, celles-ci sont reprises dans le document « Effets sur la santé humaine et sur l’environnement (faune et flore) des diodes électroluminescentes (LED) » en page 363 : https://www.anses.fr/fr/system/files/AP2014SA0253Ra.pdf

Le LED en rénovation

Avant de se lancer dans un projet de rénovation de l’éclairage de l’école, il faut impérativement passer par l’étape d’analyse et de diagnostic de la situation existante. Pour cela, il est préférable de faire appel à un bureau spécialisé en éclairage. Cependant, il existe quelques outils sur le site de Rénover mon école qui vous permettront de réaliser un rapide diagnostic de l’installation lumineuse de vos salles de classe. Les pages suivantes sur Energie+ peuvent également être utiles :

Le site internet de Rénover mon école regroupe une grande partie des questions générales à se poser lors de la rénovation de l’éclairage. Attention que les informations mentionnées en termes d’objectifs et de techniques ne sont plus de toute fraîcheur… En plus de cela, elles ne visent pas l’objectif zéro-carbone qui nous intéresse dans ce dossier.

Pour plus d’infos concernant le passage au LED, consultez la page suivante.

Que faire donc dans notre cas ?

Procéder à un relighting de l’école dans une démarche zéro carbone nécessite de faire attention à deux points principaux :

  • Viser une puissance faible
  • Avoir une gestion efficace

En termes de puissance...

Comme vu plus haut, le LED offre de faibles puissances et donc a fortiori de meilleures performances énergétiques. C’est donc principalement vers cette technologie qu’il faut se tourner lorsqu’on envisage le relighting d’un bâtiment scolaire.

L’emplacement des luminaires dans le local a toute son importance en termes de puissance. Un moins grand nombre de luminaires, mais bien situés afin de garantir une uniformité de l’éclairement, permettra de réduire la puissance totale et donc la consommation en carbone.

La question de la gestion….

C’est principalement sur ce point qu’il est utile d’insister lorsque l’on conçoit un relighting d’une école. 35% de la facture énergétique des écoles correspond à l’électricité consommée par l’éclairage. Bien souvent, cela est dû à une mauvaise gestion du système d’éclairage. Il est impératif de rendre les occupants des locaux conscients de leurs décisions en limitant au maximum l’allumage automatique de lampes par exemple. L’extinction automatique, le zonage ou encore le dimming des lampes sont autant de principes qu’il est nécessaire de prendre en compte dans une démarche zéro-carbone. Pour plus d’informations sur ces techniques, consultez les pages suivantes :

De plus, une attention particulière doit être portée sur le programme de maintenance  afin  de garantir la pérennité du projet de relighting.

Rénover pour consommer…plus ?

Il est nécessaire de pointer la faiblesse actuelle en termes de niveaux d’éclairage dans les écoles. Les installations vétustes et inconfortables ne respectent souvent pas les normes visées lors de projets de relighting ou de constructions neuves. Dès lors, il se peut qu’après rénovation, le système d’éclairage consomme plus qu’auparavant. Cependant, au profit d’un meilleur confort visuel, qui s’avère bénéfique en de nombreux points pour tous.

Réemploi des systèmes existants

Lors de nouvelles constructions, il est facile et logique de concevoir l’ensemble de l’éclairage sur un système électrique approprié à la technologie LED. Mais est-il aussi simple d’adapter un système d’éclairage existant à la technologie LED? Dans un souci d’économie financière, est-il possible dans un projet de rénovation scolaire de garder les luminaires existants en y changeant simplement les tubes ?

Les luminaires existants de type tube T5 ou T8 sont toujours équipés de ballasts électroniques ou ferromagnétiques. Dans les deux cas, il est possible, moyennant certaines manipulations (voir article G0W), de passer d’une technologie de tube fluorescent vers des tubes LED. Il est donc tout à fait envisageable de maintenir les luminaires existants lors d’un projet de relighting au LED. Cependant, les lampes LED ayant des niveaux de luminance élevés, il est impératif d’utiliser des mécanismes optiques adaptés. On favorisera donc des mécanismes de réfraction ou de transmission à la place de mécanismes de réflexion.

À proscrire : mécanismes de réflexion

À recommander : mécanismes de réfraction

Recommandations

Les situations de relighting sont très différentes en fonction de l’usage des espaces à rénover. La disposition des luminaires, le type de luminaire, la température de lumière ou encore le mode de gestion de l’éclairage sont autant de paramètres qui varient en fonction de l’utilisation de l’espace.

Le site de Rénover mon école reprend, sur les deux pages suivantes, les grandes recommandations à prendre en compte pour des classes, des espaces de circulations, des bureaux ou encore des réfectoires : 

Author Image Posted By : Sylvie 5 Mar, 2013

Meubles frigo

Meubles frigo

Influence de l’éclairage

Les luminaires, en plus de produire de la lumière, vont également dégager de la chaleur. Une grande partie de l’énergie consommée est transformée en chaleur et doit être évacuée par la machine frigorifique. Il y a plusieurs manières de limiter les apports thermiques de l’éclairage et ainsi de diminuer les consommations énergétiques des meubles frigorifiques.

Exemple.

Selon ouverture d'une nouvelle fenêtre ! l’AFF, un éclairage à incandescence assurant un niveau d’éclairement de 400 lux provoquera un accroissement de température de 1.5 à 3 °C pour les paquets de la couche supérieure selon les meubles. Un éclairage équivalent, réalisé à base de tubes fluorescents ne provoquera pas d’accroissement supérieur à 0.5 °C.

Toute l’énergie consommée par les lampes est transformée en chaleur par :

  • conduction (« par les solides »),
  • convection (« par les gaz, les liquides »),
  • rayonnement (lumière et autres radiations, infrarouge en particulier).

En fonction de la famille de lampes considérée, la répartition de ces divers apports sera différente. Il est essentiel de tenir compte de cette répartition pour éviter des élévations de température trop importantes.

Parmi les manières envisageables pour limiter ces apports thermiques, on peut par exemple :

  • faire appel à des lampes dont le spectre d’émission comporte une faible proportion d’énergie thermique infrarouge par rapport à la fraction utile d’énergie lumineuse ;
  • sortir le système d’éclairage de la zone de froid ;
  • limiter la puissance des lampes.

Choisir des lampes adaptées

Dans toutes les applications, il y a lieu de limiter les apports thermiques du système d’éclairage. Ceux-ci se paieront par une surconsommation au niveau de la climatisation et/ou des machines de froid alimentaire.

Deux caractéristiques permettent de choisir correctement le type de lampe à utiliser :

  • le rendement des lampes : fraction de la quantité d’énergie transformée en lumière ;
  • la composition du spectre d’émission : on choisira des lampes dont le spectre comporte une faible proportion d’énergie thermique infrarouge par rapport à la fraction utile d’énergie lumineuse.

Pour éviter un apport calorifique trop important, on réalisera le système d’éclairage à partir de  tubes fluorescents.

Lampes à incandescence

Ces lampes émettent un rayonnement infrarouge important (de l’ordre de 75 % de la puissance de la lampe). Comme les infrarouges et les rayons lumineux se réfléchissent en même temps, les lampes à réflecteur et les projecteurs intensifs vont provoquer des élévations de température très importantes dans l’axe du faisceau.

Les lampes à rayonnement dirigé dites à « faisceau froid » ou dichroïque » limitent le rayonnement infrarouge direct. Le miroir de ces lampes, conçu pour réfléchir la lumière, est transparent pour les radiations infrarouges indésirables. Lorsque l’on utilise ce genre de lampe, il faut s’assurer que le luminaire utilisé est susceptible de les recevoir, car, sans précaution, elles provoquent un échauffement supplémentaire de la douille, du câblage et de la partie arrière du luminaire.

Lampes fluorescentes et lampes à décharge (haute pression)

Ces lampes émettent une très faible proportion de rayons infrarouges courts. Par contre, les tubes à décharge des halogénures métalliques et des sodiums haute pression émettent une quantité importante d’infrarouges moyens. En ce qui concerne les lampes fluorescentes, on ne fera attention qu’aux niveaux d’éclairement très élevé qui sont les seuls à produire un effet thermique direct perceptible.

Si l’effet calorifique du rayonnement de ces lampes est relativement faible, la transformation en chaleur de l’énergie électrique consommée (lampe et ballast)  ne doit pas être sous-estimée. L’élévation de la température des parois du luminaire va transformer celui-ci en émetteur d’infrarouges longs susceptibles d’influencer la distribution thermique du local et/ou du meuble frigorifique.

Sources LED

Les lampes LED ne génèrent pas ou peu de rayonnement infrarouge (IR) ou ultraviolet (UV) dans le flux lumineux.

C’est la température de jonction qui influence le flux lumineux de la LED chip et donc son efficacité lumineuse. Les LED conviennent particulièrement bien pour les applications à basse température (surgélation, réfrigération, …) sachant que le flux lumineux augmente avec l’abaissement de la température de jonction. De plus, pour les basses températures, la durée de vie augmente.

Bilan énergétique de quelques lampes

Le tableau suivant donne les bilans énergétiques de quelques types de lampes.

Bilans énergétiques de quelques lampes (d’après C. Meyer et H. Nienhuis)
Type de lampe Conduction et convection [%] Rayonnement [%] Rayonnement lumineux [%] Puissance à installer par 100 lm [W]
UV IR
Incandescentes 100 W 15 75 10 10
Fluorescentes rectilignes 71.5 0.5 (1) 28 1.4
Fluorescente compactes 80 0.5 (1) 19.5 1.8
Halogénures métalliques 50 1.5 24.5 24 1.3
Sodium haute pression 44 25 31 1
(1) Dans le cas de lampes fluorescentes dont la surface développée est importante, on pourrait séparer le rayonnement infrarouge (long). Pour les lampes fluocompactes cette distinction est inutile.

 

Exemple.

Par exemple si 2 500 lm doivent être fournis, les bilans énergétiques des différentes installations deviennent :

Type de lampe Conduction et convection [W] Rayonnement [W] Rayonnement lumineux [W]
UV IR
Incandescentes 100 W 37.5 187.5 25
Fluorescentes rectilignes 25.025 0.
175		 (1) 9.8
Fluorescente compactes 36 0.225 (1) 8.775
Halogénures métalliques 16.25 0.487 7.962 7.8
Sodium haute pression 12.1 6.875 8.525
(1) Dans le cas de lampes fluorescentes dont la surface développée est importante, on pourrait séparer le rayonnement infrarouge (long). Pour les lampes fluocompactes cette distinction est inutile.

Cet exemple montre bien l’intérêt d’utiliser des lampes à décharge. Leur faible coût d’achat, leur longue durée de vie, leur bon indice de rendu des couleurs font des lampes fluorescentes le choix le plus adapté.

Placer les systèmes d’éclairage à l’extérieur des meubles

Pour éviter de consommer inutilement de l’énergie (de l’ordre de 10 % de l’énergie de jour fournie par l’évaporateur), l’éclairage du meuble doit être prévu en dehors de la zone froide. D’une part, les lampes fluorescentes ont une mauvaise efficacité lumineuse à basse température, d’autre part, les luminaires sont des sources de chaleur. Comme dit précédemment, l’énergie électrique consommée par les lampes et les ballasts est transformée en chaleur. Pour cette raison on tentera au maximum de sortir les appareils des zones ou des meubles froids. Si le maître d’ouvrage se refuse à déplacer la lampe, il faudra tout de même essayer de sortir le ballast de la zone réfrigérée ou climatisée.

Dans la lutte contre les apports de rayonnements, les baldaquins de forme concave dont la face inférieure est recouverte d’un aluminium de type poli miroir non anodisé, peuvent être utiles.

Schémas baldaquins .

Ces baldaquins interceptent une part importante de la lumière d’ambiance et il peut alors être nécessaire de faire recourt à un appoint d’éclairage. Ce complément peut être réalisé de manière confortable en utilisant comme réflecteur la sous face en aluminium du baldaquin.

Cela permet :

  • d’éviter l’influence de l’éclairage direct général,
  • d’utiliser un éclairage indirect,
  • d’éloigner les appareils des meubles,
  • …

À défaut d’un éclairage placé hors de la zone froide, limiter la puissance des lampes

La plupart du temps, les constructeurs de meubles frigorifiques utilisent des lampes fluorescentes. Le problème est que ce type de lampes a une basse efficacité lumineuse aux basses températures comme le montre la figure suivante :

Les pertes peuvent donc être très importantes :

  • plus de 40 % de perte si on utilise des tubes T8,
  • plus de 70 % de perte si on utilise des tubes T5.

De nombreux fabricants proposent des solutions permettant de limiter l’influence de la température sur le flux de la lampe.

Certains constructeurs proposent ainsi une sorte de douille qui se monte sur une des extrémités de la lampe fluorescente, celle désignée comme étant le point froid de la lampe. Il y provoque une élévation de la température.

Une autre solution consiste à utiliser un tube de protection qui va permettre d’augmenter la température ambiante autour de la lampe.

Si dans la pratique, le niveau d’éclairement est suffisant, alors il est possible de remplacer la lampe par une autre de puissance plus faible, mais équipée de ce genre de solution.

Exemple.

Soit une zone de froid positif (8 °C) équipé de tube T5 de 54 W (4450 lm à 25 °C). La faible température va influencer la lampe qui ne va émettre que 75 % de son flux théorique, soit un peu moins de 3500 lm. Une lampe de 35 W, équipée d’un dispositif permettant de combattre la baisse de la température fournira un flux équivalent.

Il est ainsi possible de gagner 19 W par lampe tout en assurant le même confort.

Author Image Posted By : Sylvie 31 Juil, 2012

Flexibilité des plateaux de bureaux

Flexibilité des plateaux de bureaux

Importance de l’aménagement intérieur

Dans le tertiaire et, plus spécifiquement dans la promotion immobilière d’immeubles de bureaux, tant en rénovation qu’en nouvelle conception, l’anticipation de l’agencement des espaces est une étape cruciale que l’auteur de projet aurait tort de négliger.

Les enjeux de tels projets restent, malgré tout, trop souvent financiers en négligeant le confort des occupants et les consommations énergétiques. À la décharge de l’auteur de projet, il est très difficile de répondre à toutes les attentes d’aménagement des futurs occupants. Cependant, les combinaisons logiques d’agencement des locaux ne sont pas multiples, surtout si l’on fait appel aux notions :

  • De destination logique des locaux (locaux aveugles pour accueillir les serveurs, les photocopieuses, les sanitaires…);
  • D’ergonomie des postes de travail (espaces entre bureaux et armoires, largeur des circulations…);
  • De rapport à la lumière naturelle au travers des baies vitrées (bureaux centrés et perpendiculaires par rapport à la baie vitrée, recul des bureaux par rapport aux fenêtres…).

Mais pourquoi s’occuper d’aménagement intérieur dans un outil tel qu’Énergie+ ?

La raison est  simple ! L’agencement rationnel des locaux influence clairement les consommations énergétiques d’éclairage. C’est d’autant plus vrai lorsqu’un promoteur immobilier « s’attaque » à une rénovation importante de type URE (Utilisation Rationnelle de l’Énergie) ou un projet de conception basse voire très basse énergie. En effet, dans ce type de bâtiment, la proportion des consommations électriques d’éclairage peut devenir plus grande que les consommations énergétiques de chaleur et de refroidissement réunies.

Enjeux énergétiques de l’éclairage

La proportion des consommations électriques résultant de l’éclairage artificiel est naturellement liée à la performance énergétique des bâtiments. Par exemple dans les bureaux, la consommation énergétique due à l’éclairage peut varier de 25 % pour un bâtiment qualifié de standard (375 kWhprimaire/(m².an)) à 40 %, voire plus, pour un bâtiment de type passif (75 kWhprimaire/(m².an)).
L’éclairage dans un bâtiment performant représente donc un enjeu important au niveau énergétique.

Flexibilité totale

Lorsque, notamment dans la promotion immobilière, l’auteur de projet est tenté de rendre son bâtiment au maximum flexible, et ce de manière à prendre en compte toutes les combinaisons d’agencements possibles des locaux, on parlera de « flexibilité totale« .

Une flexibilité totale se doit  d’anticiper au maximum l’occupation des locaux. Elle présuppose que l’installation d’éclairage devra couvrir l’ensemble de la surface à occuper :

  • de manière homogène ;
  • avec un niveau d’éclairement suffisant ;
  • une gestion efficace ;
  •  …

Flexibilité totale.

Cette flexibilité totale induit inévitablement une puissance installée supérieure à celle réellement nécessaire. En effet, sur base de ce principe, il serait nécessaire de respecter un niveau d’éclairement suffisant (par exemple 500 lux dans les bureaux) avec une homogénéité de 0,7 selon la norme NBN EN 12464-1. De plus, pour être sûr de pouvoir gérer de manière efficace l’installation d’éclairage et d’anticiper tous les combinaisons possibles de cloisonnement, l’auteur de projet sera tenté de placer, par exemple, un nombre suffisant de détections de présence. En surnombre, elles risquent de s’influencer négativement (détection de présence dans une zone non occupée par exemple).

Point de vue énergétique

La flexibilité totale engendrera :

  •  une puissance spécifique (en W/m²) importante : puissance installée : 6 x 1­ x 28 W ⇒ 9,5 W/m²

       

  • de l’éclairage inutile de zone comme le dessus des armoires par exemple ;

Point de vue du confort

Indépendamment de l’efficacité énergétique, le confort peut aussi être altéré :

  • plan de travail peu éclairé (aussi du vécu !) ;
  • éblouissement au niveau de certains postes.

Flexibilité raisonnée

La flexibilité raisonnée fera simplement appel au bon sens en imaginant des scénarios d’occupation « raisonnable » des espaces. Cette réflexion permettra de travailler principalement selon 2 axes :

  • Le rythme des façades : en conception l’agencement des bureaux influence inévitablement le rythme des baies vitrées et des trumeaux. En rénovation, par contre, c’est le rythme des façades qui influence le positionnement des bureaux.
  • La progression de l’agencement des postes de travail et des espaces de circulation en fonction de la pénétration de la lumière naturelle dans l’immeuble : cette progression s’effectue depuis la proximité de la baie vitrée où on privilégiera les tâches de bureautique jusqu’aux espaces de circulation qui nécessitent peu de lumière et sont des espaces à faible occupation.

Flexibilité raisonnée.

Point de vue énergétique

La flexibilité raisonnée permet :

  • De réduire la puissance spécifique : 2 x 1 x 49 W = 5,5 W/m² ;

 

  • De placer les luminaires aux endroits où la tâche justifie un éclairage correct.

Point de vue du confort

Le confort sera assuré par :

  • Le niveau d’éclairement sur la tâche de travail (le plan de travail se limite à la surface du bureau) et dans les zones avoisinantes avec une uniformité correcte de 0,7 (selon la norme 12464-1 ).
  • L’éblouissement qui sera évité par l’orientation des postes de travail perpendiculairement à la baie vitrée.

Distribution des alimentations de l’éclairage

Que l’auteur de projet préfère la flexibilité raisonnée à la flexibilité totale ou l’inverse, la distribution primaire de l’éclairage (230 V monophasé, 3 x 230 V ou encore 3 x 400 V + N), à ce stade, doit être réalisée avec une connectique organisée selon un schéma intelligent. Beaucoup de fabricants proposent sur le marché des solutions intéressantes qui intègrent aussi une flexibilité totale ou raisonnée.

Les systèmes de distribution structurés sont en général composés :

  • De câble de distribution primaire de longueur variable avec connecteurs ;
  • De pièce en T ou de boîtier de dérivation permettant de répartir de manière répétitive le courant fort en fonction du niveau de flexibilité à acquérir ;
  • De cordons secondaires qui permettent d’interface au niveau des pièces en T ou des boîtiers de dérivation les éléments de commande ou de gestion et les luminaires.

Par l’utilisation de ce type de connectique, une flexibilité plus ou moins étendue peut être assurée.

Exemple de câblage de distribution structuré.

 

Exemple de bus de distribution structuré plat.

Commande et gestion de l’éclairage

La gestion et la commande de l’éclairage, quelle que soit la flexibilité, doivent être menées de front avec la distribution de manière structurée et intelligente. À l’heure actuelle, les techniques disponibles sur le marché permettent une panoplie étendue de distribution du courant fort, de commande et de gestion de la plus simple à la plus compliquée.

Commandes simples

La plupart du temps, le gestionnaire de bâtiment ou l’auteur de projet peuvent s’en sortir avec des commandes ou des gestions d’éclairage simples. Une commande simple consiste, par exemple en :

  • Un interrupteur simple pour un petit local ;
  • Un interrupteur deux allumages pour un grand local à une entrée dans lequel un zonage s’impose ;
  • Quatre interrupteurs deux directions pour un grand local à deux entrées et où le zonage est toujours nécessaire.

Commande par interrupteur simple pour petits locaux.

Commandes par interrupteur 2 allumages pour locaux de grande taille.

Commandes par interrupteur 2 directions pour locaux de grande taille et à 2 entrées.

Gestion simple de l’éclairage

La gestion d’éclairage peut aussi être intégrée dans une distribution structurée. Tout en gardant une bonne flexibilité, une gestion simple peut être mise en place sans le besoin de bus de communication type DALI, KNX, …  Cette gestion s’appuie  sur une connectique du même type que celle acceptant les commandes simples.

Quand on pense gestion, se profilent principalement :

  • La gradation 0-10 V locale ou centrale par rapport à la lumière naturelle ;
  • La détection de présence  et de mouvement ;

Détection globale de présence et de luminosité combinées et détection locale de luminosité (par luminaire) et offset de niveau d’éclairement entre le luminaire côté fenêtre et le côté couloir.

Une gestion simple peut se résumer, par exemple, comme suit :

  • Allumage par bouton poussoir (allumage volontaire) ;
  • Extinction automatique par détection d’absence ;
  • Offset sur le réglage du niveau d’éclairement entre le luminaire côté fenêtre et celui côté couloir.

Gestion simple de l’éclairage.

Gestion globalisée de l’éclairage

La gestion/commande simple par câblage structuré a naturellement ses limites surtout dans les bâtiments de grande taille. Pour pallier à ce problème, le concepteur pourra faire appel à un câblage structuré doublé d’un système de bus de communication de type de DALI, KNX, … :

  • La distribution du courant fort s’effectue en câblage structuré ;
  • La gestion/commande est basée sur un bus de communication DALI.

Gestion par bus de communication.

Bilan énergétique

La finalité de la flexibilité raisonnée est naturellement de réduire les consommations énergétiques et de dégager une certaine rentabilité par rapport au surinvestissement potentiel.

L’étude qui suit tente de mettre en évidence l’impact de la flexibilité raisonnée :

Point de départ

L’installation de base fait appel à des luminaires de faible performance énergétique : soit 12,8 W/m².

1re amélioration

Des luminaires performances remplacent les luminaires de base. Dans ce cas, on applique la flexibilité totale : soit 9,5 W/m².

2e amélioration

On applique une stratégie de zonage par le placement intelligent de commande d’éclairage.

3e amélioration

L’emplacement et le nombre de luminaires sont optimisés selon le principe de flexibilité raisonnée : soit 5,5 W/m².

4e amélioration

Une détection de présence permet encore d’optimaliser le temps d’allumage des luminaires en fonction de l’occupation réelle des locaux.

5e amélioration

Enfin, une sonde de luminosité adaptera le niveau d’éclairement des luminaires. Le réglage des niveaux d’éclairement sera différentié en fonction de la position des luminaires par rapport à la baie vitrée.

Bilan en énergie finale

L’énergie finale représente l’énergie indiquée sur la facture électrique. L’analyse du diagramme suivant montre que les consommations spécifiques annuelles passent de 35 à 8 kWh/(m².an) lorsque l’on passe d’un système d’éclairage peu performant à un système performant, ce qui représente une réduction des consommations de l’ordre de 78 %.

Bilan en énergie primaire

Au niveau de l’énergie primaire, l’amélioration est encore plus notoire sachant que pour l’électricité, le facteur de conversion d’énergie finale en énergie primaire est de 2,5 (1 kWh électrique consommé au niveau du bâtiment représente 2,5 kWh consommé par la centrale électrique (valeur de référence de la CWAPE).

Pour un bâtiment de type passif, l’éclairage représentant 40 % des consommations énergétiques primaires, une réduction de 78 % de la consommation énergétique d’éclairage représente 31 % de réduction de la consommation énergétique primaire du bâtiment ; ce qui est énorme !

La réduction en émission de gaz à effet de serre (CO2) agit dans les mêmes proportions que celle en énergie primaire.

Comme la tendance est à améliorer drastiquement la qualité de l’enveloppe des bâtiments (isolation des parois, remplacement des vitrages par des doubles vitrages à basse émissivité ou triples vitrages, placement de récupérateur sur l’air extrait, …), le soin à apporter  au système d’éclairage représente en enjeu majeur.

Bilan financier

Les temps de retour simples sur investissement sont assez intéressants tout en sachant que l’évolution des prix du matériel et de l’énergie est très « volatile ».

Author Image Posted By : 25 Sep, 2007

Choisir l’emplacement des luminaires dans les bureaux

Bureau individuel

 

Ces bureaux ont en général 5 à 7 m de profondeur et jouissent d’un éclairage naturel qui peut être abondant. Ils peuvent se passer d’éclairage artificiel durant un grand nombre d’heures.

Afin de limiter les problèmes d’éblouissement et de reflets sur les écrans d’ordinateur, il est conseillé de placer la table de travail perpendiculairement aux fenêtres. Vu que la plupart des luminaires actuels ont des angles de défilement bien contrôlés dans toutes les directions, ils pourront être placés en deux rangées  perpendiculaires ou parallèles à la baie vitrée.

Comme l’apport d’éclairage naturel est généralement important, et bien que ces bureaux ne soient pas très profonds, il est intéressant de pouvoir commander les deux rangées de luminaires séparément l’une de l’autre afin de pouvoir dimmer le luminaire côté fenêtre.

Bureau de groupe

 

Un bureau de groupe est occupé par 5 à 10 personnes. Les places de travail peuvent être arrangées afin que les lignes de vision des personnes soient parallèles aux fenêtres et que la lumière naturelle provienne de leur gauche pour les droites et vice versa pour les gauchers. La position des places est donc souvent figée.

La distribution classique des luminaires en rangées parallèles à la fenêtre permet de tenir compte des apports de lumière naturelle (si la modulation des faux plafonds permet une telle répartition).

Une telle disposition des personnes et des luminaires peut paraître monotone mais elle a l’avantage de fournir une même qualité d’éclairement pour chacun sans nécessiter de dispositifs spéciaux contre l’éblouissement.

Bureau paysager

 

En général, c’est toute la largeur d’une aile d’un bâtiment qui est réservée à un bureau paysager.

Il bénéficie donc souvent d’éclairage naturel bilatéralement ou même trilatéralement. Cependant, leur profondeur et la présence de mobilier sont telles que certaines zones ne peuvent se passer d’éclairage artificiel.

Pour éviter la monotonie d’un tel espace, on peut éclairer différemment les zones de communication et les zones de travail.

Les zones de même activité seront regroupées et disposeront d’une commande d’éclairage spécifique.

Les luminaires peuvent également être gérés en groupes différents en fonction de l’apport d’éclairage naturel et d’un zonage d’activité.

Il est également important de veiller au confort psychologique en créant une zone de travail agréable et personnelle pour chaque individu en utilisant, par exemple, des luminaires d’appoint ponctuels.

Author Image Posted By : 25 Sep, 2007

Choisir les lampes

Choisir les lampes

Les lampes à rejeter !

Les lampes à incandescence et les lampes halogènes énergivores :

  • très mauvaise efficacité lumineuse ;
  • durée de vie faible.

Les lampes à vapeur de mercure haute pression

  • mauvaise efficacité lumineuse ;
  • mauvais rendu des couleurs ;
  • altération de la température de couleur en cours d’exploitation.

Les lampes fluorescentes de mauvaise qualité (IRC < 70). P.ex.la teinte 640, 630 …

Notons que l’Europe a pris les choses en main et par différentes directives impose le retrait progressif du marché des lampes les moins efficaces !

Critères de choix des lampes

Le confort lumineux impose un choix de lampe associée à son luminaire qui permet de maîtriser le niveau d’éclairement, l’éblouissement, l’uniformité, … et ce de manière à se conformer aux normes NBN EN 12464-1 et NBN EN 12193. Pour respecter le confort lumineux, quelle que soit la volumétrie du local, le concepteur devra trouver un savant compromis entre le nombre de luminaires, leur puissance, leur coût, leur efficacité énergétique, … Il devra aussi tenir compte d’un indice de rendu des couleurs (IRC) à assurer, de la stratégie de maintenance, de la durée de vie des lampes, leur capacité à dimmer leur flux en fonction de l’apport de lumière naturelle et à accepter un nombre d’allumages/extinctions adapté à l’usage, …

Techniques

 pour connaitre les différents types de lampes : cliquez-ici !

Données

 pour visualiser un récapitulatif des caractéristiques des différentes lampes, cliquez-ici !

Choix en fonction de la hauteur du local

La hauteur du local va influencer le choix de lampe, c’est une évidence ! Mais il ne faut pas perdre de vue que la lampe est toujours associée à un luminaire. Dissocier les deux n’est pas envisageable dans un projet de conception/ rénovation.

Cependant, un premier tri de lampe s’impose en fonction de la hauteur du local. En effet, toutes les lampes ne sont pas à même de donner un niveau de flux adéquat :

  • Les lampes à flux lumineux important (à puissance élevée) équiperont les luminaires des locaux de hauteur importante (de l’ordre de 6 à 12 m).
  • À l’inverse, les lampes à flux lumineux réduit ou basse puissance équiperont les luminaires des locaux de hauteur normale (de l’ordre de 1 à 6 m).

Pour les hauteurs inférieures à 7m

La plupart des lampes à flux lumineux modéré conviennent pour les locaux à hauteur classique.

Lampes fluorescentes

Pour rappel, les lampes fluorescentes sont le plus souvent recommandées, du fait :

Photo lampes fluorescentes.

Les systèmes d’éclairage à LEDs

Les systèmes d’éclairage à LEDs envahissent de plus en plus le secteur tertiaire sachant que leur efficacité énergétique se rapproche de celle des lampes fluorescences. On les choisira principalement pour :

  • leur efficacité énergétique certaine ;
  • leur rendu de couleur acceptable ;
  • leur durée de vie très importante.

La technologie LED est en constante évolution et inonde le marché de l’éclairage. On estime que les lampes LED prendront de l’ordre de 80 % du marché à moyen terme. Les seuls freins actuels dans le choix de cette source lumineuse sont naturellement :

  • l’absence de normalisation qui empêche les comparaisons.
  • Une qualité très différentes d’une référence à l’autre.

Pour les hauteurs supérieures à 7 m

Dans les locaux de grande hauteur (à partir de 7 – 12 m), on utilise généralement des lampes à décharge sodium HP ou halogénure et iodure métallique. Ce type de lampes est mis en compétition avec, devinez… , les tubes fluorescents et les LEDs !

Lampes à vapeur de sodium ou halogénure métallique ?

Lampes à vapeur de sodiumLampes à halogénure métallique.

Les lampes à vapeur de sodium haute pression ou à vapeur d’halogénure métallique fournissent un flux lumineux par lampe important (jusqu’à 200 000 lm). Elles permettent ainsi d’obtenir un éclairement suffisant avec un nombre réduit de luminaires. Néanmoins, il faut être particulièrement attentif :

  • à leur emplacement vu les risques d’éblouissement que représentent ces lampes,
  • aux ombres portées,
  • à l’uniformité des niveaux d’éclairement (moins de lampes sur la surface à éclairer).

On retiendra encore que vu le faible nombre de points lumineux à installer, la maintenance des lampes à décharge sera plus rapide, ce qui peut représenter un facteur non négligeable dans un local où les plafonds sont hauts et donc peu accessibles.

Lampes fluorescentes

Lampes fluorescentes

Les progrès réalisés par certains constructeurs sur des luminaires équipés de lampes fluorescentes (de 2 à 4 lampes) pour des hauteurs supérieures à 7 m sont assez spectaculaires.
Ces types de luminaires sont équipés, par exemple, de lampes fluorescentes 4 x 80 W en tube T5 pour des hauteurs d’atelier pouvant aller jusqu’à 12 m avec une efficacité énergétique de ≤2.5 W/m².

Exemple

Pour un atelier de l’ordre de 7 m de haut, vaut-il mieux prévoir de l’équiper de luminaire à lampe aux halogénures métalliques ou à tubes fluorescents ?


Luminaire
à lampe aux halogénures métalliques.


Luminaire
à tubes fluorescents.


Luminaire
à lampe aux halogénures métalliques.


Luminaire
à tubes fluorescents.

Pour en savoir plus sur l’étude de cas, cliquer ici !

On voit tout de suite que :

  • L’installation d’éclairage équipée de lampes aux halogénures métalliques nécessite moins de luminaires pour atteindre le niveau d’éclairement moyen requis. Par contre, l’uniformité sera moins bonne (les alternances taches claires et taches sombres sont plus visibles).
  • Mais les lampes à décharge haute pression ne sont pas dimmables (du moins sans problème) et donc dans le cas d’un apport important de lumière naturelle, il est recommandé d’utiliser des systèmes d’éclairage dimmables (fluorescentes ou LEDs).

Éclairage ponctuel proche du plan de travail

Étant donné ses nombreux avantages, le luminaire équipé d’une lampe fluorescente doit donc souvent être préféré.

Éclairage local de bureau

Photo lampe fluocompacte.

Lorsque l’on désire un éclairage ponctuel, la lampe fluocompacte (à ballast électronique séparé) est largement préférable à la lampe à incandescence traditionnelle ou halogène. Malgré son prix plus élevé, la lampe fluocompacte permet, sur une durée de fonctionnement de 10 000 heures, d’économiser de 20 à 125 € par lampe (selon la puissance installée) par rapport au placement d’une lampe à incandescence.

Éclairage de décoration et d’accentuation

lampe à vapeur d'halogénure métallique.lampe à vapeur d'halogénure métallique.

La lampe à vapeur d’halogénure métallique de faible puissance (20 à 150 W) est compacte et sa lumière se laisse facilement focaliser. Si un flux lumineux élevé par unité est requis, elle est une alternative efficace à la lampe à incandescence et à la lampe halogène pour l’éclairage de décoration, par exemple dans les halls d’accueil et les salles d’exposition. Des luminaires indirects équipés de lampes à vapeur d’halogénure métallique de puissance moyenne (150 W, 250 W) réalisent une économie d’énergie de 70 % par rapport aux lampes halogènes.

Éclairage d’un tableau ou de documents affichés sur les murs

Photo éclairage tableau.

Source : Etap.

Un éclairement suffisant sur le tableau  ne pourra être obtenu que par un éclairage spécifique.
Pour obtenir un éclairage uniforme sur le tableau, le tube, de par sa forme allongée, est le plus adéquat. Les lampes fluocompactes  peuvent aussi convenir, mais on obtiendra plus facilement des « ronds » de lumière et l’éclairage sera donc moins uniforme.

Exemple.

Une classe est éclairée par :

  • éclairage général : 9 luminaires basse luminance de 2 x 36 W chacun,
  • éclairage du tableau : 3 luminaires asymétriques de 50 W chacun.

L’éclairement moyen mesuré dans la classe est de 420 lux pour une puissance d’éclairage général de 9 W/m². Le niveau d’éclairement du tableau, lorsque son éclairage spécifique est allumé, est de 436 lux. Lorsque l’on se contente de l’éclairage général, le niveau d’éclairement moyen du tableau est de 99 lux, ce qui est nettement insuffisant.

Choix en fonction de l’éclairage naturel

Photo magasin avec éclairage naturel.

Source : Philips.

Dans les locaux qui ont accès à la lumière naturelle (présence de baie vitrée), le choix de lampe tiendra compte de la compatibilité avec le « dimming » en vue d’adopter une gestion du flux lumineux en fonction de la lumière naturelle.

Les lampes facilement dimmables

Le choix des lampes fluorescentes (type tube fluo) et les LEDs sera intéressant pour réaliser un dimming efficace en fonction du niveau d’éclairage naturel dans le local concerné.

Les lampes fluocompactes

Mis à part les lampes fluocompactes à 4 pin avec ballast électronique, ce type de lampe à 2 pin et à visser ne peuvent pas être dimmée de manière efficace.

Les iodures et halogénures métalliques

Ce type de lampe ne peut être dimmé au maximum qu’à 50 % (et souvent il y des problèmes de changement de couleur (collor shift) dans le cas de dimming. Si les baies vitrées sont de grandes tailles, le choix des lampes à iodure ou halogénure métallique ne sera pas judicieux.

Choix en fonction du temps de fonctionnement et de la fréquence d’allumage/extinction

Locaux à temps d’occupation prolongé

Comme son nom l’indique, ce type de local accueille des occupants pendant un temps suffisamment long pour envisager un choix de lampes qui ne supportent pas trop les temps courts de fonctionnement et les fréquents cycles d’allumage/extinction. En effet, elles ont besoin d’un certain temps pour chauffer et stabiliser leur flux lumineux. Enfin, les cycles fréquents d’allumage/extinction réduisent leur durée de vie.

On pointera les locaux comme les bureaux, les classes de cours, les salles de réunion, les salles de sports, …

Pour un temps de fonctionnement prolongé avec un nombre restreint de cycle d’allumage extinction, les lampes suivantes conviennent bien :

Locaux à temps d’occupation sporadique

On retrouve des locaux comme les archives, les espaces techniques, …  Pour ce type de local, pratiquement toutes les sources lumineuses énergétiquement efficaces conviennent puisque le nombre d’allumage et d’extinction est faible au cours du temps. Ce constat s’appuie aussi sur le fait que ces locaux n’ont pas d’accès à la lumière naturelle et ne nécessitent pas de sources lumineuses « dimmables ». Dans ce cas bien précis, ce sera surtout l’aspect financier qui prévaudra.

Locaux où l’allumage et l’extinction de l’éclairage sont fréquents

On regroupe ici toutes les circulations et les locaux sanitaires. Pour un nombre d’allumage et d’extinction important, les lampes fluorescentes à ballast électroniques et les LEDs conviennent parfaitement.

Choix en fonction de l’IRC et de la température de couleur

Le rendu des couleurs

Pour certaines tâches où la reconnaissance des couleurs est importante, on prendra en compte le paramètre de rendu de couleur. Dans les commerces, cette caractéristique (qualité de la lumière produite) est primordiale et peut être satisfaite avec l’emploi de produits efficaces (autre qu’incandescente) ! Dans d’autres pièces, comme les circulations, cette donnée aura moins d’importance.

La norme EN 12464-1 définit, pour chaque tâche ou local, une valeur de l’indice de rendu de couleur (IRC ou Ra).

Le prix d’achat domine souvent lors du choix du tube fluorescent, choix qui se fait alors sans trop tenir compte du rendu des couleurs.

Les tubes dits « standards » (type 29, 33, 129, 133, 20 ou 30 = anciens codes – ou encore 640,630 …selon les marques) sont nettement moins chers à l’achat que les tubes « type » 830 ou 840. Ils présentent cependant deux inconvénients :

  • un  indice IRC ou Ra réduit, souvent incompatible psychologiquement avec le travail de bureau, mais suffisant pour des circulations (IRC de classe 3 (IRC entre 40 et 60)) ;
  • une efficacité lumineuse inférieure.

Les tubes standards seront donc à éviter. Dans la pratique, on peut choisir des lampes 830 – 840 dans toutes les situations standards. Cela uniformise les ambiances et facilite la maintenance.

À l’opposé, des lampes à rendu de couleur supérieur (IRC > 90) sont réservées aux magasins de mode, musées, laboratoires ou industries où la fidélité des couleurs est primordiale. Ces lampes sont nettement plus chères et ont généralement une mauvaise efficacité lumineuse.

La température de couleur

La température de couleur de la lampe influence l’impression de confort visuel de l’œil.
La norme EN 12464-1 laisse une certaine latitude quant au choix de la température de couleur des lampes.

Température de couleur.Température de couleur.

La température de couleur d’une lampe fluorescente est indiquée sur la lampe ou dans le catalogue des fabricants.
En pratique, on choisira :

  • Des teintes froides (Tc = 4 000 K) dans les locaux de travail où les lampes sont utilisées en journée, en complément à la lumière naturelle.
  • Des teintes chaudes pour l’éclairage des habitations ou assimilées.
  • Des teintes froides pour des éclairements élevés ou dans des climats chauds.
  • Des teintes de couleur très froides (température de couleur > 5 000 K), appelées également « lumière du jour » dans les locaux aveugles. En effet, proches de la lumière naturelle, elles ont un effet favorable sur le bien-être des occupants.

Il faut éviter l’utilisation simultanée des teintes froides et des teintes chaudes, ce qui gêne l’adaptation chromatique de l’œil et crée des perturbations visuelles. Ainsi, lorsque les locaux ont un apport important de lumière naturelle, la tendance sera de choisir une température de couleur plus élevée pour éviter de trop grandes différences entre l’éclairage artificiel et naturel.

Dans les locaux où il n’y a pas d’apport de lumière naturelle, la lumière dynamique peut simuler la teinte de la lumière du jour (évolue dans le courant de la journée).

Le spectre lumineux

Les tubes fluorescents présentent une gamme très étendue en termes de température et de rendu des couleurs, ainsi qu’en termes de spectre lumineux. Les fabricants reprennent dans leur catalogue le type d’application de leurs lampes. Cela permet de vérifier si le choix réalisé correspond bien à sa situation propre. Il existe par exemple des lampes pour boucherie qui ont pour but d’accentuer la couleur rouge de la viande.

Données

 pour connaitre les caractéristiques générales des différents types de lampe : cliquez ici !

Choix en fonction de l’efficacité énergétique et du prix de revient

Toutes les lampes ne sont pas égales du point de vue de l‘efficacité énergétique et « fonctionnelle » (durée de vie moyenne, utile, …). Le choix entre les différents types dépendra aussi du prix de revient de l’installation, c’est-à-dire de l’investissement (lampes et luminaires), de la consommation des frais de maintenance, de la durée de vie et du nombre d’allumages/extinctions autorisés. En effet, il ne suffit pas de choisir une lampe efficace, mais impayable.

Schéma durée de vie.

Données

pour connaitre les caractéristiques générales des différents types de lampe : cliquez ici !

Remarque : l’Europe, via ses directives, a entrepris la labellisation des différentes lampes, ce qui permet de comparer plus aisément l’efficacité de différentes lampes. Pour en savoir plus, cliquez ici.

Exemple de calcul par rapport à l’exploitation.

Voici le coût des différentes lampes envisageables dans des ateliers de grande hauteur. Ces coûts sont établis au départ d’une liste de prix d’un fabricant. Ils regroupent le coût d’achat des lampes et le coût de la consommation (ici pris égal à 11 c€/kWh), pour la fourniture d’environ 200 000 lm, pendant 30 000 heures.

On ne tient pas compte ici,

  • du coût des luminaires,
  • du rendement du luminaire,
  • ni de la perte supplémentaire d’efficacité lumineuse due au ballast.

Remarque.

On se doute que les valeurs reprises dans le tableau sont purement théoriques. En effet, on se rend bien compte, qu’à dimensions de local égales, l’uniformité obtenue avec 4 lampes sodium HP de 400 W, par rapport à 38 lampes fluorescentes de 58 W, est nettement inférieure.

Type
de lampe		 Tube fluorescent
58 W		 Sodium haute pression
250 W		 Sodium haute pression
400 W		 Sodium haute pression confort
250 W		 Sodium haute pression confort
400 W		 Halogénure métallique
250 W		 Halogénure métallique
400 W
Efficacité
énergétique
(lm/W), auxiliaires compris		 90 108 120 88 93 76 88
Puissance
installée
(W)		 38 x 58 7 x 250 4 x 400 10 x 250 6 x 400 12 x 250 6 x 400
Durée
de vie utile (h)		 16 000 16 000 16 000 12 000 12 000 6 000 6 000
Coût d’achat unitaire (€) 6.6 53 56 55 60 57 57
Coût d’achat
(€)		 474

(71 lampes)

 689

(13 lampes)

 448

(8 lampes)

 1 350

(25 lampes)

 900

(15 lampes)

 3 420

(60 lampes)

 1 710

(30 lampes)
Coût de
consommation
(€)		 7 273 5 775 5 280 8 250 7 920 9 900  7 920
Coût total
(€)		 7 747 6 464 5 728 9 600 8 880 13 320 9 630
Conclusion

On se rend compte que les lampes à vapeur de sodium HP offre des avantages pour autant qu’il ne soit pas nécessaire d’obtenir un rendu de couleur élevé; ce qui est rarement le cas en éclairage intérieur (Ra de l’ordre de 80 dans la plupart des types de tâches). Pour rester dans des prix abordables en exploitation, la solution des luminaires équipés de lampes fluorescentes est intéressante.

Calculs

 Pour comparer plus précisément le prix de revient de plusieurs installations, en connaissant, le prix d’un luminaire (placement compris), le prix des lampes, le rendement du luminaire.
cliquez ici !

Données

 Pour connaître  et comparer les caractéristiques et les performances des différentes lampes,
cliquez ici !

Choix en fonction de la température ambiante du local

Le calcul du rendement d’une lampe s’effectue à température optimale. Ceci est particulièrement important dans le choix entre les lampes T8 et T5, par exemple. Sachant que les T5 atteignent leur flux lumineux maximum à 35 °C de température ambiante et les T8 à 25 °C, il est difficile, de déterminer quel type de lampe est à privilégier. En effet, selon que la valeur réelle de la température ambiante se situe plus vers 25 °C ou 35 °C le rendement lumineux chute de 10 % pour l’un ou pour l’autre des types de lampe.

En ce qui concerne les LEDs, celles-ci sont très sensibles à la température. C’est la température de jonction qui prévaut. Plus la température de la jonction est basse, meilleure est son efficacité lumineuse. Autrement dit, dans les ambiances froides comme les applications en froid alimentaire ou dans les locaux non chauffés, un système d’éclairage à LED convient bien.

Tableau récapitulatif des choix

Type
de lampe		 Efficacité lumineuse IRC Durée de vie Dimmable Insensibilité allumage/exctinction Prix Domaine d’application
Tube fluorescent +++/–* Bon à élevé +++/– Oui ++/– +

Éclairage général des commerces et bureaux, éclairage industriel, sportif.
Fluo-
compacte culot à visser		 +/– Bon – Oui certains produits spéciaux +/– ++

En substitution aux incandescentes.
Fluo-
compacte +culot à broche		 ++/- Bon à élevé – Oui ++/– ++

Éclairage domestique et tertiaire.
Halogénures métalliques +++/– Bon à élevé + Non – +/—

Éclairage tertiaire, accentuation dans les commerces, éclairage public, sportif et industriel.
Sodium
haute pression		 +++/– Moyen à bon ++/– Oui — +/–

Éclairage routier, industriel, horticole, des salles et terrains de sport.
Sodium
basse pression		 ++++ N. C. ++ Non — +/-

Éclairage autoroute.
LED +/— Bon +++ Oui ++ –

Éclairage domestique et tertiaire (couloir et sanitaire).

 * L’étendue des indicateurs illustre l’étendue des produits disponibles.

Données

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Choisir l’emplacement des luminaires dans les salles de sports

Règles particulières à 1 sport

Dans certains sports, certaines directions de vision se présentent plus fréquemment. On peut parler de directions principales et secondaires.

Il faudra veiller à limiter l’éblouissement en évitant un flux lumineux orienté dans la direction du regard principal.

Il faudra éviter de placer des luminaires inclinés en bout de terrain. Ceux-ci seront à proscrire s’il s’agit de lampes à décharge haute pression dont la luminance moyenne est 20 à 30 fois supérieure à celle des lampes fluorescentes.

Dans le cas d’une installation avec tubes fluorescents, on placera les luminaires parallèlement à la direction principale.

Dans le même but, la norme EN 12193 recommande :

Types de sport

Recommandations pour l’emplacement des luminaires
Badminton Aucun luminaire ne devrait se situer dans la partie du plafond située au-dessus de l’aire de jeu principale.
Nettball Aucun luminaire ne devrait se situer dans la partie du plafond comprise à l’intérieur d’un cercle de 4 m de diamètre centré au droit du panier.
Tennis Aucun luminaire ne devrait se trouver dans la partie du plafond située au-dessus du rectangle de marquage prolongé de 3 m derrière les lignes de fond.
Volley-ball Aucun luminaire ne devrait se situer au plafond, au moins dans la partie directement au-dessus de l’aire du filet.

L’Afe recommande de ne pas disposer une ligne de luminaires dans l’axe longitudinal d’une surface d’évolution. Il est conseillé de préserver une bande d’environ 6 m de large, centrée sur cet axe longitudinal.

La salle omnisports

Dans la salle omnisports, les appareils d’éclairage sont disposés en même temps pour différents terrains de sport dont les tracés au sol s’entremêlent.

Les luminaires seront donc répartis uniformément de manière à éclairer tous les terrains.
Pour éviter l’éblouissement direct, on évitera de placer des luminaires inclinés. Avec des lampes à décharge haute pression, l’inclinaison est tout à fait à proscrire.

Les directions principales des différents terrains peuvent être perpendiculaires entre elles. Il n’est donc pas possible d’éviter certains emplacements comme expliqué dans « les règles particulières à un seul sport ». On peut néanmoins privilégier certains terrains et respecter au mieux les règles pour ceux-ci.

Author Image Posted By : 25 Sep, 2007

Salles d’opération [éclairage]

Salles d'opération

Le niveau d’éclairement

Certaines caractéristiques de plaies et de tissus, bien que différentes par nature, ne se distinguent souvent, au niveau des contrastes de luminance, que par quelques points seulement, exprimés en pourcentage. Par conséquent, l’opérateur doit faire preuve d’une acuité visuelle particulièrement élevée, pour être sûr de reconnaître les infimes différences de luminosité.

Pour que l’œil puisse distinguer de très faibles nuances de luminosité, il faut d’une part un haut niveau de luminance d’environnement et un temps l’adaptation de l’œil assez long.

La figure montre l’évolution de l’acuité visuelle en fonction de la tâche visuelle et de la luminance des objets. La situation 3 représente la situation couramment rencontrée lors d’une opération. Une deuxième abscisse montre le niveau d’éclairement nécessaire pour atteindre ces luminances si le facteur de réflexion des objets est de 0,05 (tissus foncés). Ainsi pour que l’acuité visuelle puisse tendre vers un maximum, le niveau d’éclairement du champ opératoire doit souvent atteindre 100 000 lux.

Il n’est évidemment pas nécessaire de maintenir de tels niveaux d’éclairement dans l’ensemble de la salle d’opération. Cependant, on a vu que l’acuité visuelle maximum demande un temps d’adaptation assez long. C’est pourquoi, il est nécessaire de maintenir un éclairement suffisamment important sur les pourtours du champ pouvant être parcourus du regard par le chirurgien, pour éviter des troubles d’adaptation, dus à des différences de luminance trop marquées.

Les reliefs

La visualisation de la structure des tissus, des cavités étroites nécessite une lumière permettant de faire ressortir les reliefs peu prononcés. Cela sera possible grâce à un éclairage ayant à la fois une composante rasante et une composante perpendiculaire.

Le spectre et la couleur

L’interprétation de l’état du patient dépend fortement de la très bonne restitution des couleurs des plaies ou tissus.

Température de couleur de 4 500 K et  de 3 000 K.

La vision des couleurs dépend de la sensibilité de l’œil mais aussi d’une composition la plus homogène possible du spectre de la source lumineuse. La lumière idéale de ce point de vue est la lumière naturelle (IRC = 100, Température de couleur = 5 600 K). Les lampes émettant une lumière chaude (3 000 K env.) possède trop de jaune et de rouge, ce qui peut altérer la vision correcte en salle d’opération. Pour obtenir une lumière blanche, il faut une température de couleur supérieure à 4 500 K.

Les ombres

Les instruments, les mains ou la tête de l’opérateur peuvent masquer ou assombrir la lumière du champ opératoire. La manière la plus efficace pour supprimer de telles ombres portées consiste à doter l’éclairage opératoire d’une lumière inondant le champ selon un angle spatial le plus large.

Les rayonnements infrarouges

Pour empêcher le dessèchement des tissus, dû au rayonnement thermique émis par les lampes, il faut que la lumière émise comprenne le moins de rayonnement infrarouge possible. La suppression de ce rayonnement profite aussi à l’opérateur qui peut subir lors des longues interventions des contraintes thermiques au niveau de la tête.

Les reflets

Lorsque le diamètre du champ lumineux est trop important, il y a des risques d’éblouissement de l’opérateur par réflexion de la lumière sur des objets se trouvant en périphérie du champ opératoire. C’est pour cela qu’il faut limiter le diamètre du champ lumineux à 20 .. 35 cm.

Au sein de ce champ lumineux, la lumière sera considérée comme agréablement répartie si son intensité suit le profil suivant en fonction du rayon du faisceau lumineux.

Author Image Posted By : 25 Sep, 2007

Définir les objectifs à atteindre (check-list d’un cahier des charges)

Définir les objectifs à atteindre en rénovation éclairage (check-list d'un cahier des charges)

La rénovation de l’éclairage est programmée. Voici les points essentiels que doit contenir le cahier des charges établi par l’auteur de projet.

On sera attentif à 4 aspects du projet :

Les tableaux suivants reprennent la liste simplifiée des bons réflexes à acquérir.

Paramètres de dimensionnement

Exigences

Pour en savoir plus
Dans les différents locaux les zones de travail et zones environnantes immédiates doivent être définies de la façon la plus précise possible. La surface restante du local, diminuée des deux surfaces précédentes représente la zone de fond.
Le niveau d’éclairement moyen dans la zone de travail et au plan de référence doit être spécifié suivant la tâche exécutée.

Le niveau d’éclairement moyen dans la zone environnante immédiate et au plan de référence respectera la norme EN 12464-1, à savoir qu’il doit être diminué d’un facteur 1.5 à 1.66.

Données
Le facteur de maintenance choisi pour le dimensionnement doit être de 0,8 pour les installations où les luminaires sont équipés avec ballasts électromagnétiques et 0.9 avec ballasts électroniques.

Concevoir
L’uniformité d’éclairement :

  • dans la zone de travail doit être : Emin / Emoy > 0.4 à 0,7 ;
  • dans la zone environnante immédiate : Emin / Emoy > 0.4 ;
  • dans la zone de fond : Emin / Emoy > 0.1

Évaluer
Les coefficients de réflexion des parois sont les plus proches possibles des caractéristiques réelles du local. On prendra les valeurs par défaut recommandées.

Concevoir
Dans la plupart des cas, la puissance  spécifique (perte ballast comprise) ne peut dépasser :

1,5 W/m²/100 lux dans les bureaux, classes et salles de réunion

2,5 – 3 W/m²/100 lux pour les pièces plus spécifiques (salle de sport,..)

Evaluer

Choix de matériel

Exigences

Pour en savoir plus
Les lampes dites à usage domestique (émettant moins de 6 500 lm) dispose d’un label « Énergie ».
Le choix de la lampe tient compte aussi de l’indice de rendu de couleur Ra défini dans les normes en fonction de la tâche ou du local considéré.

Théories
L’auteur de projet est en mesure de calculer et de fournir la valeur de l’UGR des luminaires choisis pour l’implantation considérée.

Théories
Les luminaires sont équipés d’optiques réfléchissantes et ont un rendement minimum de 70 %.

Concevoir
Pour éviter les éblouissements directs dans les locaux, les luminaires ont les caractéristiques suivantes :

Luminance de la lampe
kCd/m2		 Angle maximum de défilement

20 à < 50

15°

50 à < 500

20°

>= 500

30°

Pour éviter les éblouissements  indirects dans les locaux équipés d’écran de visualisation, les luminaires ont les caractéristiques suivantes :

État de luminance élevé de l’écran Écran à haute luminance

L > 200 cd•m-2

 Écran à luminance moyenne

L ≤ 200 cd•m-2
Cas A
(polarité positive et exigences normales concernant la couleur et le détail des informations affichées, comme pour les écrans utilisés dans les bureaux, pour l’éducation, etc.).		 ≤ 3 000 cd/m² ≤ 1 500 cd/m²
Cas B
(polarité négative et/ou exigences plus élevées concernant la couleur et le  détail des informations affichées, comme pour les écrans utilisés pour le contrôle des couleurs en conception assistée par ordinateur etc.).		 ≤ 1 500 cd/m² ≤ 1 000 cd/m²

Concevoir
Dans les halls de moins de 7 m de haut, les sources lumineuses  sont des tubes fluorescents ou des LEDS de type 830 ou 840 (température de couleur comprise entre 3 000 et 4 000 K, indice de rendu des couleurs compris entre 80 et 90).

Concevoir
Dans les halls de plus de 7 m de haut, les lampes sont de type tube fluorescent, aux halogénures métalliques ou au sodium haute pression.

Concevoir
Les ballasts seront de type électronique avec préchauffage et d’une catégorie énergétique (EEI Energy Efficiency Index) inférieure à la catégorie A3 définie dans la directive 2000/55/CE.

Concevoir
Les luminaires sont protégés contre la production d’interférences électriques : ils sont marqués ou certifiés ENEC.

Concevoir
Les luminaires ont un degré de protection électrique minimum de classe I.

Concevoir
Dans les ambiances poussiéreuses et humides, les luminaires doivent avoir un degré de protection minimum IP56.

Concevoir
En cas de risque de choc, les luminaires doivent avoir une résistance minimum de 5 joules (IK08).

Concevoir
Des –luminaires doivent être utilisés dans les ambiances explosives.

Concevoir

Systèmes de commande et de gestion

Exigence

Pour en savoir plus
Chaque local doit disposer d’une commande d’allumage propre.

Concevoir
Dans chaque local, la rangée de luminaires la plus proche des fenêtres doit pouvoir être commandée séparément et dimmée en fonction de la lumière naturelle.

Concevoir
La détection d’absence (détecteur de mouvement) combinée à un bouton poussoir d’allumage manuel volontaire est une solution énergétiquement intéressante d’un point de vue gestion de présence.

Concevoir

Recommandations de bonne pratique

Exigences

Pour en savoir plus
Les éléments du luminaire seront faciles d’accès pour l’entretien (accès aux composants électriques, démontage des optiques,…). Pour les halls de grande hauteur, des dispositifs de suspension spéciaux peuvent être prévus pour faciliter la maintenance (treuil, …).

Concevoir
Chaque zone d’activité doit posséder sa commande d’éclairage propre.

Concevoir
Les activités secondaires demandant moins d’éclairage (gardiennage, entretien, …) peuvent disposer d’une commande d’éclairage propre (commandant 1 luminaire sur 3, par exemple).

Concevoir
L’ensemble de l’installation peut être raccordé sur un programmateur horaire avec possibilités de dérogation locale et retour au mode automatique après une certaine période.

Concevoir
Les locaux à occupation intermittente et non programmable (circulations, entrepôts, …) peuvent être équipés de détecteur de présence.

Concevoir
La couleur des parois du local doit être claire.

Concevoir

Une check-list énergétique est mise à disposition du maître d’ouvrage afin de clarifier les demandes de performance énergétique en conception et/ou en rénovation de bâtiments.

Author Image Posted By : Energie-Plus 25 Sep, 2007

Choisir l’emplacement des luminaires – règles générales

Objectif

Règles
Limiter l’éblouissement direct

Grâce aux ventelles, l’angle de défilement transversal est souvent plus grand que l’angle de défilement longitudinal. Il est donc généralement plus facile de prévenir l’éblouissement en plaçant les luminaires longitudinalement par rapport à l’axe du regard.
Limiter les réflexions sur le plan de travail  Respecter une zone interdite située au-dessus du plan de travail.

Cela revient souvent à placer les luminaires en rangées parallèles de part et d’autre du plan de travail plutôt qu’au-dessus.
Éviter les zones sombres le long des fenêtres le soir Un mur réfléchit la lumière, curieusement, un vitrage l’absorbe. La rangée de luminaires le long des fenêtres doit donc être proche de celles-ci pour compenser les pertes de lumière au travers des vitrages (le placement de rideaux peut jouer un rôle semblable).
Éviter les ombres gênantes Favoriser l’éclairage provenant de la gauche (pour les droitiers) et du dessus, mais avec un appoint venant de la droite pour éviter les ombres trop agressives.
Valoriser les apports en éclairage naturel ou les zones de besoins différents Placer les luminaires par zone de besoins différents (zone de circulation, de rencontre, de travail, zone façade, …) avec des commandes dédiées.
Assurer une uniformité correcte Respecter un écartement des luminaires fonction de la hauteur de montage et de la distribution lumineuse des luminaires. Certains fabricants peuvent fournir des tableaux qui illustrent pour un luminaire donné l’uniformité moyenne obtenue en fonction du rapport e (écartement entre les luminaires) / hu (distance entre le luminaire et le plan de travail.

Extrait de catalogue.

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