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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Archives pour la catégorie Eclairage

Image de l’auteur/autrice Publié par : 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 : 

Image de l’auteur/autrice Publié par : 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.

Image de l’auteur/autrice Publié par : 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 ».

Image de l’auteur/autrice Publié par : 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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