Constats

Un éclairage enclenché dans un local inoccupé ou encore en présence d’un éclairement naturel abondant est un gaspillage évident. Quelque soit l’usage du bâtiment, les exemples sont fréquents :

Dans les bureaux, des études, menées en Suisse et en Allemagne, ont montré que :

• Les luminaires sont enclenchés durant 60 % des heures de travail.

• La majorité des utilisateurs enclenche les luminaires en arrivant au travail. C’est le service de nettoyage qui les éteint en fin de journée.

• Lorsque des luminaires sont regroupés en deux zones à commande distincte (zone fenêtre et zone fond du local), le taux d’utilisation de tous les luminaires reste pratiquement identique. Ceci signifie que les utilisateurs prennent très peu attention aux apports d’éclairage naturel.

Dans les écoles, des constats similaires sont courants :

• L’éclairage reste allumé lorsque la classe est inoccupée : récréation, temps de midi, …

• Dans la classe, l’éclairage reste allumé même lorsque l’éclairage naturel est abondant. Par exemple, pour satisfaire les rangées les plus éloignées des fenêtres, toute la classe doit être éclairée car la commande de l’éclairage est unique.

• Dans une classe à aménagement variable, on ne peut pas commander l’éclairage en fonction de la zone d’occupation.

• Le tableau ne possède pas d’éclairage indépendant de l’éclairage général. Un éclairage spécifique au tableau est non seulement important pour le confort des élèves mais peut entraîner une économie d’énergie. L’expérience montre en effet que, pour compenser un niveau insuffisant de l’éclairage naturel du tableau, l’éclairage général de la classe est utilisée… Pire : en cas de reflets sur le tableau non résolus par un éclairage spécifique, on ferme les tentures du local et on allume l’éclairage artificiel … en présence d’un éclairage naturel suffisant !

• Dans les couloirs, l’éclairage artificiel est allumé le matin et le reste … alors qu’il n’y a plus personne ou que l’éclairage naturel suffit.

Explications

Plusieurs raisons peuvent expliquer ces attitudes :

• L’indifférence face au problème de l’énergie.

• L’utilisation de luminaires basse luminance ne crée plus de points lumineux dans le champ de vision, il faut lever la tête pour s’apercevoir qu’une lampe est allumée.

• Le contraste élevé entre le niveau d’éclairement naturel (2 000 à 4 000 lux) et le niveau d’éclairement artificiel (300 à 500 lux) : lorsque l’éclairage naturel prend la relève de l’éclairage artificiel, il l’occulte par son intensité beaucoup plus élevée.

• Un système de gestion inefficace (centralisation sans zonage différencié).

S’il apparaît que certains locaux sont éclairés complètement

• alors que l’éclairage naturel est suffisant (bureaux, couloirs vitrés, …),

• alors qu’ils sont inoccupés (sanitaires, salles de réunion, couloirs, cage d’escalier…),

• alors qu’une partie seulement du local est utilisée (bureaux paysagers, …),

• alors que l’activité secondaire qui s’y déroule pourrait demander un éclairement moindre (nettoyage, gardiennage, …),

Il faut se demander si les occupants disposent de commandes permettant

• D’enclencher l’éclairage par poste de travail, par local individuel ou par zone de même tâche.

• D’enclencher partiellement l’éclairage en fonction de la distance aux fenêtres (et de la profondeur du local) ou de la zone d’activité.

• d’éteindre automatiquement l’éclairage dans les locaux utilisés pour une courte durée : circulations (couloirs, halls, escaliers), dépôts, sanitaires, salles de réunion, etc., …

• d’éteindre automatiquement l’éclairage en dehors des heures de travail.

• dans certains cas (commerce par exemple),  de couper une partie de l’éclairage (l’éclairage d’accentuation, un luminaire sur deux, …) quand l’activité change (vente -> nettoyage).

L’éclairage reste-t-il allumé durant la journée ?

• Si l’allumage est manuel, l’adaptation à cet horaire variable risque d’être liée à un horaire de travail fixe (on allume en partant le soir et éteint le matin en arrivant).

• Une cellule crépusculaire peut commander l’allumage et l’extinction. Il faut cependant vérifier que son comportement soit correct. Un encrassement avancé peut l’empêcher de détecter correctement la venue du jour.

• Une simple horloge peut limiter les horaires de fonctionnement.

• Dans certains cas (lieux de passage par exemple), un détecteur de présence peut être utile.

• Le raccordement au réseau d’éclairage public permet un fonctionnement automatique à horaire variable grâce aux signaux d’allumage/extinction diffusés par le distributeur électrique.

Une valeur de référence

Actuellement, un éclairage performant fournit un éclairement de 100 lux avec une puissance installée (y compris la puissance des auxiliaires éventuels) inférieure à :

• 1.5 à 2 W/m².100 lux  pour les bureaux, écoles, ateliers,…
• 3.5 W/m².100 lux pour les commerces
• 0.5 W/m².10 lux en éclairage extérieur

Cette valeur dépend évidemment de la forme de la pièce et de la couleur des parois.

Ainsi, un éclairage correct fournit un éclairement de 400 lux (par exemple pour une classe) avec une puissance installée (y compris les auxiliaires éventuels) de : 7,5 … 10 W/m² au sol .

Il n’est pas rare de rencontrer dans les anciennes installations une puissance installée supérieure à 25 W/m², pour un niveau d’éclairement identique.

Calcul de la puissance spécifique

Note : la valeur de la puissance spécifique est à calculer sur toute la surface du local (sans déduction de la zone périphérique (la zone périphérique – souvent un pourtour de 0,5 m où se trouvent les armoires – peut être appliquée pour le calcul de niveau d’éclairement).

Si la valeur de la puissance spécifique est fortement supérieure aux valeurs ci-dessus, une rénovation de l’installation d’éclairage dans un but de rentabilité financière sera à envisager. A remarquer, cependant, que la rentabilité financière reste une notion aléatoire en fonction de la fonction des bâtiments.

Cette étude de rentabilité tiendra notamment compte du temps de fonctionnement des lampes. En première approximation, on considérera rentable un remplacement si les puissances installées sont :

• proche du double des valeurs de référence pour des durées d’utilisation annuelle moyenne de 2 000 h/an ;
• proche du quadruple pour des durées d’utilisation annuelle moyenne de 1 000 h/an.

1er indice : des lampes peu performantes

Pour 1 Watt de puissance électrique, le flux lumineux délivré diffère en fonction du type de lampe.

Les anciennes lampes à incandescence ont ainsi un rendement lumineux (W/lumen)  nettement inférieur aux lampes fluorescentes. (La présence d’un réflecteur interne diminue encore ce rendement).

Parmi les lampes fluorescentes, les tubes de 38 mm de diamètre (ancienne génération) ont un rendement de 50 % inférieur aux tubes de 26 mm ou de 16 mm (nouvelle génération). Les tubes fluorescents à allumage rapide, dits « rapid start », ont également un mauvais rendement. Ces derniers sont reconnaissables à la bande métallique se trouvant tout le long du tube.

Autrement dit, pour délivrer un même flux lumineux de 2 200 lm, il faudra un tube fluorescent (Ø 16 mm) de 21 W ou une lampe à incandescence de 150 W !!!!

Les lampes à  faible efficacité lumineuse

La lampe à incandescence et la lampe halogène.

 Lampes performantes

Les tubes fluorescents, les fluocompactes , l’Halogénure métallique et le Bulb LED.

Note : les fluocompactes et bulbs LED à auxiliaires intégrés (p.ex. socket E27) ont un rendement de +/- 50 lm/W et donc pas très élevé. (par rapport aux lampes fluorescentes et halogénures métalliques avec un rendement de +/- 100 m/W).

2ème indice : des luminaires peu performants

Mauvais contrôle de la lumière

Le rendement d’un luminaire est mauvais lorsqu’une partie importante de la lumière émise par la lampe est absorbée par :

• le plafond,
• le réflecteur,
• les ventelles,
• le diffuseur.

Absence de réflecteur (tube nu)
pertes = 50 %.

Réflecteur peint (blanc…)
pertes = 50 %.

Diffuseur en micro-grille
pertes = 75 %.

Diffuseur prismatique
pertes = 60 %.

Diffuseur opalin
pertes = 70 %.

Luminaire indirect
pertes = 50 %.

Notons aussi que le luminaire perd en efficacité s’il est disposé ou dirigé hors de la zone à éclairer.

En éclairage extérieur, les luminaires considérés comme éblouissants, c’est-à-dire ne contrôlant pas la diffusion de la lumière, sont aussi ceux qui ont le plus mauvais rendement :

Absence de réflecteur, diffuseur opalin.

Lampes moins adaptées

Un même luminaire peut parfois être équipé de différents types de lampes. Or, le type de lampe peut parfois affecter le rendement du luminaire.

3ème indice : des ballasts peu performants

Les ballasts traditionnels ou électromagnétiques (appelés aussi inductifs) ont une consommation équivalente à 20 % de la consommation de la lampe fluorescente. Cette consommation est de 14 % pour les ballasts électromagnétiques « faibles pertes ».

Quant aux ballasts électroniques, ils ont des faibles pertes (de l’ordre de 10 % de la puissance de la lampe) et même avec certaines lampes fluorescentes ils sont en mesure de diminuer la puissance de celles-ci en améliorant leur efficacité énergétique. Attention, l’utilisation de ballasts électroniques est cependant délicate dans les locaux équipés de matériels électroniques de mesure (laboratoire, hôpital,…).

Enfin, les ballasts gradables ou dimmables intégrés dans un système d’éclairage régulé tenant compte de l’apport de lumière naturelle peuvent contribuer à réduire encore leur perte de manière fictive. Les chiffres annoncés par certains constructeurs sont à considérer au cas par cas au niveau des systèmes et des types de lampes.

À noter aussi, comme le montre le graphe précédent, que les consommations du ballast ne sont pas nécessairement proportionnelles aux niveaux de dimming.

Ballasts électromagnétiques
faible perte et normal.

Ballast électronique.