Caractéristiques des luminaires Archives

Codes flux [éclairage]

Les codes flux représentent l’image de la distribution lumineuse d’un luminaire. Ils caractérisent le flux lumineux pour des angles solides matérialisés dans des cônes centrés sur l’axe principal du luminaire et d’angles d’ouverture α spécifiques.

Angles définissant les codes flux.

Les principaux codes flux sont :

FC1, FC2, FC3, FC4 et F pour les angles solides de π/2, π, ¾ π, 2 π et 4 π. Cela correspond aux angles α de 41,4°, 60°, 75,5°, 90° et 180° respectivement ;
FC4, le flux lumineux émis dans l’angle solide 2 π ou l’ensemble du flux lumineux émis vers le bas ;
F, le flux lumineux émis dans l’angle solide 4 π ou le flux lumineux total émis par le luminaire ;
PHIS, le flux lumineux total issu de l’ensemble des lampes du luminaire.

Diagramme polaire.

Angles	Correspondance des angles
Angle du cône		41, 4 °	60°	75,5°	90°	180°
Angle solide	ω	/2		¾	2	4

Codes flux CIE.

Exemple

Luminaire à éclairage direct	Luminaire à éclairage mixte direct

Données photométriques
	Lumen [lm]		Lumen [lm]
FC 1	2 535	FC 1	1 733
FC 2	3 730	FC 2	2 292
FC 3	3 755	FC 3	2 305
FC 4	3 760	FC 4	2 309
F	3 760	F	3 870
PHIS	5 000	PHIS	4 300

Code flux CIE
N 1	FC 1 / FC 4	0,67	N 1	FC 1 / FC 4	0,75
N 2	FC 2 / FC 4	0,99	N 2	FC 2 / FC 4	0,99
N 3	FC 3 / FC 4	1,00	N 3	FC 3 / FC 4	1,00
N 4	FC 4 / F	1,00	N 4	FC 4 / F	0,60
N 5	F / PHIS	0,75	N 5	N 5	0,90

Remarques
Les données N2, N4 et N5 sont les données à introduire dans le logiciel PEB :

N2 représente la composante intensive du flux lumineux ;
N4 représente la composante directe du flux lumineux.

N5 représente le rapport entre le flux lumineux total F émis par le luminaire et le flux lumineux émis par toutes les lampes du luminaire, soit l’image du rendement du luminaire.

le flux lumineux émis vers le bas (FC 4 = 3 760 lm) est identique au flux lumineux total émis par le luminaire (F = 3 760 lm), ce qui est logique pour un luminaire à éclairage direct ;
N 5 = 75 %.
le flux lumineux total émis par le luminaire (F = 3 870 lm) est supérieur au flux lumineux émis vers le bas (FC 4 = 2 309 lm) ;
N 5 = 90 %.

Posted By : 25 Sep, 2007

Distribution lumineuse d’un luminaire

La forme du réflecteur et les positions de la lampe permettent d’obtenir différents modèles de distributions lumineuses :

distribution extensive : donne un éclairement uniforme, permet un espacement plus important des luminaires et accentue les contrastes au niveau du plan de travail,

distribution intensive : concentre le faisceau lumineux vers le bas. Ce mode d’éclairage est intéressant pour l’éclairage des travées de grande hauteur ou pour le travail sur écran,

distribution asymétrique : permet d’éclairer, par exemple, des surfaces verticales telles que des tableaux ou des murs.

Dans les catalogues, la distribution lumineuse d’un luminaire est représentée par un diagramme polaire reprenant en trait continu la distribution perpendiculaire aux lampes et en pointillé la distribution dans l’axe des lampes.

Posted By : 25 Sep, 2007

Indices de protection d’un luminaire

Protection contre les solides et les liquides

Les luminaires sont classés en fonction du degré de protection contre la pénétration de poussières, de corps solides et d’humidité, conformément aux chiffres « IP » mentionnés dans la norme NBN C 20 – 001.

Le premier chiffre suivant l’inscription « IP » représente le degré de protection vis à vis des corps solides et des poussières. Le second chiffre représente le degré de protection vis à vis des liquides.

Degré de protection	Protection contre les corps solides	Degré de protection	Protection contre les liquides
IP1X	Protégé contre les corps solides supérieurs à 50 mm.	IPX1	Protégé contre les chutes verticales de gouttes d’eau.
IP2X	Protégé contre les corps solides supérieurs à 12 mm.	IPX2	Protégé contre les chutes d’eau pour une inclinaison maximale de 15°.
IP3X	Protégé contre les corps solides supérieurs à 2,5 mm.	IPX3	Protégé contre l’eau « en pluie ».
IP4X	Protégé contre les corps solides supérieurs à 1 mm.	IPX4	Protégé contre les projections d’eau.
IP5X	Protégé contre la poussière.	IPX5	Protégé contre les jets d’eau.
IP6X	Totalement protégé contre la poussière.	IPX6	Protégé contre les paquets de mer.
		IPX7	Protégé contre les effets d’immersion.

Exemple.
Un luminaire classé IP20, est protégé contre les intrusions des corps solides de plus de 12 mm mais pas contre l’humidité. Un luminaire classé IP65 est protégé contre la poussière et contre les jets d’eau.

Remarque.
Concrètement, un indice IP2X signifie que l’on ne peut atteindre les parties électriques avec un doigt, un indice IP3X, avec un tournevis, un indice IP4x, avec une épingle à cheveux.

Protection contre les chocs

Le degré de résistance au choc des luminaires est représenté par l’indice « IK » du luminaire. Cette classification remplace l’ancienne classification « IP » à 3 chiffres de type IPXXX.

IK00	pas de protection
IK01	0,15 Joule
IK02	0,2 J
IK03	0,35 J
IK04	0,5 J
IK05	0,7 J
IK06	1 J
IK07	2 J
IK08	5 J
IK09	10 J
IK10	20 J

Protection électrique

La classification électrique des luminaires est réalisée en fonction du type de protection offert contre les chocs électriques.

Classification	Exigences électriques	Conséquence d’un éventuel défaut d’isolement
Classe 0	Interdite en Belgique comme dans la majorité des pays européens. Séparation des parties sous tension par une seule isolation, dite isolation principale.	En cas de défaut d’isolement, la protection de la personne touchant l’appareil repose sur l’environnement (par ex. sol isolant).
Classe I	Séparation des parties sous tension par une seule isolation, dite isolation principale. Les parties métalliques accessibles sont reliées à une borne de terre. Recommandés dans les locaux traditionnels.	En cas de défaut d’isolement, la protection de la personne qui touche l’appareil repose essentiellement sur la qualité du circuit de mise à terre et sur un disjoncteur différentiel…
Classe II	Une isolation supplémentaire ou renforcée est ajoutée à l’isolation principale. Des matériaux à plus grande résistance d’isolement sont utilisés. Recommandés dans les locaux humides ou lorsqu’on ne peut raccorder le luminaire à un conducteur de protection.	Du fait de la double isolation, un défaut d’isolement ne peut pas se produire et la personne qui touche l’appareil n’est pas en danger.
Classe III	L’alimentation est réalisée en très basse tension de sécurité ; le circuit est isolé du réseau et la tension est plus petite que 50 V.	En principe, cet appareil ne pose pas de risques électriques.

Protection incendie

Inflammabilité de la surface de montage

La norme CEI 60598-1 propose un marquage du luminaire en fonction de l’inflammabilité de la surface de montage et des possibilités de recouvrement. Ce marquage remplace l’ancien marquage constitué des symboles présentés dans la figure ci-dessous (lettres F ou M dans un triangle sur pointe). Notez que bien qu’un nouveau marquage soit en place, ces symboles sont encore parfois rencontrés sur le marché.

La norme CEI 60598-1 propose de marquer uniquement les luminaires qui présentent des limitations d’application. Ainsi, les luminaires conçus pour être montés sur une surface normalement inflammable et qu’un matériau isolant thermique peut recouvrir sans risque d’incendie ne seront pas marqués. Par contre, les luminaires qui exigent des surfaces de montages non-inflammables ou qui ne peuvent être recouverts d’un matériau isolant thermique seront marqués selon le tableau ci-dessous. Un matériau est considéré comme normalement inflammable si sa température d’inflammation est d’au moins 200°C et s’il ne se déforme ni ne se ramollit à cette température.

Ce tableau est extrait des Dossiers du CSTC n°2/2009 Cahier n°15 page 5.

Symboles et limitations
	Le luminaire ne peut être monté sur une surface normalement inflammable.
	Le luminaire n’a pas été conçu pour être recouvert par un matériau isolant thermique.
	Le luminaire n’a pas été conçu pour être encastré dans une surface normalement inflammable.

Inflammabilité du luminaire

Le comportement au feu d’un luminaire peut être caractérisé par le résultat de l’essai au fil incandescent décrit dans la norme CEI 60.695-2-11. Ce test permet d’évaluer le comportement du luminaire vis-à-vis du feu et consiste à appliquer sur certaines parties du luminaire un fil incandescent chauffé à des températures définies (650°C, 850°C, 960°C…) et ce, pendant une certaine durée (5 secondes, 30 secondes…).
La table ci-dessous récapitule, en fonction de l’usage du matériel d’éclairage, les températures auxquelles le matériel doit résister.

Type d’usage	Parties du luminaire en contact avec des parties conductrices, ou les maintenant en position	Enveloppes et couvercles ne maintenant pas en position de parties transportant le courant
Matériel pour une utilisation sous surveillance	650 °C	650 °C
Matériel pour une utilisation sans surveillance, mais dans des conditions moins sévères	750 °C	750 °C
Matériel pour une utilisation avec surveillance, mais dans des conditions plus sévères	750 °C	750 °C
Matériel pour un usage continu sans surveillance	850 °C	850 °C
Matériel pour un usage continu sans surveillance, mais dans des conditions plus sévères	960 °C	960 °C
Appareils fixes pour les installations électriques	750 °C	650 °C
Matériel destiné à être utilisé près du tableau principal de distribution d’un immeuble	960 °C	750 °C
Pour garantir un niveau minimal d’inflammation des parties susceptibles de contribuer à un risque de feu, et de propagation du feu par leur intermédiaire, ces parties n’étant pas essayées autrement (pour éliminer les matériaux à combustion violente)	550 °C	550 °C

Ce tableau est extrait des Dossiers du CSTC n°2/2009 Cahier n°15 page 5.

Posted By : 25 Sep, 2007

Plans de coupe d’un luminaire

Pour décrire les caractéristiques photométriques d’un luminaire, les fabricants définissent différents plans « C » et angles « ϒ » suivant lesquels on peut observer un luminaire.

Plan longitudinal	Plan transversal	Plans diagonaux
C90, C270	C0, C180	C30, C45, C60

Luminaire intérieur, coupe transversale et longitudinale.

Posted By : 25 Sep, 2007

Taux d’éblouissement d’inconfort – UGR

L’éblouissement d’inconfort provenant directement des luminaires doit être quantifié par l’auteur du projet en utilisant la méthode tabulaire d’évaluation du taux d’éblouissement unifié UGR de la CIE.

Sans rentrer dans les détails, le facteur UGR donne une idée de l’éblouissement d’inconfort dans le champ visuel de l’observateur par rapport à la luminance de fond (éblouissement provoqué par l’association de plusieurs luminaires dans un environnement considéré). Ce facteur UGR varie de 10 à 30. Plus la valeur du facteur est élevée, plus la probabilité d’éblouissement d’inconfort est importante.

Des valeurs de référence définissent des classes de qualité :

28	Zone de circulation
25	Salle d’archives, escaliers, ascenseur
22	Espace d’accueil
19	Activités normales de bureau
16	Dessins techniques, postes de travail CAD

Les facteurs suivants jouent un rôle important dans la détermination de la valeur UGR :

la forme et les dimensions du local,
la clarté de la surface (luminance) des parois, des plafonds, des sols et des autres surfaces étendues,
le type de luminaire et de protection,
la luminance de la lampe,
la répartition des luminaires dans le local,
la ou les positions de l’observateur.

Les valeurs de l’UGR données dans la norme EN 12464-1 sont des valeurs maximales à ne pas dépasser.

Exemple.

Type d’intérieur, tâche ou activité	Em (lux)	UGR	Ra	Remarques	Plan de référence
Classement, transcription	300	19	80		0.85 m du sol par défaut
Écriture , dactylographie, lecture, traitement de données	500	19	80
Dessin industriel	750	16	80
Postes de travail de conception assistée par ordinateur (CAO)	500	19	80	Un contrôle de l’éclairage est recommandé
Salle de conférence et de réunion	500	19	80
Réception	300	22	80
Archives	200	25	80		plans verticaux des rayonnages

On voit tout de suite que l’exigence de confort est moindre (UGR élevé = plus éblouissant) dans des locaux peu fréquentés ou pour des tâches nécessitant moins de concentration visuelle.

Certains fabricants proposent des tableaux simplifiés de détermination des valeurs UGR mais limités à des locaux simples pour une seule famille de luminaires donnée.

Par exemple, le logiciel « Dialux » est capable de calculer l’UGR en un point du plan donné, mais ce calcul prend, néanmoins, beaucoup de temps.

À titre indicatif, la formule de calcul de l’UGR est donnée :

UGR = 8 log (0.25/Lb x Σ L² ω/p²)

où :

Lp est la luminance de fond exprimée en candela/m² et représente l’éclairement vertical indirect au niveau de l’œil de l’observateur.
L est la luminance contenant les parties lumineuses de chaque luminaire dans la direction de l’observateur en candela/m².
ωest l’angle solide (stéradian) des parties lumineuses de chaque luminaire au niveau de l’œil de l’observateur.
P est l’indice de position de Guth fourni dans des tables spécifiques et représente la position d’un luminaire par rapport à l’axe vertical.

Un problème d’inconfort thermique ou lumineux ? N’hésitez pas à tester notre nouvel outil de diagnostic afin de trouver la solution à votre problématique.

Posted By : 25 Sep, 2007

Rendement d’un luminaire intérieur

Le rendement total η_t d’un luminaire est le rapport entre le flux lumineux émis par le luminaire et le flux lumineux des lampes.

Il est d’autant plus bas qu’il y a des éléments (ventelles, globe opalin ou prismatique) devant les lampes afin d’éviter l’éblouissement ou pour favoriser l’esthétique.

Données

Pour voir des exemples de rendement d’un luminaire.

Attention, le rendement total d’un luminaire ne focalisant pas la lumière vers le bas, c’est-à-dire vers le plan de travail (luminaire à diffuseur opalin, lumière douce, …), n’est pas exactement représentatif du rendement utile du luminaire. En effet une partie de la lumière est diffusée vers les murs ou les plafonds. Il en résulte une perte supplémentaire (qui dépend du facteur de réflexion des parois) non considérée dans la notion de rendement total. Pour comparer ce type de luminaire avec les luminaires purement directs, la notion de rendement inférieur η _i (quantifiant le flux lumineux dirigé vers le bas) peut donc également être une indication de l’efficacité du luminaire.

La norme Française UTE C71-121 impose aux fabricants de notifier le rendement inférieur η_i et le rendement supérieur η_s sous la forme :

η_i [A à J] + η_s T

Les lettres A à J permettent d’indiquer le type de répartition du flux inférieur. On utilise les lettres A à E pour les distributions intensives et les lettres F à J pour les distributions extensives. La lettre T désigne toujours la composante indirecte.

Le rendement total η_t du luminaire vaut simplement :

η_t = η_i+ η_s

Par exemple, un luminaire caractérisé par un rendement UTE de :

0.75 D + 0.10 T

émettra vers le bas avec un rendement lumineux de 75 % et selon un flux assez intensif, et vers le haut avec un rendement lumineux de 10 %. Le rendement lumineux total du luminaire vaut ici 85 %.

Rendement de 100 % ou plus ?

On voit des rendements de luminaires équipés de lampe T5 supérieurs à 100% et des rendements de luminaires à LED de 100 %.

Explication T5 :

La lampe T5 a son flux maximal à 35 °C. La norme impose une température de 25 °C pour les tests en labo. Les fabricants utilisent un facteur de correction pour compenser cette différence de t° (car ils disent qu’à la lampe, il y aura bien les 35 °C.)

Exemple courbe photométrique d’un luminaire pour T5 à rendement > 100%

Explication LED :

Le module LED fait partie du luminaire, il n’y a plus moyen de mesurer la source sans le luminaire donc on met le rendement à 100 %. Si un diffuseur est placé dans un luminaire à LED, la diminution du rendement du luminaire à LED peut être mesurée et le rendement sera alors inférieur à 100 %.

Exemple courbe photométrique d’un luminaire à LED à rendement 100 %

Posted By : 25 Sep, 2007

Luminance moyenne d’un luminaire

Luminance moyenne d'un luminaire

La luminance moyenne (en cd/m²) d’un luminaire représente sa brillance et quantifie les risques d’éblouissement. Elle est définie en fonction de l’angle de vision du luminaire par rapport à la verticale (angle d’élévation).

Luminaire intérieur, coupe transversale et longitudinale.

Les fournisseurs reprennent ces grandeurs sous forme de tableau ou sous forme d’abaque (dans le plan C90 en trait continu et dans le plan C0 en pointillés). Elles sont données soit pour la totalité du flux lumineux émis par les lampes (en lm), soit ramenés à 1 000 lm. Dans ce dernier cas, il faudra multiplier les valeurs par le flux lumineux des lampes /1 000 pour obtenir les valeurs réelles.

Exemple de fiche technique d’un luminaire :

Exemple de fiche technique d'un luminaire

Posted By : 25 Sep, 2007

Angle de défilement d’un luminaire

L’angle de défilement d’un luminaire est l’angle sous lequel la source nue ne peut être vue par l’observateur. Il s’exprime en degrés.

On parle d’angle de défilement dans la direction transversale et dans la direction longitudinale.

Attention ! à ne pas confondre avec l’angle d’élévation utilisé dans la norme EN 12464-1 définit comme étant l’angle compris entre la normale verticale à l’axe de la lampe et une direction donnée pour laquelle on mesure une certaine luminance.

Posted By : 25 Sep, 2007

Production de radio interférence [éclairage]

Les ballasts ou encore les transformateurs pour lampes halogènes basse tension produisent des signaux haute fréquence qui peuvent affecter les autres consommateurs électriques.

Les luminaires choisis doivent donc être protégés pour éviter ce genre de désagrément. Tel est le cas des luminaires portant les marquages :

Pour les luminaires à ballast électromagnétique.
Pour les luminaires à ballast électronique.
Pour tout luminaire.

En principe, les luminaires marqués « CE » respectent toutes les exigences de qualité et de sécurité prescrites par les normes. Cependant, vu le caractère obligatoire de ce marquage depuis le 1^er janvier 1997, les luminaires sont maintenant tous marqués « CE » par leur fabricant, qui ne sont pas tenu de faire vérifier leurs appareils par un organisme de contrôle. Seul un marquage européen « ENEC » garantit le contrôle des produits par un organisme tiers.

Posted By : 25 Sep, 2007

Facteur de maintenance d’un luminaire

Pour un luminaire intérieur

L’éclairement moyen fournit par un luminaire ou un groupe de luminaires diminue au cours du temps depuis sa valeur initiale jusqu’à la valeur requise.

La valeur requise de l’éclairement moyen Em est définie dans la zone de travail par la norme EN 12464-1. C’est la valeur minimum de l’éclairement moyen à maintenir pendant toute la durée de vie de l’installation.

La valeur initiale de l’éclairement moyen est calculée par l’auteur du projet en tenant compte du Facteur de Maintenance FM :

Emoyen initial = Emoyen requis / FM

Plusieurs phénomènes interviennent dans la réduction du niveau d’éclairement moyen de l’installation :

réduction de la quantité de lumière diffusée par les lampes au cours de leur durée de vie (valeur de la durée économique),
panne de lampe, sans changement immédiat,
encrassement des luminaires au cours de leur durée de vie,
encrassement du local réduisant la réflexion lumineuse.

A chacun de ces phénomènes on associe un facteur qui entrera dans le calcul du facteur de maintenance :

LLMF : facteur de maintenance du flux lumineux de la lampe. Ce facteur donne la proportion du flux lumineux en service émis par la lampe (après une certaine durée de fonctionnement) relativement à son flux initial. La durée de vie utile est définie comme la durée de fonctionnement après laquelle le LLMF d’un lot de lampes soit de 0.80.LLMF = F_service/F_initial

LSF : facteur de survie des lampes. Ce facteur donne la probabilité qu’une lampe continue à fonctionner après un certain temps de fonctionnement. La durée de vie moyenne est définie comme la durée de fonctionnement après laquelle le LSF d’un lot de lampes soit de 0.5.

LMF : facteur de maintenance du luminaire. Ce facteur donne la proportion de flux lumineux émis en service par le luminaire (après une certaine durée de fonctionnement) relativement à son flux initial. Les pertes sont dues au dépôt de saleté sur la lampe et sur le luminaire.

RSMF : facteur de maintenance des parois du local. Ce facteur donne la proportion de l’éclairement réalisé en service par réflexion sur les parois du local (après une certaine durée de fonctionnement) par rapport à sa valeur initiale.

Ces facteurs peuvent être évalués et lorsqu’ils sont multipliés entre eux, ils donnent la valeur du Facteur de Maintenance.

FM = LLMF x LSF x LMF x RSMF

Un petit exemple aide à comprendre cette notion :

Soit un bureau équipé de luminaires montés avec des lampes T5. Selon la norme EN 12464-1, le niveau d’éclairement Em minimum est de 500 lux. Les valeurs des différents facteurs sont consignés dans le tableau suivant :

Après 17 000 heures de fonctionnement
Survie des lampes après 16 000 heures d’allumage.	95 %
Valeur résiduelle du flux lumineux par rapport à la valeur initiale.	90 %
Rendement du luminaire y compris l’encrassement de la lampe.	97 %
Propriété de réflexion du local.	96 %
Réduction totale de la quantité de lumière ou FACTEUR DE MAINTENANCE.	80 %

Ceci signifie donc que l’auteur de projet devra surdimensionner son installation de 20 %; soit 500 lux / 0.8 = 625 lux.

Dans la pratique, Le Facteur de maintenance varie de 0.5 pour des éclairages indirects dans des locaux encrassés jusqu’à 0.9 pour des éclairages directs utilisant des luminaires de qualité optique élevée, des lampes de haut rendement, et des ballasts électroniques dans des locaux propres.

Les valeurs de référence prises couramment sont 0.8 pour les luminaires équipés de ballasts électromagnétiques et de 0.9 pour ceux équipés de ballasts électroniques.

Pour un luminaire extérieur

FM = E_{moy en exploitation} / E_{moy initial}

avec,

FM = facteur de maintenance (1 – FM = facteur de dépréciation).
E_{moy en exploitation} = l’éclairement moyen en exploitation réelle.
E_{moy initial} = l’éclairement moyen dimensionné.

Le facteur de maintenance est essentiellement fonction de l’étanchéité des luminaires et du degré de pollution du site:

Catégorie de pollution	Degré de protection du luminaire
Catégorie de pollution	IP23 à 44	IP54 à 55	IP65 à 66
I : lieu moyennement pollué, site essentiellement rural et résidentiel.	0,75	0,85	0,95
II : lieu fortement pollué, soit site industriel ou urbain.	0,5	0,7	0,85

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