Caractéristiques des luminaires Archives

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.

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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

Energie Plus Le Site

Energie Plus Le Site

Taux d’éblouissement d’inconfort – UGR