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L’éclairage artificiel dans les bâtiments Présentation générale 1 / 5 Cerema Mé

L’éclairage artificiel dans les bâtiments Présentation générale 1 / 5 Cerema Méditerranée – 2020 F I Fi S E = Fi / S s I L = I / s Flux lumineux Quantité de lumière émise dans tout l’environnement par une source lumineuse unité : lumen (lm) Intensité lumineuse Quantité de lumière émise dans une direction donnée unité : candela (cd) Luminance Quantité de lumière émise dans une direction donnée, ramenée à la surface apparente de la source unité : candela/m² (cd/m²) Eclairement Quantité de lumière reçue par une surface, ramenée à la superficie de cette surface (densité surfacique de flux) unité : lux (homogène à des lm/m²) Les principales grandeurs physiques caractérisant la lumière Quelques ordres de grandeur… Quelques outils de mesure… Flux Lampe halogène 75 W = 1300 lm Lampe LED 10 W = 1000 lm Tube fluorescent T8 58 W = 5000 lm Eclairement Extérieur en pleine lune = 0,1 lux Extérieur en plein Soleil = 100 000 lux Extérieur en ciel couvert = 10 000 lux Sur le bureau = 300 - 600 lux Luminance Soleil : 1 milliard de cd/m² Tube fluorescent = 30 000 cd/m² LED = plusieurs millions de cd/m² Ecran d’ordinateur = 100 à 300 cd/m² Luxmètre (éclairement, lux) Luminancemètre (luminance, cd/m²) Illustrations : sensing.konicaminolta.us Grandeur représentative de la perception de la luminosité 2 / 5 Cerema Méditerranée – 2020 Les principales technologies de l’éclairage artificiel Source ou luminaire ? Appareillages : ballast ou driver ? Luminaire direct ou indirect ? Courbe photométrique La courbe photométrique (ou indicatrice d’intensité) est une représentation de la répartition dans l’espace du flux lumineux émis par le luminaire. Elle indique si la photométrie du luminaire est intensive ou extensive ; directe ou indirecte. Sources à rayonnement thermique Lampes à incandescence Lampes halogènes à incandescence Lampes à décharge (gaz) Lampes à décharge basse pression (fluorescentes, fluocompactes) Lampes à décharge haute pression, en extérieur (iodures métalliques, vapeur de sodium HP, vapeur de mercure) Sources semi-conductrices (électroluminescence) LED On différencie la source lumineuse (ampoule, tube) du luminaire dans laquelle on l’insère. Le luminaire a un flux global et une puissance de fonctionnement globale. Cette distinction ne se fait plus pour les luminaires LED où il n’y a souvent plus de source distincte de luminaire (puces LED intégrées au luminaire). Le luminaire fournit un éclairage : - direct lorsqu’il éclaire « vers le bas » ; - indirect lorsqu’il éclaire « vers le haut » (flux lumineux réfléchi sur le plafond/parois). Illustrations : THORN, OSRAM, PHILIPS Lighting Des appareillages sont nécessaires pour raccorder les technologies "à décharge" et LED sur le réseau (230V-50Hz) : - ballast (magnétique ou électronique) pour le tube fluorescent et la FLC ; - driver pour les LEDs. Il est recommandé d’enlever le ballast d’un luminaire lorsqu’un tube fluorescent est remplacé par un tube LED (le tube LED intègre son propre driver) T5 (diam.16 mm) T8 (diam. 26 mm) « néons » = tubes fluorescents lampes « ECO » ou « LFC » = lampes fluocompactes L’éclairage artificiel dans les bâtiments - Présentation générale SHP= vapeur de sodium haute-pression 3 / 5 Cerema Méditerranée – 2020 Les principaux indicateurs et caractéristiques de l’éclairage (1/2) Puissance, flux et efficacité lumineuse Code couleur des tubes fluorescents Indice de rendu des couleurs Température de couleur proximale La puissance de la source ou du luminaire (Watt, W) est consommée pour produire le flux lumineux correspondant (lumen, lm). Le ratio entre le flux lumineux et la puissance consommée est l’efficacité lumineuse (lm/W). Celle-ci mesure le caractère économe du luminaire. L’efficacité lumineuse varie en fonction de la technologie. Il est donc important de « parler en lumen » quand on substitue une technologie à une autre (pour garder la même quantité de lumière, il faut adapter la puissance électrique). La température de couleur proximale (Kelvin, K) qualifie le ressenti de la lumière blanche. Elle est généralement comprise entre 2400 K et 6500 K ("lumière du jour") : on parle de "blanc chaud" (en-dessous de 3300 K), "neutre" ou "froid" (au- dessus de 5300 K). Il s’agit d’un indicateur de ressenti, il n’y a aucun lien avec la température de la source lumineuse. Abréviation : Tcp ou CCT. La perception d’un objet dépend de la lumière qui l’éclaire. L’indice de rendu des couleurs caractérise la fidélité d’un éclairage à reproduire les couleurs des objets en comparaison d’un éclairage de référence (lumière du jour ou incandescence). Sa valeur varie entre 0 et 100 (cet indicateur n’a pas d’unité). Abréviation : Ra, CRI ou IRC. Le code couleur est indiqué sur les tubes fluorescents, sous le forme "XYY" Première partie X = renseigne sur l’ indice de rendu des couleurs Deuxième partie YY = renseigne sur la température de couleur Exemple : Code = 840 IRC compris entre 80 et 89 CCT = 4000 K Durée de vie La durée de vie peut être un indicateur : - de la décroissance de flux de la source au cours du temps (par exemple 80% de flux initial) ; - du temps à l’issue duquel un certain taux de lampes ne fonctionne plus (par exemple 50% des lampes considérées). Elle est fonction des conditions d’utilisation (température, etc.). Une durée de vie de 50000 heures correspond à un éclairage de : 12h/jour pendant 11,5 ans 8h/jour pendant 17 ans Illustrations : ENTPE L’éclairage artificiel dans les bâtiments - Présentation générale 4 / 5 Cerema Méditerranée – 2020 Les principaux indicateurs et caractéristiques de l’éclairage (2/2) Technologie Puissance courante Efficacité Indice de rendu des couleurs Température de couleur Durée de vie (température ambiante) Incandescence 15-500 W 10-20 lm/W 100 2700 K 1000 h Halogène 40-2000 W 20-25 lm/W 100 2900-3200 K 1500-8000 h Tubes fluorescents 6-80 W 60-100 lm/W 60-95 2700-6500 K 6000-20000 h Lampes fluocompactes 5-57 W 60-90 lm/W 85 2700-6500 K 10000 - 20000 h LED 1–70 W (int.) /1400 W (ext.) 90-150 lm/W 80-95 2400-6500 K 35000 - 100000 h Iodures métalliques 35-2000 W 80-100 lm/W 80-90 2800-4200 K 8000-15000 h Sodium haute pression 50-2000 W 70-150 lm/W 25-60 2000-2500 K 16000 h Vapeur de mercure 50-1000 W 40-60 lm/W 50-60 3400-4200 K 10000 h E X T E R I E U R Ordres de grandeur (principales technologies) UGR = Unified Glare Rating L’UGR est un indicateur caractérisant l’éblouissement d’inconfort ressenti par l’occupant. Il se base sur la luminance de la source, sa taille, sa position par rapport à l’occupant, et la luminance de l’ensemble du champ visuel (contraste). Les valeurs de l’UGR s’échelonnent de 10 à 31 (paliers sensitifs par 3 unités). Il est considéré qu’une valeur UGR = 19 correspond à un éblouissement "acceptable" (environnement de bureaux). Indices de protection IP et IK L’indice de protection IP représente le degré de protection du luminaire contre : - le contact direct et la pénétration de corps étrangers (1erchiffre de l’indice IP) ; - l’eau (2ème chiffre de l’indice IP). L’indice de protection IK représente le degré de résistance aux chocs du luminaire. IP0X à IP6X IPX0 à IPX8 IK00 à IK10 L’éclairage artificiel dans les bâtiments - Présentation générale (masques, mur vs. plafond) 5 / 5 Cerema Méditerranée – 2020 Les principaux équipements de commande Allumage et extinction Variation des niveaux lumineux (le luminaire LED doit être gradable = dimmable) L’éclairage artificiel dans les bâtiments - Présentation générale Fiche à destination de la DREAL Corse Rédacteur : Matthieu IODICE Contributeur : François MARCONOT Relecteurs : Paul VERNY, Romain BORROD, Nicolas MANGIN Contact : matthieu.iodice@cerema.fr Interrupteur on/off La commande d’interrupteur usuelle, à éviter pour les espaces sans « référent » (open-space, couloir). Exemple d’usage : bureau individuel, classes Coût du luminaire 10€ à 50€ en + Gradateur manuel La quantité de lumière fournie par le luminaire peut être modulée par l’occupant, permettant d’adapter le niveau d’éclairement à son appréciation et à l’usage. Exemple d’usage : bureau individuel Importance de la sensibilisation de l’occupant Détecteur de présence/mouvement Le détecteur de présence (infrarouge) ou de mouvement (effet doppler) allume l’éclairage artificiel lorsqu’il détecte, respectivement, un occupant ou un déplacement. Une durée de temporisation est préalablement définie (extinction automatique après une durée déterminée, à la suite de l’absence de détection). Exemple d’usage : couloir, hall (si zone aveugle), sanitaires, parcs de stationnement souterrains Détecteur de luminosité (lumière du jour) ou interrupteur crépusculaire Dans le but d’utiliser la lumière naturelle quand ses niveaux sont suffisants, ce détecteur n’allume l’éclairage qu’en-dessous d’un certain seuil de luminosité. Exemple d’usage (couplage avec détection de présence) : Couloirs, classes, bureaux, éclairage extérieur Minuterie (bouton poussoir) Cette commande, actionnée manuellement, permet d’allumer l’éclairage pendant une durée définie au préalable. Exemple d’usage : couloirs Détecteur de luminosité (lumière du jour) Un détecteur de luminosité peut piloter un luminaire gradable afin d’assurer une variation continue de l’éclairage artificiel pour garder un éclairement constant malgré la variation de lumière naturelle. Exemple d’usage : classes, bureaux Horloge de programmation Ce système de commande allume et éteint l’éclairage à des horaires prédéfinis. Exemple d’usage : éclairage extérieur L’efficacité des systèmes de commande est liée à leur difficulté d’utilisation : uploads/s3/ 2020-12-21-fiches-memos-eclairage-batiments-publics-v1-5-2-1-2.pdf