Dimensionnement du système d'éclairage intérieur Chapitre 4.2 Dimensionnement du système d'éclairage intérieur

Ce que dit la loi: Eclairements minimaux Eclairement Général Décrets N°83-721 du 2 août 1983 : Article R232-6-2 Ces niveaux d’éclairement ne sont suffisants que pour des tâches ne nécessitant pas la perception du détail Eclairement au plan de travail Circulaire du 11 Avril 1984 Commentaires techniques des décrets du 2 août 1983 Article R232-6-2 Les valeurs minimales s’appliques sur l’ensemble des surfaces des locaux L'homogénéité de l’éclairement est aussi imposée dans certains cas

Fiche pratique de sécurité Ed85 Recommandations Ces valeurs doivent être multipliées par 1,5 si les erreurs de perception peuvent avoir des conséquences dangereuses ou coûteuses, les facteurs de réflexion et les contrastes au niveau de la tâche visuelle sont faibles le travail exige de la rapidité d’exécution les tâches sont exécutées dans des locaux aveugles alors que l’éclairage recommandé est inférieur à 300 lux. AFE Fiche pratique de sécurité Ed85

Corrections NF X35-103 E imposé E utilisé (lx) 150 200 300 500 750 oui 150 200 300 500 750 1000 1500 3000 Age > 50 ans ? ρ et/ou C très faibles Erreur = Danger Local aveugle Tâche occasionnelle E utilisé

Le problème posé Nous cherchons à éclairer une pièce rectangulaire de dimensions L x P x H afin d’assurer sur le poste de travail (PT), situé à une distance hu du plancher, un éclairement moyen Ē imposé par les normes/recommandations Il faut connaître: La surface, Au, du PT Le flux, Fu, qui arrive sur le PT L’emplacement exact du PT Valeur typique: 0,85m P H Autrement, on calcule Ē4 sur le « plan utile (PU) » et on impose une uniformité des éclairements hu L

Dimensionnement P On impose: On cherche Ftot sortant de luminaires Réflexions Flux indirect F4i Flux sortant du luminaire F On impose: P Luminaires Flux direct F4d On cherche Ftot sortant de luminaires On définit: « Utilance » Rapport du flux utile (reçu sur le plan utile) au flux total sortant des luminaires  U4 peut être > 1 L

L’utilance dépend des plusieurs facteurs Dimensions du local Indice du local ➃ ➂ ➀ ➁ hu H L P h h’ Distance entre luminaire & plafond Indice de suspension Classe des luminaires Coefficients de réflexion  Plafond (ρ1)  Frise (ρ2)  Murs (ρ3)  Plan utile (ρ4)

La réflectance « effective » Dans ce type de calcul on considère que: les surfaces sont des réflecteurs « Lambertiens » parfaits la réflectivité de surface est uniforme et isotrope On introduit la notion de réflectance effective: ρi, Ai ρ, A — ρ0, A Valeurs typiques Clair Moyen Sombre Très sombre Plafond 0,8 0,7 0,5 0,3 Murs 0,1 Plan Utile

Tableaux d’Utilances Facteurs de réflexion (ρ1 ρ3 ρ4)x10 Classe de luminaire Indice de suspension, j Indice du local, K Utilance (%)

Le flux sortant, Ftot du nombre des luminaires, N Facteur d’utilisation Le flux Utile total, F4 dépend : du nombre des luminaires, N du nombre des lampes par luminaire, n du flux nominal de chaque lampe, Fn Le rendement du luminaire, ηs Hypothèse: Tous les luminaires sont identiques Cependant le flux peut être « déprécié » à cause : de l’âge de lampe de l'empoussièrement du luminaire du vieillissement du luminaire … Facteur de Compensation Définition: facteur de maintenance

Dégradation de l’éclairement Empoussièrement et vieillissement des luminaires Usure des lampes Empoussièrement et vieillissement des parois du local Fréquence d’entretien de l’installation Dégradation des luminaires 2 4 6 8 10 E / EMI (%) 100 50 Nettoyage Nettoyage + remplacement des lampes années Eclairement Moyen Initial Fin de vie

Empoussièrement Quelques valeurs typiques (AFE) d c En cours d'utilisation, le flux lumineux émis par une lampe baisse : entre deux nettoyages, les surfaces des lampes et du luminaire s'empoussièrent. Les conditions de la dépréciation varient avec la nature de l'activité exercée dans le local, la nature des lampes, la construction du luminaire, la fréquence des nettoyages. Quelques valeurs typiques (AFE) d c

L’influence de la classe du luminaire Cependant, cette quantité n’est pas isotrope: Le rendement en service, ηs, du luminaire est une quantité importante. B T Rendement Nombre des lampes Total Direct Indirect 2x28W 0,90 0,60B + 0,30T Composante indirecte du flux: Classe T Rendement hémisphérique sup. ηss Utilance UT (tableau classe T) Flux utile Composante directe du flux: Classe A…J Rendement hémisphérique inf. ηsi Utilance Ucl (tableau corresp. à la classe)

Calcul du nombre de luminaires On suppose que tous les luminaires sont identiques et équidistants Quid de l’Uniformité de l’éclairement sur le Plan Utile ? Elle impose un nombre minimum de luminaires

Calcul du nombre minimum de luminaires En imposant l’uniformité, l’espacement maximum de luminaires est aussi imposé. Si le luminaire n’est pas symétrique dmax peut avoir plusieurs valeurs Cas 1 Le constructeur donne l’espacement maximum (pour ƒu≤0,8) Cas 2 Le constructeur ne donne pas l’espacement maximum, on utilise les recommandations AFE (pour ƒu≤0,7) Classe A, B, C D E à J Semi-direct ≤ 1 ≤ 1,2 ≤1,5 ≤ 1,5

Consommation énergétique selon RT 2005 Calcul du C = consommation annuelle en kWh C = 2,58 x Cch1 (chauffage électrique) + 1,00 x Cch2 (chauffage fioul ou gaz) + 2,58 x Cecl (éclairage) + 2,58 x Caux (auxiliaires) + 2,58 x Cecs (ecs) Bâtiment conforme RT si C < Cref bâtiments à usages des bureaux bâtiments à usages d’enseignement bâtiments à usages d’hébergement Logements et locaux similaires Domaine d’application

Calcul du Cecl Consommation annuelle d’énergie finale pour l’éclairage Cecl Cecl;global (kWh) = Pecl (kW) x Decl(h) Puissance installée - éclairage du bâtiment par zone (sauf sécurité) Durée de fonctionnement de l’éclairage par zone Méthode globale : totalité du bâtiment avec ou sans éclairage naturel Méthode détaillée : séparation du bâtiment en zones (RT 2005)

Les valeurs de réference Pecl;ref = puissance installée surfacique de référence (bâtiment ou zone) 12 W/m2 bureaux, commerces 12 W/m2 écoles 12 W/m2 hôpitaux, hôtels 10 W/m2 sport, stockage, transport 2,5 W/m2 par 100 lx pour les locaux nécessitant E > 600 lx (lim. 25 W/m2)

Consommation horaire (Cecl ) Cecl;i (Wh) = Pecl (W) x Alocal (m2) x C1 x C34 Puissance installée dans le local (ou dans la zone i) Coefficient correctif tenant compte de l’ éclairage naturel Enat et le système de gestion: 1,0 (faible ou nul: Enat<100 lx) 0,3 (moyen 100< Enat < 700 lx + interrupteur) 0,1 (moyen 100< Enat < 500 lx +gradateur) 0,0 (fort Enat > 2800 lx Aire du local (ou de la zone i) Taux d’utilisation en absence de l’éclairage naturel et du dispositif d’interruption 0,9 (interrupteur) 0,8 (horloge) 0,7 (détecteur présence)

Application P=5m H=2,80m hu=0,85m L=7,5m Destination du local : Bureaux (4000 h/an) Eclairement imposé sur PU : E4 = 400 lx Uniformité requise : u ≥ 0,8 Luminaires: Claude Deug 4x18 W Distance du plafond h’ ≈ 0m Lampes : T8 18W; Tc=3800-4200 K; IRC≥80 Coefficients de réflexion : P=5m H=2,80m Plafond Murs PU 0,7 0,5 0,3 hu=0,85m Empoussièrement : Normal Relamping minimum : 3 ans L=7,5m