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ÉCLAIRAGE Améliorer les performances visuelles

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ÉCLAIRAGE Améliorer les performances visuelles

La lumière naturelle disponible décroît rapidement en fonction de la distance à la fenêtre :il est recommandé de mettre en place un éclairage supplémentaire pour équilibrer la distribution de luminance dans la pièce. Un allumage automatique ou manuel et/ou une gradation peuvent être utilisés pour obtenir un bon équilibre éclairage électrique/lumière naturelle

© (Doc. Osram.)

Dans ces locaux, 70 % des enseignements sont transmis par la vision : un éclairage de qualité est donc indispensable au confort visuel des élèves. Les technologies d’aujourd’hui répondent aux exigences de la norme NF EN 12464 tout en maîtrisant les coûts de consommation.

En matière de collèges et de lycées, neufs ou existants, les maîtres d’ouvrage et maîtres d’œuvre ont à leur disposition tous les outils nécessaires pour réaliser des installations performantes et efficaces : textes réglementaires, norme européenne (voir tableau I de l’encadré), lampes, luminaires et systèmes de gestion de l’éclairage. Comment se fait-il que l’éclairage soit relégué au dernier rang ? En effet, dans les locaux d’enseignement existants, les valeurs que l’on trouve le plus souvent se situent autour de 200 lux, alors que les niveaux d’éclairement (Em) exigés par la norme d’éclairage intérieur EN 12464 vont de 300 à 500 lux. Ces niveaux à maintenir offrent un bon confort visuel pour une meilleure efficacité dans l’exécution des tâches. Par ailleurs, les produits sont moins encombrants, plus performants, plus économes en énergie. Ils se renouvellent sans cesse, avec davantage de possibilités : des lampes à longue durée de vie avec des efficacités lumineuses élevées, des luminaires plus intelligents grâce à des automatismes simples, des systèmes de contrôle électronique qui rendent les installations plus flexibles. L’investissement est certes plus important que pour des luminaires banalisés avec des tubes standards, mais il réduit considérablement les consommations et la maintenance, donc le coût global de l’installation.

Quelle réglementation pour l’existant ?

L’arrêté du 3 mai 2007, relatif aux caractéristiques thermiques et à la performance énergétique des bâtiments existants, réglemente les travaux de rénovation à partir de 100 m² en application de la directive sur la performance énergétique des bâtiments. Applicables depuis le 1er novembre 2007, ces dispositions concernent également les établissements scolaires.

L’article 40 stipule en particulier que « la puissance installée pour l’éclairage général doit être inférieure ou égale à 2,8 W/m2 de surface utile et par tranche de niveaux d’éclairement moyen à maintenir de 100 lux sur la zone de travail ». Autre possibilité : réaliser l’installation d’éclairage général avec des luminaires directs ou directs/indirects dont le rendement normalisé est supérieur à 55 %. Équipés de ballasts électroniques, ces luminaires utilisent des lampes dont l’efficacité lumineuse est supérieure ou égale à 65 lm/W. La RT 2005 impose également des limites de consommations et le diagnostic énergétique dans le non-résidentiel prend en compte ces consommations d’éclairage. Les conclusions du Grenelle de l’environnement relatives au bâtiment devraient entraîner un nouveau renforcement des exigences.

Pour appliquer ces nouvelles réglementations et garantir un contrôle objectif, des outils normalisés commencent à être proposés aux professionnels. Fin novembre 2007, l’Afnor a publié la norme NF EN 15193 permettant l’estimation des consommations d’énergie pour l’éclairage intérieur, en neuf comme dans l’existant. Destiné surtout aux installateurs/prescripteurs, le texte donne les formules de calcul conventionnel et détaillé, les durées d’éclairage en fonction des lieux et des activités, les facteurs à prendre en compte lorsque des automatismes de détection de présence ou de lumière du jour sont mis en place, des renseignements sur le comptage et la mesure automatique des consommations, etc. Les influences de l’éclairage sur les charges de chauffage et de refroidissement et, en conséquence, sur la performance énergétique globale du bâtiment sont également prises en compte.

Exigences de la norme EN 12464

Texte de référence pour les projets d’éclairage, la norme EN 12464 relative à l’éclairage des lieux de travail intérieur (voir tableau) indique les niveaux d’éclairement moyens à maintenir obligatoirement, quel que soit l’âge de l’installation. Si l’éclairement moyen disponible de la surface considérée descend au-dessous d’une valeur donnée, une opération de maintenance est nécessaire. Chaque niveau est donné pour la surface de référence de la zone de travail, qui peut être horizontale, verticale ou inclinée. Le tableau ci-après donne également des valeurs relatives à l’éblouissement, paramètre qui traduit la sensation d’inconfort produite par des surfaces brillantes dans le champ visuel. L’éblouissement d’inconfort provient, soit directement de la source lumineuse, soit de la réflexion de luminaires brillants ou des fenêtres. L’évaluation de cet éblouissement se détermine grâce à la méthode tabulaire d’évaluation du taux d’éblouissement unifié (UGR) mis au point par la Commission internationale de l’éclairage. Ce calcul est fourni par les fabricants ou les bureaux d’études spécialisés. Le critère d’éblouissement recommandé dans les collèges et les lycées est de 19, une valeur qui correspond à un éclairage très confortable. Par comparaison, un UGR de 16 est considéré comme « extrêmement confortable », tandis que 22 est « confortable » et 25 « peu exigeant ».

L’indice de rendu des couleurs (IRC), lui, doit être au moins égal à 80 dans l’ensemble des locaux. La norme recommande également, sans l’imposer, le recours à des dispositifs de contrôle d’éclairage (détection et variation, par exemple) qui permettent des réductions de consommations d’énergie.

La norme EN 12464 ne donne pas directement les caractéristiques des lampes à mettre en œuvre. Cependant, trois paramètres-clés sont à prendre en compte :

– l’efficacité lumineuse : soit le rapport du flux lumineux produit et la puissance électrique consommée par la lampe ;

– la température de couleur : elle qualifie l’ambiance lumineuse, des teintes chaudes (2 700 K), à dominante jaune, jusqu’aux teintes froides d’aspect blanc bleuté (5 500 K) ;

– la durée de vie : exprimée en heures.

Si dans les locaux scolaires, les lampes fluorescentes, tubes ou fluocompactes sont recommandées, toutes n’offrent pas les mêmes caractéristiques, même au sein d’une même famille de produits.

Les lampes fluorescentes présentent différentes efficacités lumineuses : 45 à 87 lm/W pour les fluocompactes, 50 à 104 lm/W pour les tubes. Leur durée de vie varie entre 5 000 et 18 000 heures et leur IRC de 50 à 98. Elles offrent un large choix de températures de couleur, de 2 700 à 6 500 K. Autre avantage : elles peuvent être équipées de ballasts électroniques. Le tube fluorescent à efficacité énergétique élevée fait école : tube T8 (diamètre 26 mm) haut rendement ou tube T5 (diamètre 16 mm).

Pour une ambiance confortable, une température de couleur intermédiaire (entre 3 000 et 4 000 K) est conseillée. Lors du changement des tubes, il faut choisir la même température de couleur : l’indication d’un nombre à 3 chiffres est inscrite à l’extrémité du tube. Par exemple avec « 830 », 8 indique un IRC d’au moins 80, et 30 correspond à 3 000 K. Les durées de vie de ces tubes varient en moyenne de 12 000 à 18 000 heures.

55 % minimum pour le rendement des luminaires

Comme dans toute installation, les luminaires installés dans les établissements scolaires doivent répondre aux normes européennes harmonisées de la série EN 60-598, qui visent essentiellement la sécurité des produits. Ces derniers sont caractérisés par leur classe électrique, leurs caractéristiques photométriques, leur rendement (quantité de lumière produite par la lampe et reçue par la zone de travail) et par leur indice de protection contre la pénétration des poussières et de l’eau, noté IP suivi de 2 chiffres. La marque de qualité européenne Enec est facultative. Elle garantit que la qualité du produit est régulièrement contrôlée par un laboratoire indépendant des fabricants et que sa fabrication a fait l’objet d’une procédure d’assurance qualité.

Dans les collèges et lycées, l’éclairage général est assuré par des luminaires encastrés ou suspendus fluorescents équipés d’optiques spécifiques pour éviter l’éblouissement. La plupart d’entre eux présentent un rendement au moins égal à 0,55 (c’est-à-dire de 55 %). Ils sont en général équipés d’optiques performantes qui réduisent les risques d’éblouissement. L’éclairage du tableau est spécifique avec un niveau d’éclairement de 500 lux et une commande d’allumage indépendante.

L’efficacité énergétique passe par l’électronique

Pourquoi choisir l’électronique dans des locaux d’enseignement ? Tout d’abord pour réduire les consommations d’énergie : avec un ballast ferromagnétique, un tube de 36 W consomme 41 W, mais seulement 36 ou 38 W avec un ballast électronique. Les ballasts électroniques prolongent de 50 % la durée de vie des lampes. Les versions à allumages multiples et à gradation améliorent la gestion de l’installation en mettant en œuvre des automatismes comme les détecteurs de présence, la variation de lumière et la gestion centralisée, qui ne fonctionnent qu’avec un ballast électronique marqué A2 au minima et de préférence marqué A1. Les détecteurs de présence peuvent être installés dans les circulations ou les sanitaires afin d’éviter des consommations inutiles dans le cas de locaux inoccupés. Ils commandent l’allumage et l’extinction par détection infrarouge en envoyant un signal aux luminaires. Certains systèmes prévoient un abaissement progressif du niveau d’éclairement jusqu’à un niveau de veilleuse.

La variation permet d’adapter le niveau d’éclairement aux besoins et offre la possibilité de conserver en permanence le même niveau : une cellule photoélectrique mesure l’apport de lumière naturelle et module l’éclairage artificiel en conséquence. Cette solution est très appréciée dans les locaux dotés de larges baies vitrées : elle évite à l’enseignant de se déplacer lors de projection, par exemple. La norme recommande d’installer un système de contrôle de l’éclairage dans les salles de classe et de conférences. Comme les consommations des tubes décroissent lorsque le niveau d’éclairement baisse, la variation génère automatiquement des économies d’énergie. I. A.

En savoir plus : Association française de l’éclairage (AFE) : www.afe-eclairage.com.fr.

Syndicat de l’éclairage :www.syndicat-eclairage.com.

Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie (Ademe) : www.ademe.fr.

Association française de normalisation (Afnor) : www.afnor.fr.

Union technique de l’électricité (UTE) : www.ute-fr.com.

Niveaux d’éclairement et UGR prescrits par la norme EN 12464 en millieu scolaire
Type d’intérieur, tâche ou activitéEm(lux)UGR(éblouis-sement)Remarques
Salles de classe en primaire et secondaire30019Contrôle de l’éclairage recommandé
Salles de classe pour les cours du soir et enseignement aux adultes50019Contrôle de l’éclairage recommandé
Salles de conférences50019Contrôle de l’éclairage recommandé
Tableau noir50019Éviter les réflexions spéculaires
Table de démonstration50019Pour les salles de conférences 750 lux
Salles d’art50019
Salles d’art dans les écoles des Beaux-Arts75019TCP ? 5 000 K
Salles de dessin industriel75016
Salles de travaux pratiques et laboratoires50019
Salles de travail manuel50019
Ateliers d’enseignement50019
Salles de pratique musicale30019
Salles de pratique informatique30019Pour le travail sur écran, voir 4.11
Laboratoires de langues30019
Ateliers et salles de préparation50022
Halls d’entrée20022
Zones de circulation, couloirs10025
Escaliers15025
Salles communes pour les étudiants et salles de réunion20022
Salles de professeurs30019
Bibliothèque : rayons de livres20019
Bibliothèque : zones de lecture50019
Réserves pour le matériel des professeurs10025
Halls de sports, gymnases, piscines30022Voir EN 12193
Cantines scolaires20022
Cuisines50022

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