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Un exercice d’économies et d’ergonomie

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Un exercice d’économies et d’ergonomie

Les exigences de la RT 2012 pour le neuf, celles de l’arrêté du 3 mai 2007 pour la rénovation, les CEE et CPE, ont fait passer l’éclairage au cœur des préoccupations des établissements scolaires, avec des performances élevées en termes d’économies d’énergie et de confort visuel.

L’éclairage contribue largement à l’amélioration de l’environnement, à la perception visuelle et donc aux performances des élèves, et ce, à des coûts de fonctionnement réduits, grâce à l’utilisation de matériels efficaces.

L’objectif est triple : pour le chef d’établissement ou l’intendant, il s’agit de limiter les consommations électriques, les coûts de maintenance et de simplifier les opérations d’entretien, et ce, dans le respect des textes réglementaires en vigueur. Pour l’élève, bénéficier d’un confort visuel et ergonomique lui permet de bien distinguer ce qui est écrit au tableau, de lire et écrire sans effort ni gêne. Quant à l’enseignant, il doit pouvoir adapter l’éclairage à ses besoins sans perturber son cours.

Norme et textes réglementaires : des exigences à croiser

Les valeurs prescrites dans la norme EN 12464-1 s’appliquent aussi bien aux bâtiments neufs qu’existants. Les niveaux d’éclairement moyen à maintenir doivent être atteints, quel que soit l’âge de l’installation. Il s’agit de valeurs en dessous desquelles l’éclairement moyen possible et disponible de la surface considérée ne doit pas descendre. Si c’est le cas, une opération de maintenance doit être déclenchée.
À titre d’exemple, la norme recommande 300 lux dans les salles de classes primaires et secondaires et 500 lux dans les amphithéâtres. L’indice de rendu des couleurs, noté Ra ou IRC, doit être supérieur ou égal à 80. Le taux d’éblouissement unifié (UGR), sensation d’inconfort produite par des surfaces brillantes dans le champ visuel, doit être de 19 dans la plupart des locaux d’enseignement. La norme recommande d’installer un système de contrôle de l’éclairage dans les salles de classe et de conférence.
Recommandation que l’on retrouve implicitement dans la RT 2012 qui donne des exigences en terme de consommation d’énergie annuelle globale. Celle-ci s’exprime en kilowattheures d’énergie primaire et est modulable en fonction du type de bâtiment, sa localisation, son altitude, et des émissions de gaz à effet de serre des énergies utilisées. Pour ce qui concerne l’éclairage, cela implique l’utilisation de systèmes de gestion tels que détecteurs de présence et de luminosité.
Pour les bâtiments existants, l’arrêté du 3 mai 2007 réglemente les travaux de rénovation à partir de 100 m². L’article 40 stipule, entre autres, que la puissance installée pour l’éclairage général doit être inférieure ou égale à 2,8 W par mètre carré de surface utile et par tranche de niveaux d’éclairement moyen à maintenir de 100 lux sur la zone de travail. Ou alors, l’installation d’éclairage général est composée de luminaires de type direct ou direct/indirect de rendement normalisé supérieur à 55 %, équipés de ballasts électroniques et utilisant des lampes dont l’efficacité lumineuse est supérieure ou égale à 65 lm/W.

Fluorescence et Led avant tout

Dans les locaux d’enseignement, les caractéristiques techniques (durée de vie, efficacité lumineuse, IRC, gammes de températures de couleur) des lampes fluorescence ou « Led » en font les sources les mieux adaptées. De plus, elles peuvent être équipées de systèmes de gestion, tels les détecteurs de présence, qui déclenchent automatiquement l’allumage ou l’extinction de l’éclairage dès qu’une personne entre ou sort d’une pièce, et/ou des détecteurs de lumière du jour, qui offrent la possibilité de maintenir un niveau d’éclairement constant quels que soient les apports de lumière naturelle.
Le choix des sources peut être crucial, notamment en cas d’absence de lumière naturelle, comme dans les locaux de l’Iéseg Paris (Institut d’économie scientifique et de gestion) où François Gaunand, concepteur lumière, Seulsoleil, a choisi le tube fluorescent T5 pour ses performances énergétiques et sa longue durée de vie.
Pour François Gaunand, il ne s’agissait pas tant de reproduire la lumière du jour artificiellement, mais plutôt d’évoquer le déroulement du temps. Pour ce faire, il a travaillé en étroite collaboration avec l’architecte Arnaud Delachapelle (Trace architectes) et utilisé les « alvéoles » des plafonds, notamment dans les circulations, comme de véritables puits de lumière artificielle, créés par des tubes T5 de température de couleur de 8 800 K. En parallèle, un éclairage vertical coloré (réalisé à l’aide de tubes équipés de filtres de différentes couleurs) permet de se repérer dans l’espace. Dans les petits amphithéâtres et la bibliothèque, ce sont des températures de couleur plus chaudes de 3 000 à 4 000 K qui ont été choisies pour des tubes T5 qui équipent soit des lignes continues, des encastrés, soit des plafonniers en saillie. Pour répondre aux attentes du maître d’ouvrage en terme de maîtrise de l’énergie, des détecteurs de présence ont été disposés dans les circulations, les sanitaires, les bureaux, tandis que les deux grands amphithéâtres bénéficient de systèmes de gradation avec commande manuelle ou scenarii (quatre) préenregistrés.

Des CPE sur les bancs d’école

Le conseil général de la Manche, le groupe EDF et Dalkia France ont signé en juin 2011 un Contrat de partenariat de performance énergétique (CPPE) pour la rénovation de vingt collèges, de trois musées et du siège du conseil général à Saint-Lô (50). Ce contrat, d’un montant de 50 ME sur dix-sept ans, concerne la conception des solutions multiénergie adaptées aux spécificités du patrimoine, la réalisation des travaux, le financement et l’exploitation des installations. Il vise à réaliser 32 % d’économies d’énergie, et garantit sur toute sa durée les performances énergétiques. Les émissions de CO2 seront réduites de 58 % (2 300 tonnes de CO2 évitées chaque année).
C’est dans ce cadre que Philips Lighting a rénové 445 salles de classe. « Les installations précédentes mettaient en œuvre des luminaires équipés chacun de deux tubes fluorescents 36 W dotés de ballasts ferromagnétiques, explique Bertrand Charlet, responsable Comptes clés, Philips Lighting. Nous les avons remplacés, à chaque fois que cela était possible, par des luminaires SmartForm équipés de quatre tubes fluorescents T5 13 W (donc avec ballasts électroniques) ».

Gestion de l’éclairage

Des capteurs permettent la détection de mouvement, ainsi que la gradation en fonction des apports de lumière de jour, afin de garantir un niveau d’éclairement de 350 lux moyens. Des encastrés asymétriques éclairent le tableau. Les économies ainsi réalisées sur les consommations varient de 50 à 60 % dans les salles où les luminaires ont été remplacés, et de 4 à 5 % dans les classes où seuls les tubes ont été changés. Philips Lighting participe aussi à un CPE avec EDF concernant la rénovation de 600 classes d’écoles primaires parisiennes qui devraient générer de 15 à 35 % d’économies d’énergie.
Autre exemple, en mandatant Cofely, Groupe GDF-Suez, associé en groupement à la Caisse des dépôts et au Fidepp (Fonds d’investissement et de développement des partenariats public-privé), la Région Alsace entend favoriser le recours aux énergies renouvelables, tout en explorant de nouvelles méthodes de gestion des installations techniques de 14 lycées. Le CPE porte sur la conception, le financement, la construction et l’exploitation des équipements énergétiques des lycées. Conclu pour vingt ans, à compter du 1 er janvier 2010, il permettra de réduire de 35 % la consommation d’énergies de l’ensemble des bâtiments et de 65 % leurs émissions de gaz à effet de serre, en évitant l’émission de 90 000 t de CO2, sur toute la durée du contrat.
L’investissement global est de 30 millions d’euros, représentant un montant variable de 1 à 4 ME par lycée.
C’est ainsi qu’Osram a rénové le Lycée Louis-Marchal de Molsheim (67) après avoir effectué des tests de consommation liée à l’éclairage de trois salles de classe et deux types de couloirs, équipés chacun de différents luminaires et systèmes de gestion de l’éclairage.
Dans la salle 1, les luminaires fluorescents T8 avec ballast conventionnel ont été conservés, tandis que la salle 2 a été équipée de luminaires fluorescents T5 avec ballast électronique et la salle 3 a bénéficié, en plus, d’un système de gestion automatique de l’éclairage avec détecteur de mouvement et de lumière naturelle.
Sur 860 heures de fonctionnement annuel, les consommations relevées sont les suivantes :
• salle 1 avec luminaires fluorescents T8 et BC : 929 kWh ;
• salle 2 avec luminaires fluorescents T5 et BE : 491 kWh ;
• salle 3 avec luminaires fluorescents T5 et BE détection de présence et lumière naturelle : 273 kWh.
Soit 70,6 % d’économies d’énergie réalisées entre les salles 1 et 3 ; 47 % entre les salles 1 et 2, et 44 % entre les salles 2 et 3.
La consommation d’un premier couloir, équipé par un système fluorescent T8 avec ballast conventionnel et détection de présence, a été comparée avec celle d’un couloir rénové avec des encastrés downlight Led sur détection de présence. Sur dix luminaires installés dans chaque couloir, la consommation annuelle a permis des économies d’énergie de 82,6 %.

N°322

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