Une source d’économies d’énergie et de confort

La lumière naturelle, c’est-à-dire la lumière du jour, non seulement influe sur le parti pris architectural, mais joue également un rôle important à la fois dans la gestion du bâtiment (économies d’énergie), et dans l’amélioration du bien-être des usagers (implications ergonomiques, physiologiques et psychologiques). Alain Azaïs, délégué général de l’Association française de l’éclairage, explique comment la réglementation accorde une large place à cet élément naturel dans les constructions neuves, et nous éclaire sur les conséquences de cet apport gratuit via le choix des vitrages et des matériels d’éclairage à mettre en œuvre.

Réglementation

Existe-t-il des textes réglementaires relatifs à la lumière naturelle ?

Le Code du travail, dans sa partie réglementaire (décret n° 2008-244 du 7 mars 2008 - art.V), comporte trois articles relatifs spécifiquement à la lumière naturelle. Il s’agit de l’article R 4213-2 qui stipule que : « Les bâtiments sont conçus et disposés de telle sorte que la lumière naturelle puisse être utilisée pour l’éclairage des locaux destinés à être affectés au travail, sauf dans les cas où la nature technique des activités s’y oppose », engageant par là même la responsabilité du maître d’ouvrage. L’article R 4213-3, relatif à la vue directe sur l’extérieur, traite plus de l’aspect psychologique, tandis que l’article R 4223-3 indique succinctement que « les locaux de travail disposent autant que possible d’une lumière naturelle suffisante ». Par ailleurs, la RT 2012, qui met l’accent sur la réduction des consommations d’énergie, implique de laisser une plus grande part à la lumière naturelle, de façon à diminuer celle de l’éclairage artificiel.

Bioclimatisme

Comment prendre en compte l’environnement urbain ?

Tout d’abord, il est essentiel de veiller à l’orientation du bâtiment et des ouvertures par rapport à la courbe solaire, de façon à ne pas perdre d’un côté ce que l’on peut gagner de l’autre (chauffage, ventilation). Le type d’ouverture entre aussi en ligne de compte, les apports n’étant pas les mêmes selon que l’on utilise des baies vitrées, des lanterneaux ou des verrières. Autre élément à prendre en compte, l’urbanisme environnant qui, dans certains cas, masque en totalité ou en partie les apports de lumière du jour. Dans certaines agglomérations, les bâtiments sont si hauts et si proches les uns des autres que, malgré de larges baies vitrées, les rayons solaires ne peuvent jamais pénétrer dans les locaux. D’où l’intérêt de créer des puits de lumière qui permettent à la lumière de « descendre » à l’intérieur des bâtiments.

Distribution lumineuse

Est-il possible de mesurer l’éclairement naturel ?

La Commission internationale de l’éclairage a déterminé une méthode pour calculer le « Facteur de lumière du jour » (FLJ). Ce facteur est le rapport de l’éclairement naturel intérieur reçu en un point (généralement le plan de travail ou le niveau du sol) à l’éclairement extérieur simultané sur une surface horizontale, en site parfaitement dégagé, par ciel couvert. Il s’exprime en pourcentage. Les valeurs du FLJ sont indépendantes de l’orientation des baies vitrées, de la saison et de l’heure du jour. Une fois que le facteur de lumière du jour en un point du local est connu, il est possible de calculer le niveau d’éclairement en ce point à partir de l’éclairement horizontal extérieur.

Vitrage

Comment évalue-t-on les propriétés du vitrage ?

La lumière du jour qui pénètre par les ouvertures est transmise, absorbée et réfléchie de façon différente selon la qualité des vitrages. Ainsi, ceux-ci sont choisis en fonction de leurs facteurs de transmission, d’absorption et de réflexion qui sont déterminés pour des longueurs d’ondes comprises entre 0,3 et 2,5 ?m, et calculés selon la norme NF EN 410. Certains verres offrent des solutions qui consistent par exemple, à éliminer les ultraviolets, à filtrer la lumière, ou encore à l’instar des vitrages à faibles facteurs solaires qui permettent de réduire l’action thermique des rayonnements.

Régulation

Quid de l’association lumière naturelle-éclairage artificiel ?

Outre la qualité des vitrages dont on vient de parler, il existe des protections propres au bâti telles que pare-soleil, auvents, ou disposées à l’intérieur des locaux, tels les rideaux ou stores. À l’inverse, lorsque les apports de lumière naturelle sont insuffisants, il est nécessaire que l’éclairage artificiel prenne le relais, afin de disposer d’un niveau d’éclairement constant. Les capteurs de luminosité, appelés aussi « détecteurs de lumière du jour », intégrés ou non aux luminaires, déclenchent automatiquement l’allumage de l’éclairage artificiel dès que le niveau d’éclairement descend en dessous de la valeur requise. Certains systèmes y associent également le pilotage des stores électriques. Ces automatismes permettent de réduire considérablement les consommations, tout en améliorant le confort visuel.

Perspectives

À quelles évolutions pouvons-nous nous attendre ?

L’interaction de la lumière naturelle et de l’éclairage artificiel va sans doute progresser encore à travers des outils de gestion automatique. Mais le développement des Oled va véritablement transformer les équipements. Les appareils d’éclairage seront remplacés par des surfaces éclairantes capables de capter et de laisser passer la lumière naturelle, en diffusant un éclairage artificiel que si nécessaire. La lumière sera optimisée dans les deux sens et se fondra entièrement dans l’architecture du bâtiment.