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Conseils pour la planification et les calculs

Une installation d’éclairage implique la nécessité de déterminer les systèmes d'éclairage, équipements et systèmes de commande les mieux appropriés et de tenir compte de l'utilisation de la lumière du jour. Voici quelques conseils de planification et de calcul concernant le rendement énergétique et l’évaluation.

Efficacité énergétique dans les installations d'éclairage

L'installation d'éclairage doit remplir les exigences d'éclairage d'un espace donné et assurer le confort visuel tout en consommant le minimum d'énergie. Il convient donc de déterminer les systèmes d'éclairage, équipements et systèmes de commande les mieux appropriés et de tenir compte de l'utilisation de la lumière du jour. Une mesure de l'efficacité d'une installation d'éclairage est la puissance installée, en W/m², nécessaire pour répondre aux exigences posées.

Outre une puissance installée faible, l’utilisation de l’énergie dans une installation doit être limitée à l’aide de différents systèmes de commande afin d’adapter l’éclairage aux besoins et d’obtenir ainsi une utilisation la plus efficace possible.

La meilleure méthode pour déterminer l'efficacité énergétique d'une installation d'éclairage consiste à évaluer la consommation énergétique annuelle. Cette méthode est décrite dans la norme EN 15193 associée à la Directive énergétique.

Le guide de planification « Lumière & pièces » propose une méthode pour calculer l'indice LENI selon des valeurs standard basées sur des calculs selon la norme EN 15193 SS et en tenant compte des conditions suédoises normales. Des estimations plus précises peuvent également être effectuées dans DIALux ou un programme informatique similaire. Vous pourrez alors prendre en compte des facteurs de réduction pour la commande en fonction de la présence/absence, de la lumière naturelle et de la commande d'éclairage constant.

Conseils généraux pour une consommation énergétique basse

Pour obtenir une installation d’éclairage écoénergétique, les conditions suivantes doivent être respectées :

  • Sélection de sources lumineuses d'un flux lumineux élevé pour le rendu des couleurs souhaité.
  • Système d'éclairage d'une bonne efficacité énergétique avec adaptation de la puissance installée de l'éclairage en fonction des besoins.
  • Luminaires performants avec une répartition lumineuse appropriée et un bon défilement.
  • Utilisation optimale de la lumière du jour.
  • Utilisation optimale de la lumière naturelle et de la lumière artificielle grâce à l'utilisation de couleurs claires.
  • Adaptation de l'éclairage grâce un contrôle de présence.
  • Possibilité d'adaptations individuelles.
  • Fonctionnement haute fréquence avec réglage de la lumière.
  • Bonne planification de l'entretien de l'installation d'éclairage afin de garantir un facteur de dépréciation élevé.

Exemples de puissances d’éclairage installées

Type d'installation Puissance d'éclairage installée Intensité d’éclairage requise en exploitation (lx) Notes
Couloirs 5-10 W/m² 100 lx  
Couloirs 10 W/m² 200 lx  
Lieux publics généraux 10-12 W/m² 300 lx  
Locaux de travail 10-12 W/m² 300 lx (*)
Locaux de travail 10-15 W/m² 500 lx (*)
Locaux de travail 15-30 W/m² 1000 lx (*)
(*) Éclairement requis selon la norme en vigueur EN 12461-1 SS et indications dans « Lumière & pièces ». La valeur plus basse suppose généralement un système d'éclairage localisé adapté à la zone de travail du local de travail.

Évaluation du système d'éclairage

L'ergonomie visuelle d'un poste de travail est importante pour créer des conditions de travail stimulantes. Pour contrôler et évaluer un système d'éclairage installé dans une pièce, il existe une méthode efficace, « l'évaluation visuelle », qui consiste tout simplement à décrire ce qu'on voit dans le local.

Évaluer la pièce visuellement, son système d'éclairage, les couleurs et l'agencement. Ces facteurs s'influencent les uns les autres et sont difficiles à juger individuellement. Les couleurs de la pièce ne doivent pas être dénaturées et vous devez pouvoir réaliser votre tâche visuelle sans inconfort dû à des éblouissements ou à des réflexions.

La qualité visuelle de la pièce a un impact majeur sur votre santé et vos performances. Il est donc important de ne pas se fier complètement au résultat calculé par l'ordinateur. Essayez de réaliser une évaluation visuelle de votre propre poste de travail conformément au tableau.

Donnez une note entre 1 et 5. Pour en savoir plus sur l’éclairage et comment concevoir un poste de travail, consultez le document Arbetsmiljöverkets författningssamling, « Arbetsplatsens utformning ».

NotionDescriptionAppréciation
Niveau de lumière – la pièce est-elle claire ou sombre ? claire – sombre
Répartition lumineuse – comment la lumière est-elle répartie dans la pièce ? uniforme – variée
Couleur de la lumière – la couleur de la lumière est-elle ressentie comme chaude ou froide ? chaude – froide
Couleur – comment les couleurs et les objets sont-ils perçus ? naturels – dénaturés
Éblouissement – des éblouissements inconfortables sont-ils observés ? imperceptibles – gênants
Ombres – les ombres sont-elles douces ou dures ? douces – dures
Réflexions – les réflexions sont-elles intenses ou diffuses ? intenses – diffuses

 

 

Le facteur de dépréciation influence la consommation d'énergie

Avec la nouvelle norme, une plus grande responsabilité repose sur la personne en charge de la planification de l'installation. Le facteur de dépréciation de l'installation a une influence directe sur la consommation d'énergie.

Pour pouvoir choisir un facteur de dépréciation élevé, il est important d'accorder une attention particulière au choix des sources lumineuses, luminaires et systèmes d'éclairage. Les luminaires T5 contribuent à des conditions optimales pour l'obtention d'un facteur de dépréciation élevé.

Le facteur de dépréciation constitue la base de la définition du plan d'entretien de l'installation d'éclairage.

Consultez les indications sur le site internet Ljuskultur www.ljuskultur.se.

Tableau 5.1 Guide rapide pour la détermination du facteur de dépréciation

 
Facteur de dépréciation de l'installation d'éclairage pour un luminaire ouvert avec des intervalles de nettoyage de 3 ans et un environnement propre
Réduction de la lumière de la source lumineuse
après 10 000 h
Exemples de sources lumineuses Facteur de réduction de la lumière
≤10 % Tubes fluorescents droits avec couche d'appauvrissement pour une faible réduction de la lumière et lampes sodium haute pression. 0,85
10–25 % Divers tubes fluorescents, tubes fluorescents compacts et lampes mercure, LED. 0,80
≥ 25 % Lampes aux halogénures métalliques 0,70

 

Tableau 5.2 Partie du facteur de dépréciation qui constitue la réduction de la lumière de la source lumineuse 

Réduction de la lumière de la source lumineuse
après 10 000 h
Exemples de sources lumineusesFacteur de réduction de la lumière
≤ 10 % Tubes fluorescents droits avec couche d'appauvrissement pour une faible réduction de la lumière et lampes sodium haute pression. 0,90
10–25 % Divers tubes fluorescents, tubes fluorescents compacts et lampes mercure, LED. 0,85
≥ 25 % Lampes aux halogénures métalliques 0,75

 

Tableau 5.3 Partie du facteur de dépréciation qui correspond à l'encrassement du luminaire compte tenu du type du luminaire, de l'environnement et des intervalles de nettoyage 

Nombre d'années entre les nettoyages de groupes2,03,04,05,0
Type de luminaire Entourage Entourage Entourage Entourage
  Propre Sale Propre Sale Propre Sale Propre Sale
Luminaire ouvert 0,96 0,85 0,94 0,77 0,92 0,72 0,9 0,66
Luminaire fermé 0,98 0,87 0,96 0,84 0,94 0,78 0,92 0,71
Luminaire avec éclairage ascendant indirect 0,91 0,68 0,84 0,54 0,77 0,40 0,71 0,29
Pour calculer un facteur de dépréciation, utilisez le tableau 5.2 et le tableau 5.3 ensemble.
Formule normale pour le facteur de dépréciation = LLM x LSF x LMF x RSMF (voir l'explication sur la page des Grandeurs, unités et leurs significations).

 

Exemple
  • Luminaire fermé pour tube fluorescent :
  • Environnement propre.
  • 2 ans entre les nettoyages des groupes.
  • Facteur de dépréciation = 0,90 x 0,98.
  • Facteur de dépréciation total 0,88.

Le Tableau 5.2 est une adaptation de la seconde édition de la norme CIE 97:2005 aux conditions suédoises. Si d'autres facteurs sont utilisés, la manière dont ils ont été calculés doit être indiquée. Pour obtenir des informations plus précises sur les facteurs pour les luminaires et les sources lumineuses, contactez votre fournisseur.

Relevés photométriques

La répartition lumineuse du luminaire est mesurée dans plusieurs plans C autour du luminaire, au moins tous les 15 degrés autour du luminaire. Le premier plan de mesure (C = 0°) est le plan parallèle à l'axe longitudinal des lampes. Les angles γ sont mesurés au moins tous les 5 degrés (voir la figure).

Courbe de répartition lumineuse
La courbe de répartition lumineuse est une courbe dessinée sur un diagramme polaire. Elle indique l'intensité lumineuse du luminaire dans différentes directions en fonction de l'angle de vision dans un ou plusieurs plans. Souvent, une ligne pleine indique la répartition lumineuse perpendiculairement à l'axe longitudinal de la source lumineuse et une ligne pointillée indique la répartition lumineuse dans la direction de l'axe longitudinal.

Les valeurs des courbes de répartition lumineuse sont échelonnées pour correspondre à 1000 lm depuis la source lumineuse (cd/1000 lm, cd/klm). Les luminaires de différentes puissances peuvent ainsi souvent être représentés sur un diagramme polaire commun.

Intensité lumineuse standardisée
Les données d’intensité lumineuse standardisée d’un luminaire (muni d’une ou plusieurs ampoules de type et de puissances spécifiques) doivent être indiquées sous la forme d’un tableau, standardisées pour un flux lumineux de 1000 lm et exprimées en candela par kilolumen (cd • klm -1).

fagerhult_diagrammepolaire_1

530cd/klm à 0 degrés

Intensité lumineuse absolue
L’intensité lumineuse absolue (en candela(cd)) d’un luminaire (muni d’une ou plusieurs ampoules de type et de puissances spécifiques) doit être indiquée sous la forme d’un tableau. Le modèle d’ampoule et la puissance nominale doivent être mentionnés.

fagerhult_diagrammepolaire_2

Dans ce cas, la puissance lumineuse est de 3300 lm.
530 cd/klm multiplié par 3300 lm font 1760 cd.

Diagramme isolux

fagerhult_diagrammeisoluxCe diagramme indique une zone limitée par des courbes (ou des échelles) à l'intérieur de laquelle l’éclairement horizontal dépasse la valeur en lux de la courbe. L'emplacement des luminaires est généralement indiqué.

Le diagramme isolux peut aussi être représenté sous forme de diagramme 3D qui est plus adapté pour illustrer l'uniformité de l'installation d'éclairage. Les valeurs d'éclairement des points de calculs peuvent aussi être indiquées sur le schéma du local et les résultats sont obtenus sous forme de tableau. Le logiciel DIALux permet d'obtenir les résultats sous toutes les formes indiquées ci-dessus.

Grandeurs, unités et leurs significations

      
Grandeur/NotionDésignationUnitéFormuleDéfinition/Explication
Pour des définitions normalisées et davantage d'informations sur les grandeurs, les unités et les notions, reportez-vous à la norme SS EN 12 665 - Termes de base et critères pour la spécification des exigences en éclairage (EN 12 665 – Basic terms and criteria for specifying lighting requirements).
Intensité lumineuse (pour une source lumineuse, dans une direction donnée) I candela (cd) I = dΦ/d
cd = lm • sr-¹
Le rapport entre le flux lumineux dΦ quittant la source et se propageant dans un élément d’angle solide dΩ contenant la direction donnée et cet élément d’angle solide (unité : cd = lm x sr).
Notes : intensité lumineuse dans une direction donnée – flux lumineux par angle solide (ω).
Éclairement (sur un point sur une surface) (E) E Lx E= Φ/A Le rapport entre le flux lumineux dΦv sur un élément de la surface contenant le point, et la surface dA de cet élément (unité : lx = lm x m-2).
Notes : l'éclairement concerne le flux lumineux reçu sur une surface donnée – flux lumineux par unité de surface (m²).
Éclairement cylindrique Ez Lx Ez = (1/π) 
L sin εdω
/
4 πsr
Le flux lumineux total sur une surface incurvée par un très petit cylindre placé sur un point spécifique divisé par la surface du cylindre (unité : lx). 
Notes : éclairement cylindrique (sur un point dans une direction) (Ez) grandeur définie par la formule Ez = (1/π)  L sin εdω 4 πsr où : dω est l’angle solide pour chaque rayon d’élément qui traverse le point donné
L est sa luminance au niveau de ce point
ε est l’angle qu’il forme avec la direction donnée. Si rien d’autre n’est précisé, la direction est verticale.  Unité : lx.
Modulation Ez / Eh   Ez / Eh Le rapport entre l'éclairage cylindrique et l'éclairage horizontal en un point.
Notes : équilibre entre lumière diffuse et lumière orientée. Une valeur comprise entre 0,3 et 0,6 indique normalement un bon modelé.
Luminance (brillance) L (cd/m²) L = I/A
(L = I/Acosα)
Luminance dans une direction donnée, à un point donné, sur une surface réelle ou imaginaire (unité : cd x m-2 = lm x m-2 x sr-1).
Notes : la luminance était autrefois appelée brillance et est définie comme la densité de lumière dans la direction d'un point/une surface donné(e) sur une source lumineuse/un luminaire ou une surface éclairée.
Flux lumineux Φ lumen (lm) Φ=I/ω La quantité totale de lumière émise par une source lumineuse et définie comme la quantité de lumière obtenue quand le flux lumineux de rayonnement de la source lumineuse est évalué en fonction de la sensibilité de l'œil pour une vision diurne (la courbe Vλ selon CIE).
Rendement de luminaire (Light Output Ratio – LOR) ηA     Le rapport entre le flux total du luminaire, mesuré dans des conditions pratiques spécifiques, avec ses propres sources lumineuses et équipements, et la somme des flux lumineux individuels de ces mêmes sources lumineuses en fonctionnement hors du luminaire avec le même équipement, dans des conditions spécifiques.
Ballast Lumen Factor (facteur de flux lumineux d'un ballast.) BLF Indique le rapport du flux lumineux de la source lumineuse mesurée par le ballast et le flux lumineux de la même source lumineuse mesurée par un ballast de référence à une température ambiante de 25 °C.
Température de couleur Tc kelvin (K) CIE 17.4 La température du radiateur de Planck, dont le rayonnement a la même chromaticité que le stimulus donné. (unité : K).
Notes : La température de couleur décrit l'impression de couleur produite par la source lumineuse et est normalement perçue comme chaude pour K < 4000 et froide pour K > 4000 K.
La température de couleur est exprimée comme une température absolue ou un point zéro absolu défini par K = -273,17 °C ou 0 °C = +273,17 K.
Température de couleur proximale Tcp kelvin (K) CIE 17.4 La température du radiateur de Planck dont la couleur perçue ressemble le plus, dans des conditions d'observation spécifiées, à celle d'un stimulus donné de même luminosité. (unité : K)
Indice de rendu des couleurs CRI Ra CIE 17.4 Indice de rendu des couleurs général CIE 1974 pour un ensemble de 8 échantillons de couleurs
Notes : il s’agit de la mesure de la capacité de la source lumineuse à rendre les couleurs par rapport à une source lumineuse de référence à une température de couleur déterminée. Il est mesuré selon un indice Ra qui, selon CIE, ne doit pas dépasser 100 et être, pour l'éclairage des locaux de travail, d'au moins 80.
Efficacité lumineuse d’une source lumineuse η (lm/W) η=Φ/P Le rapport entre le flux lumineux émis et la puissance fournie à la source lumineuse. (unité : lm x W-1).
Notes : l'efficacité lumineuse peut être décrite comme une mesure du rendement de la source lumineuse.
Efficacité lumineuse – système (source lumineuse + ballast) η c (lm/W) η=Φ/P Le rapport entre le flux lumineux émis par une source lumineuse et la puissance électrique consommée, dont les pertes dans le ballast.
Efficacité lumineuse – luminaire (source lumineuse + ballast) l /LLE (lm/W) η=Φ/P Le rapport entre le flux lumineux émis par un luminaire et la puissance critique consommée avec la source lumineuse, dont les pertes dans le ballast.
Éblouissement     CIE- 31, 112, 117 Les éblouissements entraînent une gêne visuelle ou réduisent la capacité à voir des détails ou des objets. Ils sont dus à une mauvaise répartition de la luminance, à des niveaux de luminance incorrects ou à des contrastes extrêmes.
Notes : les éblouissements sont normalement divisés en éblouissements d’inconfort UGR/NB et éblouissements perturbateurs TI/GR.
Éblouissement d’inconfort UGRL   CIE- 117 L'éblouissement d'inconfort peut être exprimé en utilisant une « échelle psychométrique » dérivée des expériences psychophysiques. S'il est exprimé avec la méthode « Unified Glare Rating », les valeurs suivantes UGR peuvent être utilisées (voir CIE 117). 10 ; 13 ; 16 ; 19 ; 22 ; 25 ; 28.
Notes : les données UGR vérifiées et présentées selon la méthode de tableau décrite dans la publication CIE 117 doivent être fournies avec les luminaires par le fabricant des luminaires. Les fabricants qui publient des tableaux UGR calculés avec un rapport de distance à la hauteur différent de celui décrit dans la publication CIE 117 doivent indiquer ce fait. 
Uniformité
– éclairement
 – luminance
Uo   Emin/Emoy
Lmin/Lmoy
Le rapport entre la valeur la plus basse et la valeur moyenne pour une surface définie sauf indication contraire.
Facteur de lumière du jour D     Le rapport entre l'éclairement en un point sur​ un plan donné, causé par la lumière directe ou indirecte à partir d'un ciel à la distribution de luminance supposée ou connue et l'éclairement sur un plan horizontal causé par une demi-sphère non blindée du même ciel. Une contribution de la lumière directe du soleil aux deux éclairements est exclue.
Luminosité du luminaire Lmoy cd/m2 L = I/A
(L = I/Acosα)
La luminance moyenne des sources lumineuses du luminaire ou de l'angle solide.
Luminance du luminaire – valeurs limites (en cas de travail sur écran) Lmoy cd/m2 L = I/A
(L = I/Acosα)
La luminance moyenne des sources lumineuses du luminaire doit être mesurée et/ou calculée dans le plan C à des intervalles de 15 ° en commençant à 0 ° et pour une augmentation des angles γ de 65 °, 75 ° et 85 °.
Notes : normalement fournie par le fabricant de luminaires sur la base du rendement maximum (source lumineuse/luminaire). Les valeurs ne doivent pas dépasser les limites indiquées dans le tableau 4 (voir également EN 13032-1 et -2).).
Angle de défilement pour la source lumineuse du luminaire   degrés L’angle entre l'axe horizontal du luminaire et la direction de vision selon laquelle la source lumineuse du luminaire est directement visible.
Angle de défilement optique ; angle « cut-off » pour le luminaire   degrés Angle, mesuré à partir du nadir, entre l'axe vertical et la première ligne de vision à partir de laquelle les sources lumineuses et les surfaces de luminance élevée ne sont pas visibles.
Angle solide ω stéradian
(sr)
ω=A/r² Le rapport entre la surface A découpée sur la sphère par un faisceau de lumière et la surface carrée ayant pour côté le rayon de la sphère.
Durée de vie moyenne
– pour les sources lumineuses
heures (h) La durée de vie moyenne d'une source lumineuse est définie comme le nombre d'heures de fonctionnement après lequel 50 % d'un grand nombre de sources lumineuses ne fonctionnent plus (indiqué normalement pour les ampoules à incandescence, ampoules halogènes et tubes fluorescents).
Durée de vie en fonctionnement
– pour les sources lumineuses
heures (h) La durée de vie de service est définie comme le nombre d'heures après lequel les sources lumineuses fournissent normalement toujours 80 % de la quantité de lumière totale, après prise en compte des sources lumineuses ne fonctionnant plus et de la réduction de lumière des sources lumineuses.
Durée de vie économique
– pour les sources lumineuses
heures (h) La durée de vie économique est définie comme le nombre d'heures après lequel une installation dispose normalement encore de 70 % de la quantité de lumière totale, après prise en compte des sources lumineuses ne fonctionnant plus et de la réduction de lumière des sources lumineuses.
Points de calcul p   p = 0,2 x 5 log d Une grille avec un nombre défini de points de calcul et de mesure dans chaque direction sur le plan de mesure.
Notes : notez que l'espacement et l'emplacement des points de calcul ne doivent pas coïncider avec la distance entre les luminaires.
Les grilles dont la forme se rapproche de celle d'une case ou d'un carré sont recommandées et le rapport entre la longueur et la largeur de la grille doit être compris entre 0,5 et 2 (voir également la norme EN 12193).
La distance maximale entre les points de calcul sur la grille doit être : p = 0,2 x 5 log d (1) où :
p ≤ 10
d est la distance la plus grande pour la surface
p est la distance maximale entre les points de calcul (m).
Le nombre de points pour la distance la plus longue est déterminé selon le nombre entier impair le plus proche de d/p.
LENI   kWh/m2, an   Lighting Energy Numeric Indicator ; indicateur numérique de la consommation d'énergie annuelle du luminaire à l'intérieur d'un bâtiment ou dans une zone spécifique selon SS-EN15193 (voir les instructions dans une section séparée). 
Notes : L'indicateur LENI peut être utilisé comme un comparateur de l'efficacité énergétique de l'éclairage entre différents bâtiments et locaux aux fonctions et activités similaires.
Zone de travail       Zone dans laquelle un travail est effectué.
Notes : fait référence aux exigences d’éclairage des normes EN 12464-1 et EN 12464-2.
Entourage immédiat       Une bande/zone autour de la zone de travail dans le champ visuel d'une largeur d'au moins 0,5 m.
Notes : fait référence aux normes EN 12464-1 et EN 12464-2.
Entourage extérieur       L'entourage extérieur comprend une bande/zone autour de l'entourage immédiat d'au moins 3 m. Quand l'entourage extérieur rencontre un mur, la zone de l'entourage extérieur est limitée par une zone de 0,5 m à partir des murs de la pièce. L'éclairement dans l'entourage extérieur doit être d'au moins 1/3 de l'éclairage de l'entourage immédiat. 
Notes : fait référence à la prochaine édition de la norme EN 12464-1.
Facteurs de dépréciation       Formule LLMF x LSF x LMF x RSMF. Voir les tableaux de la section traitant de la planification de l'éclairage.
Facteur de dépréciation de la source lumineuse LLMF     Le rapport entre le flux lumineux d'une source lumineuse à un moment donné au cours de sa vie utile et le flux lumineux initial.
Notes : facteur de dépréciation de la source lumineuse.
Facteur de mortalité de la source lumineuse LSF     Partie du nombre total de sources lumineuses qui est encore en fonctionnement à un moment donné dans des conditions et une fréquence d'allumage définies.
Notes : facteur de mortalité de la source lumineuse. 
Facteur de dépréciation du luminaire LMF     Le rapport entre le taux d'efficacité d'exploitation d'un luminaire à un moment donné et le taux d'efficacité d'exploitation initial.
Notes : facteur de dépréciation du luminaire.
Facteur de dépréciation des surfaces de la pièce RSMF     Le rapport de la réflectance des surfaces de la pièce à un moment donné et leur réflectance initiale.
Notes : facteur de dépréciation pour les surfaces de la pièce en fonction de l'encrassement de la pièce.
Facteur de flux lumineux de l’éclairage de secours EBLF     Le rapport entre le flux lumineux de la source lumineuse, mesurée avec un ballast durant un essai, à la tension la plus basse possible durant un mode secours après une panne de courant (pour le temps de démarrage recommandé pour les besoins de l'application) et pour une utilisation continue du mode secours jusqu'au temps déterminé, et le flux lumineux de la même source lumineuse en fonctionnement avec un réacteur normal à la tension et la fréquence nominales.
EBLF = BLF x Fmin où :
EBLF est le facteur de flux lumineux du ballast de l’éclairage de secours ;
BLF est le facteur de flux lumineux pour le ballast ;
Fmin /le facteur d’éclairage de secours le plus bas/le pire cas pour les facteurs de réduction durant un mode secours. 
Notes : en mode secours, la source lumineuse est alimentée par l'unité d'éclairage de secours au lieu du ballast ordinaire. Le mode secours est activé en cas de réduction de la puissance de la source lumineuse, en général 5-30 % de la puissance normale.