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Notions dclairagisme pour les ouvrages intrieurs
Jacques BOURBON 1FORMAPELEC
JB2010
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Jacques BOURBON FORMAPELEC 2
Normes relatives lclairagisme
NF EN 12464-1 : clairage des lieux de travail intrieurs.
NF C 71-121 : Mthode simplifie de prdtermination des clairements dans
les espaces clos et classification correspondantes.
Les rgles de lart en clairagisme sont dfinies dans les Recommandations de lAssociation Franaise de lEclairage. Consulter en
particulier les Recommandations relatives lclairage intrieur des lieux de travail, ainsi que clairage et travail sur crans de visualisation.
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La lumire est un rayonnement lectromagntique, cette nergie se dplace
une vitesse proche de 300 000 Km par seconde.
Cette ondulation lectromagntique gnre une oscillation priodique.
Sa caractristique peut tre repre par :
sa longueur d onde
sa frquence
La lumire
Jacques BOURBON 3FORMAPELEC
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Le schma ci-dessous dcrit la rpartition des ondes lectromagntiques en
fonction de la longueur d'onde.
On remarquera que la lumire visible ne couvre qu'une petite plage du spectre
des ondes lectromagntiques.
Le spectre lumineux
Jacques BOURBON 4FORMAPELEC
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La temprature de couleur exprime en Kelvins (K) : cela reprsente la couleur
de la lumire mise par une lampe. On parlera gnralement de teinte chaude
(temprature de couleur < 3500 K) ou froide (temprature de
couleur > 5000 K). La couleur apparente de la source a des effets
psychologiques agrables ou dsagrables mais ninfluence nullement les performances visuelles.
Teinte froide (bleute)
Temprature de couleur
leve (5000 6000 K)
Teinte chaude (rougetre)
Temprature de couleur
basse (2700 3500 K)
La temprature de couleur
Jacques BOURBON 5FORMAPELEC
clairement de 300 lux
couleur chaude.
clairement de 300 lux
couleur froide.
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Sur la photo du haut, les
fruits ont un aspect bleut
la source qui les claire ne
restitue pas leur coloration
naturelle.
Sur la deuxime photo,
lIRC est meilleur.
Cet indice (IRC) varie entre 0 et 100, mais il n'a de sens qu'entre 50 et 100.
Plus les aspects sont identiques, plus on se rapproche du chiffre 100
Il est recommand de ne pas utiliser des lampes dindice de rendu des couleurs infrieur 80 dans les lieux o le personnel travaille pendant de longues
priodes.
Lindice de rendu de couleur
Jacques BOURBON 6FORMAPELEC
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La codification
Jacques BOURBON 7FORMAPELEC
Les fabricants adoptent de plus en plus une indication code trois chiffres de
la temprature de couleur et de lindice de rendu des couleurs (IRC), par exemple 827, 930...
> Le premier chiffre se
rapporte au rendu de couleur
: par exemple, 9 signifie que
lIRC est suprieur 90, 8 quil est compris entre 80 et 90, etc.
> Les deux derniers chiffres
indiquent la temprature de
couleur : 30 pour 3 000 K, 27
pour 2 700 K.
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Cest un dbit de lumire, cette grandeur sert principalement qualifier photomtriquement les lampes et est exprime en lumens (lm), cest leur puissance de rayonnement visible.
Le flux lumineux (F) des sources est donn par les fabricants dans les
catalogues.
Le flux lumineux
Jacques BOURBON 8FORMAPELEC
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Jacques BOURBON FORMAPELEC 9
La luminance
Intensit lumineuse exprime en candela (cd), elle indique le flux lumineux
dans une direction donne, passant dans un angle solide de 1 stradian.
Le stradian est dfini comme tant l'angle solide qui, ayant son sommet au
centre d'une sphre, dcoupe, sur la surface de cette sphre, une aire
quivalente celle d'un carr dont le ct est gal au rayon de la sphre.
Lintensit lumineuse I exprime le flux lumineux
passant dans langle .
Reprsentation d'un angle
solide valant 1 stradian.
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F est la valeur du flux lumineux atteignant la surface et S laire de cette surface rceptrice. Son unit est le lux (lx) qui reprsente un flux dun lumen atteignant une surface dun mtre carr.
Quand la surface S est tendue, on parle dclairement moyen sur la surface.
S
FE
Cest la densit de lumire sur une surface. Il sexprime par la formule :
Eclairement
Jacques BOURBON 10FORMAPELEC
1m
1m 1 lux
1 lumen
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Les valeurs donnes sont des clairements moyens maintenir (Em) sur la
surface de rfrence de la zone de travail .
L'clairement moyen pour chaque tche ne doit pas descendre en dessous de
la valeur donne, quels que soient l'ge et l'tat de l'installation.
Lclairement moyen
Jacques BOURBON 11FORMAPELEC
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Jacques BOURBON FORMAPELEC 12
Lclairement moyen
Le niveau dclairement dans un local nest pas constant dans le temps. Il diminue progressivement en raison de diffrents phnomnes :
lempoussirement et le vieillissement des luminaires lusure des lampes, lempoussirement et le vieillissement des parois du local.
Pour cette raison on distingue trois types dclairements :
Eclairement moyen initial (Eo)
Eclairement moyen en service (Es)
Eclairement moyen maintenu (Em)
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En cours d'utilisation, le flux lumineux mis par une lampe baisse : entre deux
nettoyages, les surfaces des lampes et du luminaire s'empoussirent ; les
matriaux qui composent le luminaire peuvent vieillir ; les parois du local voient
aussi leur couleur changer dans le temps.
Les conditions de la dprciation varient avec la nature de l'activit exerce
dans le local, la nature des lampes, la construction du luminaire, la frquence
des nettoyages. A titre indicatif, l'Association Franaise de l'Eclairage indique
les valeurs suivantes :
Le facteur de dprciation
Jacques BOURBON 13FORMAPELEC
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A chaque temprature de couleur correspond un niveau dclairement maximal ainsi quun niveau dclairement minimal entre lesquels on peut qualifier la lumire d agrable ; des niveaux plus levs, le coloris est irrel
Lgende diagramme de Kruithof :
Zone A : ambiance juge trop chaude
Zone B : ambiance juge confortable
Zone C : ambiance juge trop froide
Le diagramme de Kruithof
Jacques BOURBON 14FORMAPELEC
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Certains luminaires engendrent un cne lumineux trs large et d'autres trs
troits.
On les classe selon 5 catgories
Les classes photomtriques
Jacques BOURBON 15FORMAPELEC
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Certains luminaires sont dcrits par deux courbes,
une courbe pour chacun des plans de symtrie. Par
convention :
- la courbe en trait plein reprsente la rpartition des
intensits lumineuses dans le plan transversal.
- la courbe en trait pointill celle des intensits dans
le plan longitudinal.
La photomtrie dun luminaire dfinit la manire dont le flux lumineux (de la source quil contient) est mis dans les diffrentes directions de lespace.
diagramme polaire
Les courbes photomtriques
Jacques BOURBON 16FORMAPELEC
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Le rendement dun luminaire () dsigne le rapport du flux mis par le luminaire (Flu) au flux mis par la (ou les) lampe(s) qui lquipe(nt) (Fla).
Le rendement du luminaire
Jacques BOURBON 17FORMAPELEC
En fermant le luminaire par une vasque (verre ou matriau plastique), on perd
au moins 8% de flux lumineux.
fla
flu
Ces donnes photomtriques sont indiques dans les catalogues fabriquant
pour chaque luminaires.
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Les facteurs de rflexion fournissent des valeurs indicatives du coefficient de
rflexion du plafond, des murs et du sol d'une pice .
Lorsque l'on ne connat pas la nature ou la couleur exacte des parois, on peut
s'aider du tableau ci-dessous :
Ils sont donns dans l'ordre : plafond, mur,
plan utile.
Pour viter une surcharge des tableaux, ils ne
sont pas donns en pourcentage mais par un
regroupement de chiffres des dizaines de
chaque valeur.
Les facteur de rflextions
Jacques BOURBON 18FORMAPELEC
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Caractristique de dimension dun local (K), sauf cas particuliers, le travail ne s'effectue pas au sol mais une certaine hauteur au-dessus de celui-ci.
On appelle plan utile (hu) un plan fictif couvrant toute la surface de la pice
(donc de dimensions a x b) et situ par convention 0,80 m du sol (sauf
indications diffrentes).
On ne considrera donc jamais la hauteur totale d'un local mais :
la hauteur h des luminaires au-dessus du plan utile, la hauteur h' de suspension des luminaires sous le plafond.
Indice du local
Jacques BOURBON 19FORMAPELEC
bahuba
K
(K) Indice du local
'
'
hh
hJ
(J) Rapport de suspension
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Rapport du flux utile (reu par le plan utile) au flux total sortant des luminaires. Symbole U, ils sont donnes dans des tableaux.
Les tableaux dutilances
Jacques BOURBON 20FORMAPELEC
(K) Indice du
local
Regroupement des
facteurs de rflexions(J) Rapport de suspension
Classe
photomtrique
Utiliance
(U) x 100
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Jacques BOURBON FORMAPELEC 27
Calcul du flux total fournir
Pour clairer la totalit du plan utile d'une pice rectangulaire (a x b) au niveau
d'clairement (Em) et dun facteur de dprciation (d) , avec un luminaire de rendement total () et dune utilance (u), il faudra installer des lampes ayant au total un flux Ftot
Nombre de luminaires
u
dbaEFtot m
Calcul du nombre de luminaire
Par consquent, la connaissance du flux total (Ftot) et du nombre (n) de
lampes par luminaires nous permet de rsoudre le problme pos du nombre
de luminaires (N) installer :
fluxn
FtotN
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La distance maximale (dl )entre luminaires dpend de leur classe et de la
hauteur du luminaire au-dessus du plan utile (hu):
En gnral, les constructeurs
donnent le rapport S/h maximum
respecter pour garantir une
uniformit d clairement dans un local
Rpartition des luminaires
Jacques BOURBON 28FORMAPELEC
).( hulong
aL
Nombre minimum de luminaires
longitudinalement
hutransvb
l.
Nombre minimum de luminaires
transversalement
Classe A
Classe J
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Jacques BOURBON FORMAPELEC 29
l'uniformit de l'clairement
Un clairement uniforme est ncessaire pour viter d'incessantes et fatigantes
adaptations des yeux et pour garantir un niveau d'clairement suffisant quelque
soit l'endroit o l'on dispose le poste de travail.
Pour un mme niveau d'clairement du plan de travail, la premire
situation est nettement plus agrable que la troisime.
La norme EN 12464-1 recommande une uniformit spcifique en fonction de la
zone considre :
- Dans la zone de travail : Emin / Emoy > 0,7
- Dans la zone environnante immdiate : Emin / Emoy > 0,5
Evaluer luniformit en vrifiant la loi suivante ( prendre avec des pincettes) : 1 < E/Hu < 2 (E = distance entre deux luminaires et Hu = hauteur utile entre le
plan de travail et le bas du luminaire).
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Lblouissement
Jacques BOURBON 30FORMAPELEC
L'blouissement est d la prsence, dans le champ de vision, de luminances
excessives (sources lumineuses intenses) ou de contrastes de luminance
excessifs dans l'espace ou dans le temps.
Lblouissement direct produit par un objet lumineux (lampe, fentre, ...)
situ dans la mme direction que
lobjet regard ou dans une direction voisine.
Lblouissement par rflexionproduit par des rflexions dobjets
lumineux sur des surfaces brillantes
(crans d'ordinateur, plan de travail,
tableau ...).
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Lorsqu'un observateur (1,20m) s'approche d'un appareil grille il atteint une
position partir de laquelle la lampe, jusqu'alors cache, devient visible.
La direction matrialise par l'il et la lampe forme avec la verticale passant par la lampe un angle appel angle de dfilement : ()
Cette donne angulaire caractrise aussi les risques d'blouissement dus
lensemble lampe - luminaire.
Abaques de Sllner
Jacques BOURBON 31FORMAPELEC
(hv) est la hauteur des appareils au-dessus de l'oeil et la longueur ou la largeur
de la pice suivant l'orientation des observateurs dans celle-ci
abaques de Sllner
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Classes de qualit
Jacques BOURBON 32FORMAPELEC
A Tches trs exigeantes, assemblage minutieux ...
B Tches exigeantes , contrle fin, travail de bureau, assemblages de petites tailles
C Tches de concentration modres, pices de tailles moyennes, travail debout
D Tches visuelles simples, manutention autour de machines,
E Pas de poste de travail fixe, dplacement avec des tches visuelles de trs faible exigences.
Pour tenir compte de la difficult de la tche (prcision, dure du travail...), on
considre 5 classes de qualit (A, B, C, D, E).
Attention !
Ne pas confondre les classes photomtriques avec les classes de qualits.
Bien que ces deux entits soient reprsentes par des lettres (A, B, C, D, etc),
elles n'ont aucun rapport entre elles.
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Jacques BOURBON FORMAPELEC 33
Classes de luminance
lA.F.E. permet la clarification de ces appellations laide de certains seuils de luminance tels quils figurent dans les abaques de Bodmans et Sllner et des limitations des angles de dfilement, en adoptant les conventions suivantes :
Luminaires basse luminance.classe de qualit B, correspondante 1000
lux. Vu sous des angles compris entre 75 et
85 (
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Jacques BOURBON FORMAPELEC 34
Abaques de Bodmann
Les luminances du luminaire vu sous diffrents angles sont reportes sur
l'abaque de Bodmann.
L'appareil dont la courbe des luminances est figure en trait pointill conviendra
pour une classe de qualit B, pour un clairement de 500 lux quelle que soit la
pice dans laquelle il sera install ; par contre il ne conviendra pour un niveau
de 2000 lux que pour des pices ayant des dimensions a/hv, infrieures ai/hv
Les valeurs (a/hv) sont lies
l'angle () et l'on trouve les deux chelles sur les abaques
Abaque de Bodmann
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Jacques BOURBON FORMAPELEC 35
Calcul de UGR
On valuait jusqu prsent lblouissement dun luminaire daprs la rpartitionde la luminance moyenne, reporte sur les abaques de Bodmann et Sllner.
La nouvelle norme europenne EN 12464 clairage des lieux de travail intrieurs remplace ce procd par le procd Unified Glare Rating (UGR), qui tient compte de lensemble de linstallation.
Cette mthode peut tre applique soit par une quation complexe, soit grce
aux tableaux fournis par le fabricant du luminaire.
UGR varie, en pratique, entre 10 (blouissement
imperceptible) et 30 (blouissement intolrable).
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Comparatifs UGR et classes
Jacques BOURBON 36FORMAPELEC
Dans les bureaux lUGR doit tre infrieur 19.Dans les salles de dessin lUGR doit tre infrieur 16.
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Jacques BOURBON FORMAPELEC 37
Le tableau UGR
Dans une salle de dessin de
dimensions 6 m x 9 m x 2,70 m
et de facteur de rflexion 752, on a
donc,[pour H = (2,70 m 1,20 m) = 1,50 m], des dimensions 4H x 6H.
On lit la valeur non corrige
directement.
A cette valeur, on ajoute la valeur
suprieure de correction pour un
espacement entre luminaires de 1 x
H, pour pouvoir se mettre dans les
conditions qui ont permis de donner la
valeurs limites .
A cela, il faut encore ajouter la
correction de flux (les valeurs non
corriges sont donnes pour 1000 lm
de la ou des lampes).
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Jacques BOURBON FORMAPELEC 38
Le tableau UGR
Dans notre exemple
UGR = 7,4 + 2,3, + 5,9 = 15,6
On peut donc affirmer que ce luminaire
peut tre utilis dans les conditions de
confort les plus rigoureuses pour une
salle de dessin (UGR
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Jacques BOURBON FORMAPELEC 39
Qualits dun bonne clairage
Le contrle de lblouissement caractrise la capacit dun luminaire et de son optique garantir le confort de lutilisateur, il est donn par lindice UGR qui doit tre < 19 pour les applications tertiaires courantes.
Lefficacit nergtique doit tre infrieure ou gale au seuil fix par la RT2005(12 W/m dans le tertiaire) et implique directement la conception du luminaire
cest--dire un bon rendement (>70 %)
Un bonne clairage dans un bureau doit rpondre 5 critres essentiels :
Les lampes doivent garantir une bonne qualit de la lumire en respectant lIRC (indice de rendu des couleurs) prescrit par la norme, soit 80 et plus pour le tertiaire.
Linstallation doit fournir le bon niveau dclairement exprim en Lux selon les recommandations de lAFE (500 lux pour un bureau).
Linstallation doit garantir luniformit dclairement sur le poste de travail (>0,7 pour un bureau).
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Jacques BOURBON FORMAPELEC 40
Conduite dun projet dclairage
1- Calculer lindice du local selon ces dimensions.
2- Choix du luminaire selon les donnes photomtriques et des exigences de
confort visuel.
3- Dterminer le niveau dclairement (E) ncessaire suivant le type du local.
4- Dterminer les facteurs de rflexions du plafond, murs et sol dans le local.
5- Relever le facteur dutilance (u) sur les tableaux dutilisation.
6- Calculer le flux total.
7- Calculer le nombre minimum dappareils.
8- Calculer la rpartition des luminaires.
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Jacques BOURBON FORMAPELEC 41
Fin
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