eclair agis me

Notions dclairagisme pour les ouvrages intrieurs

Jacques BOURBON 1FORMAPELEC

JB2010

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.

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


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


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


clairement de 300 lux

couleur chaude.

clairement de 300 lux

couleur froide.

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


La codification


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.

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



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.

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


1m

1m 1 lux

1 lumen

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



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)

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


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


Certains luminaires engendrent un cne lumineux trs large et d'autres trs

troits.

On les classe selon 5 catgories

Les classes photomtriques


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


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


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.

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


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


bahuba

K

(K) Indice du local

'

'

hh

hJ

(J) Rapport de suspension

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


(K) Indice du

local

Regroupement des

facteurs de rflexions(J) Rapport de suspension

Classe

photomtrique

Utiliance

(U) x 100


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

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


).( hulong

aL

Nombre minimum de luminaires

longitudinalement

hutransvb

l.

Nombre minimum de luminaires

transversalement

Classe A

Classe J


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).

Lblouissement


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 ...).

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


(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

Classes de qualit


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.


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 (


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


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).

Comparatifs UGR et classes


Dans les bureaux lUGR doit tre infrieur 19.Dans les salles de dessin lUGR doit tre infrieur 16.


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).


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


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).


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.


Fin

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