Juillet 2010

La loi du 11 mars 1957 n'autorisant, aux termes des alinéas 2 et 3 de l'article 41, d'une part que les "copies ou reproductions strictement réservées à l'usage privé du copiste et non destinées à une utilisation collective", et d'autre part que les analyses et courtes citations dans un but d'exemple et d'illustration " toute reproduction intégrale, ou partielle, faite sans le consentement de l'auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause, est illicite ".

L’organisation des projets
Un projet complet d’éclairage comporte normalement les trois phases suivantes :
1. le choix du type d’éclairage (voir § nD44.1) ;
2. le choix des lampes et des luminaires (voir livret nD42a : Les sources de lumière), ce qui implique en particulier le choix de la couleur (voir § nD44.2),
3. le dimensionnement de l’installation (calcul du nombre de lampes et luminaires permettant d’atteindre l’éclairement désiré (voir § nD44.3).


Le choix du type d’éclairage
Le choix du luminaire se fait en fonction du type d’éclairage choisi a priori, ce type définissant la répartition du flux lumineux dans l’espace, aspect déjà évoqué au livret nD42a : Les sources de lumière.
Le classement adopté s’appuie sur les trois répartitions suivantes de base :

• «(très) intensive» lorsque le flux lumineux est dirigé vers un point précis de l’espace,
• «semi-intensive» lorsque la situation est intermédiaire,
• «extensive» lorsque le flux lumineux est diffusé dans un large faisceau.

En pratique la majorité des constructeurs utilisent le tableau ci-dessous (pratiquement reproduit du livret R12), qui fixe les quatre classes fondamentales utilisées pour les projets :

• direct intensif et direct extensif pour les flux lumineux dirigés vers le bas,
• semi-direct lorsque le flux lumineux est dirigé en partie vers le bas et en partie vers le haut,
• indirect lorsque le flux lumineux est uniquement dirigé vers le haut.

La méthode proposée
Une fois le type choisi (fiche précédente) :
1. vous choisissez d’abord les critères de couleur et d’éclairement selon le type de local (table A),
2. vous choisissez ensuite le type de lampe matière de couleur (table B),
3. vous dimensionnez ensuite l’installation selon les procédures indiquées par la fiche nD44.3.

Les principes
Le calcul de base des installations d’éclairage (le dimensionnement proprement dit) est essentiel. Ce calcul fait appel à des méthodes plus plus ou moins complexes, qui ont un peu évolué au cours du temps.


Les normes de référence
Aujourd’hui il existe deux normes de dimensionnement des installations d’éclairage :

• la norme NF S 40-001 qui peut être considérée comme la référence, servant essentiellement aux fabricants et distributeurs de luminaires pour établir les tables de calcul de leurs appareils ;
• la norme NF C 71-121, qui simplifie un peu l’application de la norme précédente, mais reste utilisée dans les mêmes conditions que la précédente.

De nombreuses tables figurent dans ces normes mais nous ne les reproduisons pas ici telles qu’elles : nous adopterons une démarche compatible, mais plus simple et plus rapide, que nous allons maintenant présenter.


La formule de base
La procédure ici choisie repose sur l’adoption d’une même formule de base, laquelle fournit, pour un local donné, le flux lumineux F [lm] total de l’ensemble des lampes à installer dans le local :
F = (E A d) / (h U)

Nous utiliserons, en fait (en vue d’en faciliter l’emploi par regroupement des caractéristiques des lampes et luminaires,) la formule dérivées suivante :
F = (E A / U ) . (d/h)
formule où :

• F [lm] : est le flux lumineux à fournir,
• A [m²] : est la surface du plan utile (voir plus loin),
• E [lx] : est l’éclairement prévu pour le local (voir la fiche précédente),
• U : est ll’utilance, caractéristique du local et du système d’éclairage définie plus loin,
• d : est le facteur de dépréciation des lampes et luminaires (voir plus loin),
• h : est le rendement des luminaires (voir plus loin).

Le plan utile et le plan des luminaires
En général l’objectif est d’obtenir - selon le type d’activité visuelle pratiquée dans le local - un éclairement de ce qu’on appelle le plan utile. Sauf cas très particulier, par exemple celui des tableaux dans les écoles, le plan utile est, par convention, le plan horizontal fictif situé à 0,85 [m] au-dessus du sol réel, les différents «plans» intervenant dans le calcul étant présentés au schéma ci-contre.

C’est ainsi, par exemple qu’on peut définir le «plan des luminaires», situé à la hauteur h audessus du plan utile, tout ces plans permettant de définir le paramètre essentiel intervenant dans les calculs : l’indice du local


L’indice du local
Grâce aux conventions précédentes il est possible de définir l’indice de local K qui vaut :
K = a . b / h (a + b)
a et b étant les côtés définis par le schéma ci-dessus, et h la distance entre plan des luminaires et plan utile.

Il s’agit, normalement, de l’éclairement moyen du plan de travail

Circulations . couloirs . escaliers Habitat . en général . cuisine . chambre (éclarage localisé) . salle de bains Hôtels : voir A (nD41a) Bureaux : voir A (nD41a) Enseignement : voir A (nD41a) Magasins : voir A (nD41a) Salles de spectacle . salles de cinéma . amphithéâtres . salles des fêtes . foyers Entreposages . stockages (entrepôts compris) Bâtiments agricoles . étable : couloir d’alimentation . poulailler . étable : salle de traite . préparation des aliments du bétail Industries alimentaires . confiserie : préparation . brassage, laiterie . confiserie : conditionnement . conserverie Industrie du tabac Industries du bois . scieries . travail à l’établi . travail aux machines, finitions . contrôle final

E [lx] 100 150 300 300 200 300 50 100 300 150 150 30 50 150 150 150 300 500 500 500 150 300 500 750

Industries céramiques . fours . moulage, presses . vernissage, décoration Industries chimiques . circulation . broyeurs, malaxeurs . calendrage, injection, contrôles, labos . comparaison de couleurs Industrie du verre . chaufferie, composition . soufflage, moulage . décoration, gravure Fonderies . nettoyage, modelage grossier . sablerie . modelage fin, fabrication des noyaux Mécanique générale . établi, machine-outil, soudure . travail de pièces moyenne . travail de petites pièces . travail très délicat / très petites pièces Industries du cuir et des vêtements . vernissage (cuir) . couture, piqure, contrôle . comparaison de couleurs (cuir) Industrie textile . cardage, étirage, bobinage . filage, tissage gros ou clair . tissage fin ou fonçé . comparaison de couleurs Industrie du livre . typographie, informatique, reliure . pupitre de composition classique . lithographie

E [lx] 150 300 500 200 300 500 1000 150 300 500 200 300 500 300 500 750 1500 500 1000 1000 300 500 750 1000 500 750 1000

Le dimensionnement exige : d le facteur de dépréciation de l’ensemble source + luminaire, et h le rendement du luminaire. Normalement ces valeurs sont indiquées par les fournisseurs, mais vous pouvez également, au moins en avant-projet, utiliser les valeurs suivantes.

Lampes à incandescence
. au bout de 6 mois (d = 1,15) : d/h = 1,20
. au bout de 12 mois (d = 1,25) : d/h = 1,30
. au bout de 18 mois (d = 1,32) : d/h = 1,40
Tubes fluorescents
. au bout de 6 mois (d = 1,15) : d/h = 1,30
. au bout de 12 mois (d = 1,25) : d/h = 1,40
. au bout de 18 mois (d = 1,32) : d/h = 1,45
Lampes fluocompactes
. au bout de 6 mois (d = 1,15) : d/h = 1,30
. au bout de 12 mois (d = 1,25) : d/h = 1,40
. au bout de 18 mois (d = 1,32) : d/h = 1,45
Réflecteur laqué blanc sans grille ou émaillé (h = 0,7)
. au bout de 6 mois (d = 1,15) : d/h = 1,65
. au bout de 12 mois (d = 1,20) : d/h = 1,70
Réflecteur laqué blanc avec grille (h = 0,55)
. au bout de 6 mois (d = 1,25) : d/h = 2,30
. au bout de 12 mois (d = 1,35) : d/h = 2,50
Plafonnier diffuseur (h = 0,5)
. au bout de 6 mois (d = 1,35) : d/h = 2,70
. au bout de 12 mois (d = 1,50) : d/h = 3,00
Projecteur étanche (h = 0,35)
. au bout de 6 mois (d = 1,15) : d/h = 3,30
. au bout de 12 mois (d = 1,20) : d/h = 3,40

^ sommaire

Les objectifs
Les calculs (prévisions) des consommations d’éclairage peuvent se faire dans trois cadres différents, ce chapitre se bornant à l’énumération des principes.
1. Ou bien il s’agit de prévoir la consommation annuelle d’éclairage [kWh/an].
2. Ou bien il s’agit de prévoir les apports d’hiver qui réduisent les besoins de chauffage.
3. Ou bien il s’agit de prévoir les aports liées à l’éclairage (en période chaude) à faire intervenir dans les prévisions de consommation des installations de climatisation ou de conditionnement d’air.

Dans les trois cas la consommation est obtenue en multipliant la puissance installée en éclairage par la durée de fonctionnement de l’éclairage, qui est généralement le paramètre le plus délicat à fixer.


La méthode de calcul conseillée
Dans tous les cas nous conseillons d’opérer mois par mois. Lorsque la commande de l’éclairage est automatique (à partir d’une mesure de l’éclairage naturel) on peut plus facilement se rapprocher des valeurs probables, mais dans le cas de commande non automatique les résultats sont plus incertains. Afin d’éviter des erreurs plus ou moins graves nous conseillons de veiller à tenir compte de ce que de telles consommations ne sont valables que si le soleil est levé. Les heures de lever et de coucher du soleil sont donc importantes, ce qui - avec les heures légales - fait intervenir la latitude du site (que nous forfaitiserons, en France, par la zone climatique), et la longitude (forfaitisée également).

Pour vous aider la table ci-dessous vous permet de fixer l’heure (d’hiver) du lever et du coucher du soleil. S’il est indiqué «8,5-17,3» cela signifie que le lever a lieu à 8,5 [h] et le coucher à 17,3 [h], les temps étant indiqués (pour la moyenne du mois) en heures légales d’hiver (et fraction décimale).

Télécharger le livret