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Economie sur l’éclairage : diffuseur d’éclairage naturel

Par Joséphine LEDOUX – Ingénieure du BET Enera Conseil

Eclairage naturel pour un électricien

Initialement, le besoin de l’entreprise Legrand, fabricant d’éléments électriques pour le bâtiment était de rénover l’étanchéité de la toiture d’un de leur bâtiment de production sur le site de Sophia Antipolis (06).

Suite à une étude d’éclairage et de lumière, la mise en place de puits de lumière a été décidée afin d’apporter un meilleur confort aux travailleurs et réduire le recours à l’éclairage artificiel.

Toiture terminée avec 43 puits de lumières
Toiture terminée avec 43 puits de lumières

Il s’agit d’un bâtiment en structure métallique de la société LEGRAND (équipementier électrique) avec une toiture bac acier et un bardage métallique isolé pour les parois verticales.
Les menuiseries équipées de brise-soleil ont été remplacées en 2012 par des menuiseries double-vitrage.

La toiture avant rénovation était composée d’une isolation 40+30 mm, d’une étanchéité bitumée et de 12 puits de lumières de 6m² et de 5 lanterneaux de désenfumage. L’éclairage est principalement constitué de tubes fluorescents de type T8 de 58W.

La toiture a donc une surface de 1500 m² et la hauteur sous plafond du bâtiment est de 5 m en moyenne avec une faible pente. Le bâtiment est ainsi constitué à l’intérieur de 1200 m² d’atelier et de 300 m² de bureaux, entrée et sanitaires.

Résultat de l'étude d'éclairage

L’étude a porté sur la mise en place de 35 puits de lumière Ø 530 placés dans l’atelier et 8 puits de lumière Ø 375 dans les bureaux et à l’accueil.

Résultats

 

E moyen au sol

Flux total

E moy 40%

Config 2 : 35 puits D 530mm

197 Lux

196149 lm

240 Lux

Eclairage actuel 125 x T8 2x58W

508 Lux

753711 lm

NA


Nota : Emoy 40% = Eclairement minimum garanti pendant 40% des heures diurnes sur une année




apport en lumière naturelle

Hauteur de la pièce: 5 m - Hauteur de montage: 5 m - Facteur de maintenance : 0,90 - Valeur en Lux; Echelle : 1:433

L’apport en lumière naturelle dans les zones utiles se situe entre 180 lux et 250 lux en moyenne.
Pendant 40% des heures diurnes sur une année, ces mêmes valeurs seront comprises entre 210 lux et 381 lux.

Dans les ateliers de l’industrie électrique, la norme AFNOR NF EN Juin 2003 Lumière et éclairage - Éclairage des lieux de travail - Partie 1 : lieux de travail intérieur, indique les valeurs ci-dessous à respecter.

norme AFNOR NF EN

*Em : Eclairage à maintenir
*L’UGR (Unified Glare Rating) ou méthode unifiée d’évaluation de l’éblouissement est défini par une échelle allant de 10 (absence d’éblouissement) à 30 (éblouissement intolérable). UGRl est la valeur limite à ne pas dépasser
*Ra : Indice de rendu des couleurs


Dans l’atelier Legrand, l’activité est le travail d’assemblage de pièces de petites dimensions, l’éclairage à maintenir est donc important, puisqu’il est de 750 lux sur la zone de travail.

Cependant dans les zones centrales de circulation l’éclairage à maintenir selon la norme est de 150 lux. L’apport des puits de lumière est donc suffisant pour les allées centrales. Un éclairage d’appoint est nécessaire au-dessus des postes de travail.
L’éclairage artificiel initial (hormis l’éclairage de poste) fournit 508 lux au sol.

La mise en œuvre des 35 puits de lumière fournit 39% de l’éclairage initial.

Sur la base d’estimations des consommations initiales liées à l’éclairage, l’économie réalisable grâce aux puits de lumière est de 33 200 kWh/an. Ces estimations étant valables à condition que l’éclairage soit asservi aux besoins.


Consommation initiale

Consommation finale

Economie kWh

Economie €/an

85 000 kWh/an

52 000 kWh/an

33 000 kWh/an

3 630 €/an

Les travaux de rénovation : puits de lumière sans réchauffement

Etanchéité


L’ancienne étanchéité a été déposée. Une nouvelle étanchéité auto-protégée a été posée sur un isolant thermique de 10 cm d’épaisseur en Polyuréthane avec une résistance thermique de R = 4.1
L’épaisseur d’isolant était limitée en raison des socles supports des machines frigorifiques de trop faible hauteur et de la hauteur des acrotères.

Puits de lumière


Les puits de lumière choisis sont des puits « solarspot ». Le solarspot est un système d'éclairage qui capte la lumière naturelle et qui est composé :
- d’une coupole transparente en acrylique,
- d’un conduit réfléchissant qui oriente la lumière,
- d’un diffuseur translucide placé au plafond qui permet une finition de type éclairage et diffuse la lumière.


Le solarspot a également l’avantage de ne pas transmettre la chaleur, évitant ainsi les surchauffes.

Système de pose :

solarspot

Le chantier en photos

Enlèvement de l’étanchéité existante
Enlèvement de l’étanchéité existante



Pose des solarspot et remontée du pare-vapeur
Pose des solarspot et remontée du pare-vapeur



Pose de l’étanchéité auto-protégée
Pose de l’étanchéité auto-protégée



Aspect intérieur du diffuseur en faux-plafond
Aspect intérieur du diffuseur en faux-plafond



Aspect intérieur du diffuseur en sous-face toiture
Aspect intérieur du diffuseur en sous-face toiture

Les difficultés du chantier

Le chantier s’est déroulé alors que le bâtiment était occupé 24/24 et 7 j/7.
Les travaux nécessitants l’ouverture du bac acier pour la mise en place des solarspots, des précautions drastiques de sécurité ont été prises pour ne pas risquer la chute d’objets ou de personnes à travers les ouvertures en toiture. Des filets de protection ont été placés en sus du balisage des zones de travail. La toiture étant très encombrée en sous-face par des réseaux d’eau, de gaz, d’électricité, de sprinklers et des tiges filetées, la mise en place des filets a été compliquée et longue.

Pose de filets par un acrobate Pose de filets par un acrobate
Pose de filets par un acrobate

Raccord d’étanchéité : le nombre d’ouverture a obligé l’entreprise à être très vigilante sur la qualité de son étanchéité. A la réception, 2 solarspots ont présenté des problèmes de fuites mais qui ont été résolus immédiatement.

Avant / après travaux

Avant : éclairage allumé
Avant : éclairage allumé



Après : Eclairage éteint
Après : Eclairage éteint



Eclairage naturel dans un bureau aveugle
Eclairage naturel dans un bureau aveugle

Limites : asservir l'éclairage artificiel !

Sur les postes de travail, l’éclairage naturel par solarspot est insuffisant seul pour fournir l’éclairage nécessaire. L’éclairage artificiel n’ayant pas été changé et sa gestion n’ayant pas été asservie à l’éclairement naturel, l’éclairage initial est en permanence allumé.
Le confort des utilisateurs s’est amélioré mais aucune économie n’a été réalisée à ce jour.
Néanmoins, l’entreprise Legrand compte remplacer à court terme tout l’éclairage par de l’éclairage plus économique de type LED avec une gestion autonome de l’éclairage en fonction de la luminosité.

Synthèse du chantier

Surface de toiture

1500 m²

Nombre de solarspots Ø530

35

Nombre de solarspots Ø375

8

Coût total des travaux

260 000 €HT

Cout des puits de lumières

89 000 €HT

Durée du chantier

6 mois



Maître d’ouvrage

Entreprise Legrand
– site d’Antibes

Maître d’œuvre

ENERA conseil (06560)

Eclairagiste

Lumière d’Azur (06130)

Étanchéité

SOS Étanchéité (Fréjus)




Par Joséphine LEDOUX
Ingénieure énergéticienne du BET Enera Conseil - Agence PACA à Sophia Antipolis

SOURCES ET LIENS

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Commentaires

  • Alexandre
    07/11/2014

    Moi je tire un grand coup de chapeau. D'autant que, comme le dis Philippe, le géant de l'éclairage artificiel passe à la lumière naturelle. Comme quoi, on ne remplacera jamais la qualité de la lumière du soleil. Et puis les deux solutions ne sont pas incompatibles. L'idéal étant d'avoir un éclairage artificiel réglable en intensité, qui vient uniquement en complément de l'éclairage naturel. Une belle démonstration de systèmes de régulations en perspective pour un confort optimal!

  • Philippe
    07/05/2014

    Pour un industriel de l'électricité comme LEGRAND de préférer l'éclairage naturel au lieu de l'éclairage artificiel, c'est fort. D'autant plus que la rentabilité de l'investissement dépasse les 20 ans. Néanmoins, si l'on considère l'investissement de refection de la toiture, ok on peut souscrire à cet investissement "environnemental"!!

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