Problématique
Dispositifs d'éclairage naturel

1 - Problématique

• 1.1 - Capter la lumière
• 1.2 - Filtrer la lumière
  Figure 1 - Évasement de l'épaisseur des murs de façon à augmenter la captation de lumière naturelle
• 1.3 - Conduire la lumière
• 1.4 - Distribuer la lumière

2 - Typologie des bâtiments

• 2.1 - Épaisseur
  Figure 2 - Schémas comparatifs de l'impact de l'évasement sur la zone de ciel « vue » depuis l'intérieur Figure 3 - Schéma de la zone d'influence d'une ouverture en façade
• 2.2 - Forme
  Figure 4 - La portion de ciel dégagé, visible depuis chaque ouverture, dépend de sa position respective
• 2.3 - Second-jour
  Figure 5 - Comparaison des performances entre un local présentant un horizon dégagé (a) et un local situé dans l'angle d'un bâtiment en L (b) (tracés iso-contours des valeurs de facteur de lumière du jour sur le plan de travail, résultats DIAL-Europe 4.0 (voir [1]dans [Doc. C 3 315v2])
• 2.4 - Éclairage bilatéral
  Figure 6 - Schéma de l'influence d'une ouverture en second-jour Figure 7 - Représentation des différentes situations d'éblouissement (direct ou indirect) consécutives à la présence d'ouvertures sur deux façades adjacentes Figure 8 - Schéma de l'absorption de lumière due à la verrière d'un atrium
• 2.5 - Atriums

3 - Caractéristiques extérieures

• 3.1 - Environnement (masques)
• 3.2 - Aspects urbanistiques
  Figure 9 - Comparaison des performances entre un local présentant un horizon dégagé (a) et un local faisant face à un horizon obstrué sur une hauteur de 30o (b) (tracés iso-contours des valeurs de facteur de lumière du jour sur le plan de travail, résultats DIAL-Europe 4.0 voir )

4 - Protections solaires

• 4.1 - Différents types d'écrans solaires
• 4.2 - Protections fixes
  Figure 10 - Exemples de brise-soleil horizontaux situés au-dessus d'ouvertures orientées au sud et qui assurent un blocage total des rayons solaires, entre le 21 mai et le 21 juillet
• 4.3 - Protection mobile

5 - Ouvertures en façade

• 5.1 - Orientation
  Figure 11 - Immeuble administratif équipé de stores à lames mobiles, commande manuelle (ciel couvert d'où la majorité des stores baissés) Figure 12 - Répartition des luminances de la voûte céleste pour le site de Grenoble (Bases : données nouvelles, éclairement diffus. Source : La Casinière/Grenier, 1988) Figure 13 - Schéma de l'ensoleillement des principales orientations (les flux représentés correspondent à des conditions ensoleillées, respectivement aux solstices d'hiver et d'été) Tableau 1
• 5.2 - Indice de vitrage
  Tableau 2
• 5.3 - Vitrages
  Figure 14 - Visualisation de l'influence des menuiseries sur la disponibilité de lumière du jour dans les locaux (tracés iso-contour des valeurs de facteur de lumière du jour sur le plan de travail, résultats DIAL-Europe 4.0 – )
• 5.4 - Menuiseries-Ouvrants
• 5.5 - Linteaux
• 5.6 - Allèges
  Figure 15 - Influence de la retombée du linteau. Tracés iso-contours des valeurs de facteur de lumière du jour sur le plan de travail dans deux locaux (résultats DIAL-Europe 4.0 )
• 5.7 - Embrasures

6 - Ouvertures en toiture

• 6.1 - Orientation-Inclinaison
• 6.2 - Rayonnement direct
• 6.3 - Rayonnement diffus
  Figure 16 - Principaux types d'ouverture en toiture Figure 17 - Illustration schématique des performances de différentes configurations d'ouvertures (façade et toiture), avec un indice de vitrage équivalent (10 %)
• 6.4 - Indice de vitrage
  Figure 18 - Représentation schématique de l'influence du type de vitrage utilisé pour les ouvertures en toiture. La transparence (a) entraîne des risques d'éblouissement direct et indirect, alors que l'opalescence (b) diffuse les rayons directs et transforme les vitrages en sources lumineuses secondaires de grande dimension Figure 19 - Costières
• 6.5 - Vitrages
• 6.6 - Ouvrants
• 6.7 - Menuiseries – Structures
• 6.8 - Costières
  Figure 20 - Deux cas de face arrière d'ouvertures verticales ou inclinées
• 6.9 - Face arrière d'ouvertures verticales ou inclinées
  Figure 21 - Représentation schématique de la répartition de l'éclairement en fonction du type de « face »
• 6.10 - Surfaces extérieures (cas des « sheds »)

7 - Caractéristiques intérieures

• 7.1 - Clarté des parois
  Figure 22 - Prises de vues illustrant l'influence de la clarté des parois sur la disponibilité de lumière en fond de pièce (les 2 clichés ont été pris avec les mêmes paramètres d'exposition et d'ouverture) (Source LESO-PB/EPFL) Figure 23 - Illustration de l'influence de la brillance du sol (simulation Radiance )
• 7.2 - Brillance
• 7.3 - Valorisation du faux-plafond
  Figure 24 - Coupe de principe et performances d'un local bénéficiant d'un vitrage dans la portion de façade correspondant à l'épaisseur du faux plafond
• 7.4 - Mobilier
  Figure 25 - Exemple de façade pour laquelle les radiateurs, constitués de tubes verticaux, sont placés devant les vitrages, ce qui bloque une partie des apports de lumière naturelle Figure 26 - Photographie « fish-eye » d'une salle de réunion disposant d'une table noire et brillante. Le reflet des vitrages sur le plan de travail renforce la sensation de contre-jour

8 - Dispositifs particuliers

• 8.1 - Cheminées de lumière
  Figure 27 - Coupe schématique d'une cheminée de lumière réalisée dans le canton de Genève en Suisse (les valeurs de facteur de lumière du jour sont très significatives (pour mémoire, un FLJ de 3 % permet de disposer de 300 lux, dès que l'éclairement diffus extérieur atteint 10 000 lux) Figure 28 - Fraction de lumière réfléchie en fonction du facteur de réflexion spéculaire et du nombre de réflexions Figure 29 - Représentation schématique du fonctionnement d'un « lightshelf » ou bandeau lumineux
• 8.2 - Bandeaux lumineux
• 8.3 - Réflecteurs anidoliques
  Figure 30 - Performance d'un système de « lightshelf » en fonction de l'inclinaison du miroir (celui-ci forme un débord de 80 cm) (D'après « Monitoring procedures for the assessment of daylighting performance of buildings ») Figure 31 - Représentation schématique d'un réflecteur anidolique (b) par rapport à une référence (a) Figure 32 - Coupe de principe, performances et visualisation d'un local équipé d'un système anidolique dans la partie supérieure de la façade ((Photo LESO-PB/EPFL) les deux images ont été prises avec les mêmes caractéristiques d'exposition)
• 8.4 - « Lasercut panels »
  Figure 33 - Représentation schématique de la déviation de lumière obtenue à l'aide d'un panneau de type « Lasercut »
• 8.5 - Prismes
  Figure 34 - Représentation schématique du principe de déviation et de blocage des rayons solaires par un panneau prismatique
• 8.6 - Lames symétriques
  Figure 35 - Schéma du principe de déviation de la lumière par un système de lames réfléchissantes symétriques Figure 36 - Schéma de la prise en charge des rayons solaires par un système de lames asymétriques Figure 37 - Schéma de la déviation des rayons lumineux par un système de bandes acrylique empilées
• 8.7 - Lames asymétriques
• 8.8 - Bandes acryliques incurvées