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1 - LA LUMIÈRE NATURELLE À L’EXTÉRIEUR

2 - LA LUMIÈRE NATURELLE À L’INTÉRIEUR

3 - RÉGLEMENTATION & RECOMMANDATIONS

4 - MODÉLISATION DE LA POSITION DU SOLEIL ET DES TYPES DE CIELS

5 - OUTILS POUR LA PRÉDETERMINATION DE L’ÉCLAIRAGE NATUREL

6 - HISTORIQUE DES RÉGLEMENTATIONS ÉTRANGÈRES

7 - CONCLUSION

8 - GLOSSAIRE DES GRANDEURS PHOTOMÉTRIQUES

Article de référence | Réf : C3315 v3

Historique des réglementations étrangères
Outils et méthodes pour l’éclairage naturel

Auteur(s) : Yannick SUTTER, Bernard PAULE, François BOUVIER, Gilles COURRET

Relu et validé le 15 oct. 2021

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RÉSUMÉ

Après un rappel des principales grandeurs photométriques, cet article débute par une description des caractéristiques de la lumière naturelle telle qu’elle est disponible à l’extérieur. Dans cette première partie, les attributs qualitatifs et quantitatifs du soleil et du ciel sont passés en revue (spectre, disponibilité, variabilité, etc.)

L'article traite ensuite de la problématique de l’utilisation de la lumière du jour à l’intérieur des locaux, en présentant des indicateurs de conception, des méthodologies de mesures ainsi que des approches caractérisant le confort visuel et la qualité des ambiances lumineuses.

Enfin, les aspects réglementaires sont abordés, en insistant notamment sur la Norme Européenne EN 17037 parue en 2018.

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ABSTRACT

Natural lighting

After a reminder of the main photometric parameters, this paper starts with a description of the external parameters of daylight. In this first section, qualitative and quantitative aspects of the sun and the sky are reviewed (spectral properties, availability, variability, etc).

This document then details how daylight can be used indoors with a description of the main design metrics, measurement methodologies as well as the approaches characterizing visual comfort and lighting atmospheres quality.

Finaly, legal aspects are introduced, particularly the European standard EN 17037 published in 2018

Auteur(s)

  • Yannick SUTTER : Ingénieur de l’École Nationale Supérieure d’Ingénieurs de Poitiers – Docteur en Génie Civil Directeur de LUMIBIEN

  • Bernard PAULE : Architecte DPLG - Docteur ès sciences, chargé de cours à l'École polytechnique fédérale de Lausanne - Directeur associé d'Estia SA, Lausanne

  • François BOUVIER : Ingénieur de l'École centrale des Arts et Manufactures - Urbaniste SATG (Séminaire et Atelier Tony Garnier) - Architecte DPLG

  • Gilles COURRET : Ingénieur de l'École nationale des Sciences appliquées de Lyon - Docteur ès sciences à l'École polytechnique fédérale de Lausanne - Chargé de cours à la Haute École d'ingénierie et de gestion du canton de Vaud

INTRODUCTION

Chez l'homme, plus de trois quarts des informations que reçoit et traite le cerveau proviennent des yeux. L'orientation dans l'espace dépend essentiellement de sa perception visuelle de l'environnement. La précision de ses gestes est obtenue par le fait que l'œil les suit.

Pendant des millénaires

Les hommes ont été tributaires de l'alternance des jours et des nuits. L'invention de moyens artificiels d'éclairage a considérablement atténué la rigueur de cette sujétion. Sous la réserve des contraintes de qualité du travail obtenu et du coût de la mise en œuvre de ces moyens, il est devenu possible de vivre, de se déplacer et de travailler, en dehors des heures où l'éclairage naturel est suffisant. Toute la vie sociale s'en est trouvée changée, ainsi que les conditions de travail. Dans ce dernier cas, on a pu s'affranchir absolument des conditions naturelles, aussi bien en faisant fonctionner les usines 24 heures sur 24, qu'en construisant des locaux aveugles.

Avant l'avènement des techniques performantes d'éclairage artificiel, l'utilisation de la lumière naturelle était une nécessité qui a, de ce fait, longtemps stimulé la recherche en architecture.

Encore jusqu'au début du XXe siècle, le coût de l'énergie limitait le recours à l'éclairage artificiel. Les bâtisseurs s'assuraient que des baies, en nombre et surface suffisants, permettaient d'éclairer les locaux à la satisfaction des usagers.

Avec la baisse continue, au cours du XXe siècle, des tarifs énergétiques, spécialement ceux de l'électricité, les constructeurs de locaux industriels n'y ont plus vu le même intérêt et s'en sont, parfois, complètement affranchis.

Depuis la crise pétrolière des années 1970, et bien que le coût de l'énergie n'ait pas augmenté au point de redevenir décisif, l'éclairage naturel a progressivement repris de l'importance en architecture. On distingue principalement trois raisons à ce retour en grâce :

  • les avancées de l'ergonomie qui ont imposé la notion du rôle relationnel des fenêtres. L'importance des conditions de travail a rendu obligatoire la mise en place de moyens d'éclairage naturel ;

  • les effets biologiques de la lumière sur l'homme qui sont maintenant mieux cernés. Aujourd'hui, nous savons que la variation quotidienne de la lumière joue un rôle de synchronisation de nos rythmes « internes » aux cycles diurnes et saisonniers. La lumière excite la sécrétion de certaines hormones, par une voie distincte du chemin visuel (noyau suprachiasmatique) ;

  • la prise de conscience des impacts et des risques environnementaux engendrés par la production de l'électricité, que ce soit à partir de l'énergie nucléaire, hydraulique ou chimique (combustion).

Concernant ce dernier mode de production, la source d'énergie primaire est, généralement, un hydrocarbure d'origine géologique (houille, pétrole, gaz naturel) ; sa combustion libère dans l'atmosphère du gaz carbonique dont le carbone avait été fixé dans l'écorce terrestre des millions d'années auparavant. Avec celles des autres gaz à effet de serre, ces émanations sont considérées comme l'une des causes principales du réchauffement du climat. Leurs limitations font aujourd'hui l'objet d'un large consensus international. Le protocole de Kyöto (Japon), ouvert aux signatures en 1998, propose un calendrier de réduction de ces émissions gazeuses.

En France, la Haute Qualité Environnementale, qui a d'abord été un socle théorique consensuel, avant de devenir une marque déposée, s'est établie progressivement, au début des années 1990, entre divers acteurs de la construction. Cette démarche vise, entre autres, au renforcement du recours aux énergies renouvelables, donc, en particulier, à l’utilisation de la lumière du jour dans les bâtiments.

La source de l'éclairage naturel est le soleil, ainsi que la voûte céleste, par le jeu de la diffusion de la lumière dans l'atmosphère. Les constructions qui abritent l'homme des intempéries sont essentiellement opaques et limitent l'effet de la luminosité du ciel. Il importe donc de connaître les conditions dans lesquelles des baies transparentes ou translucides permettent de répondre aux besoins, et de savoir calculer la surface de ces percements.

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KEYWORDS

inspection technologies   |   Key performance Indicators   |   base quantity   |   Regulations   |   Availability   |   daylighting

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v3-c3315


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6. Historique des réglementations étrangères

De façon générale, on constatera que les Réglementations étrangères prennent en compte, dans la rédaction des Réglementations d'urbanisme, de construction ou d'hygiène du travail et, de façon plus ou moins explicite, les souhaits des usagers en matière d'éclairage naturel.

  • Ainsi, en Belgique, un Règlement général pour la protection du travail stipule, depuis 1946, que les locaux de travail doivent recevoir la lumière naturelle en quantité suffisante pour le travail effectué. Pour les locaux d'habitation, ce sont les « règlements communaux sur les bâtisses » qui fixent les exigences, en prenant, le plus souvent, la surface du plancher pour base d'appréciation de la surface totale des parties éclairantes.

  • En Grande-Bretagne, la Réglementation s'applique à l'ensoleillement et à l'éclairage à la fois. De façon assez souple, elle prévoit que la vue du ciel, c'est-à-dire les possibilités d'éclairage direct par la voûte céleste, dont la luminosité est supposée uniforme, soit préservée par un recul des bâtiments les uns par rapport aux autres.

    • Le principal critère applicable est le respect d'un certain « facteur de ciel », mesuré à l'intérieur d'un certain angle solide. Ce « facteur de ciel » dépend, à la fois, de la nature du bâtiment, de la situation, et de l'orientation de la façade considérée, enfin de la situation du point étudié sur cette façade.

    • Ainsi, pour les points courants, au-dessus de 2 m d'altitude, des façades sud, sud-est, sud-ouest et ouest, c'est le critère de durée d'ensoleillement, et non celui de possibilité de vue du ciel, qui compte.

    • Pour les bâtiments résidentiels, points courants des façades nord, nord-est, nord-ouest et est, le « facteur de ciel » doit être égal ou supérieur à 0,97 %, dans un angle solide limité par deux plans inclinés à 10o et 30o, sur la verticale, et deux plans verticaux, à 45o de part et d'autre du plan perpendiculaire à la façade (figure 29 a ...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) -   La lumière du jour dans les espaces intérieurs. Guide pour le projet d'éclairage naturel.  -  AFE Paris, Lux Éditeur, nov. 1983.

  • (2) -   Daylight.  -  Publication no 16, CIE (1970).

  • (3) - GRANDJEAN (E.) -   Ergonomics of the home.  -  London, Taylor and Francis Ed. (1973).

  • (4) - HUTIN (A.) -   Éclairage naturel des locaux de travail.  -  Cahiers de notes documentaires, INRS, no 61, note no 714-61-70 (1970).

  • (5) -   Sunlight and daylight. Planning criteria and design of buildings.  -  Department of the Environment. London, HMSO (1971).

  • (6) - NICOLET (M.), DOGNIAUX (R.) et coll -   L'éclairage naturel et ses applications.  -  Bruxelles, Sic Éd. (1964).

  • ...

1 Normes et standards

EN 17037 : 2018 « L’éclairage naturel des bâtiments »

EN 12464-1 – 2011 – Éclairage des lieux de travail – Partie 1 : lieux de travail intérieurs

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2 Annuaire

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