EFFICACITE ENERGITIQUE

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1 EFFICACITE ENERGITIQUE Développement durable en éclairage public AFE Plomelin 29 avril 2009

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4 Les normes Les outils de prescription NF EN Éclairage public NF EN Éclairage des installations sportives NF EN 40 Les candélabres NF EN Installations électrique Les recommandations de l AFE Éclairage des voies publiques Guide de l éclairage des installations sportives Guide des nuisances lumineuses Guide d application de la norme EN Les bonnes pratiques Brochures Syndicat de l éclairage, ADEME, AFE Éclairer juste Maintenance en éclairage extérieur Candélabres pour l éclairage public

5 Développement Éclairage public durable 1. Qualité de vie 2. Protection de l environnement 3. Développement économique Sécurité des usagers Mise en valeur de l environnement nocturne Efficacité énergétique Réduction des nuisances dues à la lumière Favoriser de nuit par la lumière : Les zones commerciales Les évènements urbains Le tourisme Les manifestations sportives et artistiques Les transports nocturnes 4. Parité et égalité sociale Réhabilitation des quartiers Continuité des liaisons inter quartiers et périphériques Suppression des zones de non droit ECLAIRER JUSTE

6 C est la lumière Éclairer juste Nécessaire Suffisante Maintenue Pour chacune des tâches visuelles accomplie sur l espace considérée A partir de quelles performances normalisés? Depuis 2005 en France Norme européenne EN 13201

7 Pourquoi une nouvelle norme d éclairage public? Donner une classification des espaces circulés Exprimer pour chaque espace les performances photométriques à maintenir Voir et être vu Objectifs pour les usagers Sécurité des déplacements Protection des personnes et des biens Perception nocturne du cadre de vie Valorisation de l environnement

8 Normes européennes d éclairage public FD* EN Sélection des classes d éclairage NF EN Exigences de performances NF EN Calcul des performances NF EN Méthode de mesure des performances photométriques * Fascicule de documentation

9 La norme EN Classification des espaces circulés Performances photométriques : Moyennes (lux cd.m -2 ) Minimales A maintenir Seule référence normalisée qui permet de justifier la variation de puissance d une installation lorsque les tâches visuelles évoluent aux différentes heures de la nuit (changement de classe de la voie)

10 EN Situations d éclairage Vitesse Types d usagers Groupes de Situation Principal Admis Exclus > 60 Motorisé Véhicules lents Cyclistes A2 Piétons 13 situations

11 EN Paramètres spécifiques Zones Géométrie de l installation Références au trafic Influences liées à l environnement Séparation des voies Échangeurs Intersections Zones de conflit Écoulement trafic Véhicules / jour Trafic Stationnement motorisé véhicules lents cyclistes piétons Risques d agression Complexité du champs visuel Niveau lumineux ambiant Routier Rural Urbain Conditions atmosphériques

12 Procédure de sélection - Vitesse - Types d usagers Paramètres spécifiques Situations d éclairage A 1 A 2 A 3 B 1 B 2 C 1 C 2 D 1 D 2 D 3 D 4 E 1 E 2 Groupes de classes d éclairage ME X MEW X CE X S X Sous groupes de classes ME 1 à 6 CE 1 à 6 S 1 à 6 Performances photométriques spécifiques L M E M U O L L TI SR E MINI 300 cas possibles

13 Exemple d application Situation A1 vitesse > 60 km / h Véhicules motorisés seuls

14 ME 3a Performances moyennes minimales à maintenir En luminance (cd.m -2 )

15 Guide d application de la norme européenne de l AFE

16 Le guide d application de la norme européenne d éclairage public Quelles voies à éclairer? INTERURBAINES URBAINES RURALES

17 Facteurs de maintenance de l installation

18 Tableau 1 Voies interurbaines Quel niveau de luminance moyenne à maintenir?

19 Éclairage public - 9 Efficacité énergétique en éclairage public

20 Efficacité énergétique et éclairage public Production française électricité : 550 TWh (10 12 W) Consommation éclairage public (2005) : 5,5 TWh Soit 1 % des consommations nationales MAIS 48 % des consommations communales

21 Efficacité énergétique Watts/lux.m -2 ou Watts/cd.m -2.m -2 Rendement Flux reçu sur surface Photométrique = = u (facteur d utilisation) utile Flux émis lampes EM (lux) x S (m2) = u Fla (lumens) x Nb x M 1 E M (moyen à maintenir) M (facteur de maintenance) = E mise en service Efficacité énergétique (lampe + auxiliaires d alimentation) = fe Fla (lumens) x N fe = W (Watts lampe + ballast) x N 2

22 Efficacité énergétique Watts totaux consommés W = E x S u x M x fe Facteur d utilisation Efficacité lampe + ballast (lm.w -1 ) Facteur de maintenance Watts / lux.m -2 = 1 u x M x fe

23 E x S W = u x M x fe Optimisation du niveau lumineux (E) Norme européenne NF EN Applicable en France depuis janvier 2005 Classification des voies Valeurs minimales à maintenir Luminance Éclairement Uniformité Éblouissement Abords

24 FACTEURS D UTILISATIONS 2 choix Éclairage fonctionnel Éclairage D ambiance Éclairage projecteurs u max 0,4 à 0,5 0,15 à 0,25 0,3 à 0,4 Luminaires performants (optiques) Lampes tubulaires claires (SHP iodures métalliques) 3 Anciennes installations Ballons fluo Mercure Diffuseurs 360 Cylindroparaboliques u 0,3 0,10 0,2 à 0,3 Écarts extrêmes 1 à 5 en W / lux / m 2

25 Dépréciations (f(t)) Pollution (forte moyenne faible)

26 1 W = u x M x fe Optimisation du facteur de maintenance M 1. Degré d étanchéité du bloc optique IP xx 2. Matériaux employés 3. Type de lampe, flux résiduel, durée de vie 4. Fréquence et qualité d entretien Écarts extrêmes 1 à 2 en W / lux / m 2

27 1 W = u x M x fe Optimisation de l efficacité lampes (fe) (lampe + auxiliaire) lmw -1 Moyenne 80 w Vapeur de mercure 125 w (ballon) 250 w 40,3 49,3 52,7 49 Vapeur de sodium (H. Pression tubulaire) 70 w 100 w 150 w 250 w 82 89, w 60 w Iodures métalliques 70 w 140 w 150 w * Électronique 78,5 101 * * 80 * 101 Écarts extrêmes 1 à 2 en W / lux / m 2

28 Optimisation énergétique Norme Moyen-Mini-maintenu W = E x S u x M x fe Maître d ouvrage Luminaires Facteur de maintenance Lampes Fonctionnel Ambiance Projecteur Pollution Cycle IPxx Vasque SHP Iodure Mercure SHP Iodure 0,3 0,10 0,2 0, ,5 0,25 0,4 0,8 0,10 u 0,5 0,4 M 0,8 50 fe W 20

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30 «la pollution lumineuse» NUISANCES DUES A LA LUMIERE Pollution Phénomène unanimement reconnu (eau air) Touche tous les usagers Nuisances lumineuses Multiples et variées Ne touchent à chaque fois qu une partie très faible d usagers

31 SELECTION DES NUISANCES ATMOSPHERIQUES TERRESTRES Halo lumineux Éblouissements ponctuels Astronomes amateurs Observations qualitatives du ciel PHYSIQUES Éblouissements Débordements Sur/Sous éclairage Êtres vivants Humains Animaux Végétaux PSYCHOLOGIQUES Ambiances négatives Insécurités subjectives Les résidents Les usagers

32 Calcul du flux maximum potentiellement perdu UPF UPF = F la [ ULOR + ρ 1 u + ρ 2 (DLOR u)]

33 Expressions de U.P.F. UPF = F la [ ULOR + ρ 1 u + ρ 2 (DLOR u)] ULOR DLOR UPF = E.S. + ρ 1 + ρ 2 ( - 1) u u Éclairement (lux) Surface (m 2 ) Facteurs de réflexions % flux direct haut Facteur d utilisation % flux direct bas Choix du maître d ouvrage Choix de l éclairagiste Sur les 6 paramètres qui caractérisent le flux perdu, 3 relèvent du choix du maître d ouvrage Et 3 relèvent des choix de l éclairagiste

34 Similitude d objectifs Efficacité énergétique Minimum de halo lumineux Flux maximum potentiellement perdu UPF Efficacité énergétique Watts / lux / m 2 ULOR DLOR UPF = E.S. + ρ 1 + ρ 2 ( - 1) u u W = 1 u.m.fe UPF est minimum lorsque : E (éclairement à la mise en service) est minimum, c est-à-dire «M» maximum u (facteur d utilisation) est maximum W est minimum lorsque : u max M max Fe max Développement Durable

35 Les points de vue des écologues Monde végétal JP Bouly, laboratoire de physiologie cellulaire et moléculaire, Université P.M. Curie Lumière Rôle essentiel Source d énergie Sources d information Commande les rythmes circadiens Longueurs d ondes? Quelles lumières? Intensités? Durées d exposition? Dommages difficiles à évaluer en milieu naturel. Les effets restent inconnus et peu étudiables

36 Les points de vue des écologues Monde animal : Dr Marc Théry, Muséum national d histoire naturelle, écologie - biodiversité positifs Constat : effets résultats scientifiques expérimentés négatifs Orientation positives Barrières volontaires Conséquences Désorientation négatives (tortues marines, pétrel, ) Proies Prédateurs Conséquences réelles mal connues sur les écosystèmes Lumière mélatonine - dérégulation «La qualité de la nuit appartient à la qualité de la vie» Les lumières sans intérêt sont à proscrire

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38 L origine des CEE 2003: Débat National sur les Energies Livre Blanc sur les Energies Début 2004: projet de loi d orientation sur l énergie 13 juillet 2005 : Adoption de la Loi n Loi de programme fixant les orientations de la politique énergétique (dite Loi POPE)

39 Les acteurs soumis à obligation (2) Les fournisseurs d énergie doivent réaliser leurs obligations : Sur la globalité de la première période expérimentale de 3 ans Pas d échéance annuelle Par trois voies possibles Investir sur son propre patrimoine Inciter les clients à faire des investissements Acheter des certificats à d autres acteurs

40 Les acteurs éligibles Toute personne morale est éligible. Elle peut (faire) réaliser des économies d énergie et recevoir des certificats en contre partie : Collectivités territoriales (patrimoine & territoire) Entreprises Mais seuil minimum d économies d énergie, fixé par arrêté, pour présenter un programme (3GWh actualisés?) Les actions doivent être additionnelles par rapport à son activité habituelle

41 Registre

42 Certificats d économies d énergie et Cumac Qu est ce que le «cumac»? arrêté du 30 mai 2006 C est la valeur énergétique d un CEE, exprimé en kwh Il représente les kwh économisés, cumulés et actualisés. Comment se calcule le «cumac»? Il se calcule sur la durée de vie du produit ; les économies d énergie réalisées chaque année, après la première année, sont calculées en divisant par 1,04 les économies de l année précédente.

43 Les CEE : une affaire de kwh cumac L économie d énergie annuelle due à l équipement (kwh/an) Un taux d actualisation (4%) kwh Cumac = E équipement * D vie * t actualisation * C marché Exemple : La durée de vie de l équipement Économie d énergie : 100 kwh annuelle Durée de vie : 10 ans Taux d actualisation (de 4% sur 10 ans) : 0,8435 Un coefficient correcteur du marché Soit 100 (kwh) *10 (ans)*0,8435 = 843,5 kwh cumac

44 L objectif national 54 TWh Cumac L obligation - Actualisés et cumulés sur la durée de vie des opérations, - Pour une période triennale de 2006 à Valeur et durée fixées par décret Les économies d énergie sont prise en compte en les cumulant sur toute la durée de vie des mesures et en les actualisant au taux de 4% Les certificats d économies d énergie sont comptabilisées en kwh d énergie finale économisée

45 Certificats d économies d énergie et Cumac Combien de cumac faut-il générer pour acquérir un CEE? de kwh cumac permettent d obtenir 1 CEE permettant un dépôt en préfecture Formule de calcul du «cumac»? Cumac = E 0 /1,04 + E 1 /1,04+ +E i /1,04+.. E n /1,04 E i : économies d énergie réalisées sur l année i E i = E i-1 /1,04 n = durée de vie économique de l installation 7 à 25 ans

46 Opérations standardisées CEE - Eclairage Ministère de l économie, des finances et de l industrie 10/07/2006 Réseaux «éclairage public» RES EC - 01 à 03 Système de régulation en tension en éclairage extérieur Système de maîtrise de la puissance réactive en éclairage extérieur Système de variation de puissance en éclairage extérieur Luminaire d éclairage extérieur

47 Opérations standardisées Eclairage public kwh cumac Durée de vie Système de régulation tension Maîtrise de la puissance réactive Système de variation de puissance Luminaires d éclairage extérieur 2 x Pw 1,6 x Pw 8 x Pw x N 12 ans 12 ans 12 ans 25 ans

48 Certificats d économies d énergie Opération n RES-EC-04 Luminaire d éclairage extérieur Conditions pour la délivrance de certificats Est éligible à cette action tout luminaire qui respecte les trois exigences suivantes : Ensemble optique fermé d un indice de protection (IP) de 55 minimum, Optique conçue pour une lampe tubulaire claire ; Efficacité lumineuse de l ensemble lampe + auxiliaire d alimentation 80 lumens par watt ; Valeur du pourcentage de flux de lampe sortant du luminaire installé, directement dirigé vers l hémisphère supérieur du luminaire (ULOR) 3 % en éclairage fonctionnel et < 20 % en éclairage d ambiance.

49 Certificats d économies d énergie Opération n RES-EC-04 Luminaire d éclairage extérieur Durée de vie conventionnelle 25 ans Montant de certificats en kwh cumac kwh cumac

50 Certificats d économie d énergie Fiche de calcul Répartition du parc existant en luminaires vapeur de mercure Puissance lampe (W) Flux (lm) Puissance lampe + ballast Consommation par luminaire, pour h/an Répartition du parc par type de lampe mercure Consommation annuelle pondérée par luminaire 125 W lm 140 W 602 kwh 65 % 391 kwh 250 W lm 400 W lm 270 W kwh 30 % 348 kwh 440 W kwh 5 % 95 kwh Consommation annuelle résultante par luminaire 834 kwh Remplacement par des luminaires fermés IP 55 pour lampes tubulaires f e W lm 83 W 357 kwh 65 % 232 kwh 100 W W 495 kwh 30 % 148,5 kwh lm 150 W lm 168 W 722 kwh 5 % 36,1 kwh Economie énergie réalisée : 417 kwh/appareil/an, soit 50 % 417 kwh x 25 ans = kwh Rythme actuel remplacement = 5 % du parc (0,95) Coefficient d actualisation : 0, kwh x 0,95 x 0,65 = kwh cumac Nombre d opérations standardisées pour 1 certificat (1 gigawh) , = 155 luminaires 416,6 kwh

51 Eclairage extérieur : Exemples de fiches CEE Action Volume de CEE (kwh Cumac) Exemple pour une lampe de 150 W Nb d opérations pour 1GWh cumac Régulation de tension en éclairage extérieur 2.0 x P (P exprimée en W) 300 kwh cumac Efficacité énergétique Maîtrise de la puissance réactive en éclairage extérieur Efficacité énergétique 1.6 x P (P exprimée en W) 240 kwh cumac Variateurs de puissance en éclairage extérieur 8.0 x P (P exprimée en W) kwh cumac 833 Contrôle Changement luminaires IP 55 SHP Iodure claires 80 lm.w -1 ULOR 3 % - 20 % (ambiance) kwh cumac Toutes lampes EP 155