Les avancées dans le domaine de l éclairage Patrick Martineau, ing. 27 e congrès de l AQME 9 mai 2013
CONTENU DE LA PRÉSENTATION Avancées technologiques Survol des technologies Évolution des normes en éclairage Les bonnes pratiques Exemples de projets d éclairage
AVANCÉES TECHNOLOGIQUES
ÉVOLUTION DES SOURCES LUMINEUSES Efficacité lumineuse (lm/w) Source : Navigant consulting inc. Année
GAINS ÉNERGÉTIQUES En 2030 l éclairage à DEL va combler 70% des besoins Ce qui permettra des gains énergétiques de 46% Source : Département de l Énergie des États-Unis
ELLES N ONT PAS DIT LEUR DERNIER MOT Avec l arrivée du DEL, plusieurs autres sources lumineuses ont évoluées L éclairage à Induction : durée de vie élevée Lampes longues durées : Sodium haute pression : 50 % de survie = 80 000 heures Fluorescent T5HO : 60 000 heures Fluorescent T8 : 84 000 heures Plusieurs manufacturiers ont cessé d investir dans la recherche sur les technologies de transition : CMH pour l éclairage d accentuation et l éclairage extérieur Fluocompactes vissés dans le secteur commercial Induction plusieurs compagnies ont vendu leurs brevets Source : Sylvania
SURVOL DES TECHNOLOGIES
SURVOL DES SOURCES LUMINEUSES APPLICATION TECHNOLOGIE GAIN * Plafonds bas Fluorescent T8 25 % T8 et T5HO 45 % Plafonds hauts Induction 40 % HM démarrage assisté 25 % Éclairage d accentuation DEL > 75 % Éclairage extérieur DEL > 50 % Enseignes DEL > 50 % Comptoirs réfrigérés DEL > 50 % * Réduction de la charge électrique d éclairage typique. Exclus les effets croisés électriques. Peut varier en fonction du projet.
SURVOL DES CONTRÔLES APPLICATION TYPE GAIN * Détecteur d occupation > 25 % Éclairage intérieur Détecteur d éclairage naturel > 25 % Commande centralisée > 15 % Éclairage extérieur Détecteur d occupation > 40 % Horloge astronomique > 25 % Contrôle adaptatif > 30 % * Réduction typique de l horaire d éclairage
EFFET CUMULATIF DES GAINS Vapeur de mercure Halogénures métalliques Démarrage assisté T5HO DEL 1990 1995 2000 2005 2010
ÉVOLUTION DES NORMES
TYPES DE NORMES TYPES DESCRIPTION EXEMPLES Définitions LED, LED chip, etc. IES RP-16 Normes d essai des composantes Normes d essai des Luminaires Compatibilité des composantes Critères de performance des installations Norme d efficacité énergétique des luminaires Norme d efficacité énergétique des installations Maintien du flux lumineux, couleur, etc. Mesure photométrie et électrique, sécurité, etc. Compatibilité mécanique et électrique Niveaux d éclairement, vision mésopique Performance photométrique et énergétique des luminaires Performance énergétique des installations LM-80, ANSI C78.377A LM-79, CSA C22.2 No. 250 ANSI C136.37 IES Handbook, TM-12 Critères du DesignLights Consortium ASHRAE 90.1 CSA C-653
NORMALISATION DES DEL Les principales normes pour l éclairage à DEL sont en place Le manque de normalisation n est plus un frein à l adoption des DEL Ces nouvelles normes permettent de spécifier des produits performants, mais leur maîtrise demeure complexe Heureusement, plusieurs outils pratiques existent pour faciliter le travail des éclairagistes Codes Handbook TM-21 LM-80 : flux DEL LM-79 : essai luminaire ANSI C78.377 CSA C22.2 250 : sécurité RP-16 : définitions
L INTÉGRATION DES NORMES Codes Handbook DEVIS DE PERFORMANCE LISTE DE PRODUITS TM-21 LM-80 : flux DEL LM-79 : essai luminaire ANSI C78.377 CSA C22.2 250 : sécurité MAINTIEN DU FLUX LUMINEUX RP-16 : définitions
MAINTIEN DU FLUX LUMINEUX
MAINTIEN DU FLUX LUMINEUX LM-79 : Norme d essai pour le luminaire LM-80 : Norme d essai pour les DEL Maintien du flux lumineux à 6 000 heures minimum TM-21 : Méthode pour extrapoler le maintien du flux lumineux des luminaires Facteur maximum d extrapolation : 6 Résultat : L XX = y heures LM-79 Luminaires TM-21 Projection L 70 = 50 000 heures LM-80 DEL Exemple
SOURCE DE DÉFAILLANCE Étude sur 5 400 luminaires à DEL, après 34 000 000 d heures d opération cumulées : 29 défaillances DEL seulement 10 % Donc la durée de vie du luminaire ne dépend pas seulement de la fiabilité des DEL DEL 10% Boîtier 31% Circuit d alimentation 52% Contrôle 7% Source : DOE
DÉFAILLANCES La courbe en forme de «baignoire» représente la répartition typique des défaillances des systèmes électroniques Usure Taux de défaillance Mortalité infantile Défaillances aléatoires Temps
LISTE DE PRODUITS QUALIFIÉS
POURQUOI UNE LISTE DE PRODUITS? Caractéristique des technologies émergentes : grande variabilité de la performance Les normes existantes sont difficiles à appliquer pour l utilisateur : Difficulté d obtenir des données indépendantes Mauvaise connaissance de la performance requise Complexité d analyse Les listes de produits favorisent l émergence des produits performants tout en simplifiant leur choix par les utilisateurs Listes fiables : ENERGY STAR DesignLights TM Consortium (DLC)
DesignLights TM Consortium La liste a 2 buts : Assurer que les produits satisfont les besoins Assurer des gains énergétiques Plus de 21 600 produits d éclairage à DEL qualifiés de 500 manufacturiers dans 30 catégories Accessible à partir du site Web du DesignLights TM Consortium Lancement prochain d une base de données Web simple à utiliser Source : DesignLights TM Consortium
CE QUI EST VÉRIFIÉ Les critères de performance visent : Le flux lumineux et distribution lumineuse L efficacité du luminaire La température de couleur et l indice de rendu de couleur Le flux lumineux maintenu (TM-21 : L70 = 50 000 heures) Les caractéristiques électriques La garantie minimum Source : DesignLights TM Consortium
LES BONNNES PRATIQUES
LES BONNES PRATIQUES Établir les besoins Connaître ses actifs Choisir la bonne technologie pour la bonne application Intégrer les divers éléments : source lumineuse, contrôle, bâtiment, environnement L efficacité dépend autant du design que de la technologie
EXEMPLES DE PROJETS D ÉCLAIRAGE
L école de l Hymne-au-Printemps Située à Vaudreuil, elle a gagné le Prix Hubert-Reeves Source : Commission scolaire des Trois-Lacs
L école de l Hymne-au-Printemps Environnement tempéré et sain, où l ambiance favorise l apprentissage Performances énergétiques remarquables : 3 fois plus efficace que les autres écoles de la Commission Scolaire des Trois-Lacs 60 % plus efficace que le Code Modèle National de l Énergie pour les Bâtiments (CMNÉB) Économies d environ 500 000 kwh et 45 000 $ par année
L école de l Hymne-au-Printemps Photos : Patrick Martineau
L école de l Hymne-au-Printemps Photos : Patrick Martineau
L école de l Hymne-au-Printemps Photos : Patrick Martineau
L école de l Hymne-au-Printemps Photos : Patrick Martineau
L école de l Hymne-au-Printemps Photos : Patrick Martineau
L école de l Hymne-au-Printemps Photos : Patrick Martineau
Complexe Desjardins Photo : Patrick Martineau
Complexe Desjardins Photo : Patrick Martineau
Complexe Desjardins Photos : Patrick Martineau
Immeuble sur le boulevard René-Lévesque Photo : Patrick Martineau
Éclairage public Ville de Los Angeles : 150 000 luminaires d installés Plus de 60 % d économies d énergie AVANT - SHP APRÈS - DEL Source : LEDs Magazine
Éclairage extérieur Source : LEDs Magazine Source : Wal-Mart, présentation SSL Market Introduction Workshop, Chicago, 14 juillet 2009
Stationnements intérieurs AVANT APRÈS Source : DOE, projet GATEWAY
CONCLUSION
CONCLUSION Le manque de normalisation n est plus un frein à l adoption de la technologie à DEL à grande échelle La dégradation du flux lumineux des DEL n est qu un des nombreux modes de défaillance possible Il faut contrôler la robustesse des autres éléments L application des normes est complexe et les listes de produits du DesignLights TM Consortium ou Energy Star simplifient les choix Lorsque bien contrôlé la technologie à DEL est fiable et performante
CONCLUSION (suite) Plusieurs technologies performantes sont disponibles : il faut choisir celle qui convient à l application et aux besoins L efficacité dépend autant du design que de la technologie Il faut intégrer les divers éléments : source lumineuse, contrôle, bâtiment, environnement