ECLAIRAGE : «Mieux éclairer en consommant moins» Conférence organisée à l occasion de la semaine du Développement Durable par le CFI (du 1 er au 7 avril 2011) Fabrice CLOUET 06/04/11
PRESENTATION DE LA SOCIETE (1/2) : Bureau d études spécialisé en éclairage et en efficacité énergétique, fondé en 2001 Compétences : Confort visuel au poste de travail / image de l entreprise Diminution de la consommation Protection de l environnement Moyens : 2 agences (Paris et Lyon) Types de missions : Conseil allant du diagnostic à l étude de faisabilité Assistance à Maîtrise d ouvrage Formations (organisme agrée depuis 2002)
PRESENTATION DE LA SOCIETE (2/2) : Une expertise reconnue sur l éclairage : Partenaire de l ADEME (missions éligibles aux dispositifs de subvention) Membre du groupe d experts pour la RT 2005 Membre de l Association Française de l Éclairage de l ATEE Fondateur du programme Eco-Eclairage visant à économiser 30 % sur l éclairage des locaux tertiaire Parrain principal GREENLIGHT (label de performance énergétique) Membre de PERIFEM (Association Technique du Commerce et de la Distribution)
LE CONTEXTE EN ECLAIRAGE (1/4) : L éclairage : un problème pour les usagers Mauvaise qualité / problème de confort visuel Changements de sources lumineuses L éclairage naturel : un formidable atout, mais souvent mal dimensionné et mal exploité Une réglementation de plus en plus incitative sur les économies d énergie Des potentiels d économies importants dès lors où l on raisonne en coût global : 30 à 50 % d économie d énergie (source : ADEME) Allongement important des durées de vie des sources lumineuses
LE CONTEXTE EN ECLAIRAGE (2/4) : L éclairage artificiel : un poste de consommation électrique conséquent Répartition des consommations par secteur en France (Source ADEME) Secteur Consolidé Consommation Poids moyen sur la facture d'électricité Industrie 5 TWh 15% Eclairage public 4 TWh 33% Commerces et CHR 9,5 TWh 20% à 80% * Bureaux 5 TWh 30% Enseignement 4 TWh 39% Santé 3 TWh 50% Avec 40 TWh, l éclairage représente 10 % de la consommation électrique française * Dans les commerces non alimentaires, l éclairage est le plus consommateur et atteint jusqu à 80 %
LE CONTEXTE EN ECLAIRAGE (3/4) : L éclairage artificiel : des potentiels d économie d électricité importants Potentiels d économies d électricité en éclairage par secteur en France (Source ADEME) Secteur % moyen Retour sur d économie investissement Industrie 3 postes 50 à 80 % 1-2 ans Industrie 2 postes 20 à 50 % 2-3 ans + logistique Commerces et 30 à 50 % 3 à 5 ans CHR Bureaux 30 à 50 % 5 à 10 ans Enseignement 30 à 50% 5 à 10 ans Santé 40 à 60% 2-3 ans TOTAL 40%
LE CONTEXTE EN ECLAIRAGE (4/4) : Les raisons de potentiels inexploités : L absence de contraintes réglementaires (éclairage exclu des réglementations thermiques jusqu ici) Le manque de formation et de sensibilisation des décideurs (Maîtres d Œuvre / Maîtres d Ouvrage) Le raisonnement se fait en coût d achat et non en coût global! 70% Alors que la consommation électrique représente plus de 50% du coût global d éclairage sur 10 ans, dans tous les secteurs! 60% 50% 40% 30% 20% 10% Achat Electricité Maintenance 0% Santé Bureaux Ecoles Industrie
PLAN DE L EXPOSE : I LES NORMES ET REGLEMENTATIONS II SOLUTIONS D ECONOMIES EN ECLAIRAGE III COMMENT OPTIMISER UNE INSTALLATION EN ECLAIRAGE? IV EXEMPLES DE REALISATIONS
I LES NORMES ET REGLEMENTATIONS (1/15) Définition des notions principales en éclairage Flux lumineux : C'est la quantité d'énergie émise par une source lumineuse sous forme de rayonnement visible dans toutes les directions Symbole : F Unité : Lumen ( lm ) Eclairement lumineux : C'est le quotient du flux lumineux reçu par un élément d'une surface par l'aire de cet élément. Il caractérise la quantité de lumière reçue par unité de surface Symbole : E Unité : Lux ( lx ), 1 Lux = 1 Lumen / m 2 Intensité lumineuse : Cette grandeur définit l'importance du flux lumineux émis dans une direction donnée par une source ponctuelle Symbole : I Unité : Candela (cd) Luminance Cette grandeur détermine l'aspect lumineux d'une surface éclairée ou d'une source, dans une direction donnée et dont dépend la sensation visuelle de luminosité Symbole : L Unité : cd / m 2 La luminance est associée à la sensation d éblouissement
I LES NORMES ET REGLEMENTATIONS (2/15) Les 5 critères qualitatifs en éclairage
I LES NORMES ET REGLEMENTATIONS (3/15) Les 5 critères qualitatifs en éclairage (suite) Niveau d éclairement : Caractérise la quantité de lumière utile reçue. Il se mesure au luxmètre (au sol ou sur les plans de travail) Un niveau d éclairement adapté limite la fatigue visuelle et les risques d accidents Homogénéité : Traduit les écarts entre niveaux d éclairement. Une bonne homogénéité limite la fatigue visuelle Rendu des couleurs : Indice compris entre 0 et 100 décrivant la capacité d une source lumineuse artificielle à restituer plus ou moins bien les couleurs des objets éclairés Température de couleurs : La température de couleur (en K), indépendante de la qualité d éclairage, définit la couleur apparente de la lumière Limitation de l éblouissement : L éblouissement est provoqué par une luminance trop élevée. Ce phénomène diminue la perception des objets, provoque une fatigue visuelle et augmente le risque d accidents
I LES NORMES ET REGLEMENTATIONS (4/15) Articles R.232-7 du code du travail Article R235-2 du code du travail La réglementation en éclairage Décret n 83-721 du 2 août 1983 complétant le Code du Travail en ce qui concerne l'éclairage des lieux de Travail, et destiné aux chefs d'entreprises Décret n 83-722 du 2 août 1983 complétant le Code du Travail et fixant les règles relatives à l'éclairage des lieux de travail auxquelles doivent se conformer les maîtres d'ouvrage entreprenant la construction ou l'aménagement de bâtiments destinés à l'exercice d'une activité industrielle, commerciale ou agricole Circulaire du 11 avril 1984 relative aux commentaires techniques des décrets n 83-721 et 83-722 du 2 août 1983 relatifs à l'éclairage des lieux de travail Lettre-circulaire DRT n 90/11 du 28 juin 1990 relative à l'éclairage naturel et à la vue vers l'extérieur Directive handicapés 2007 (pour les ERP)
I LES NORMES ET REGLEMENTATIONS (5/15) La réglementation en éclairage (suite) Problèmes de la réglementation : Niveaux de luminosité minimas faibles en regard des besoins Pas d exigences chiffrées sur la qualité d éclairage Pour l éclairage naturel : sujet à de nombreuses interprétations Utilisation préférentielle de normes de bonnes pratiques : Avant 2003 : norme NF X 35-103 Depuis juin 2003 : norme européenne NF EN 12464-1 (locaux intérieurs)
I LES NORMES ET REGLEMENTATIONS (6/15) Intérêt de cette nouvelle norme : La norme NF-EN 12 464-1 Exhaustivité : plus de 300 tâches de travail différentes recensées (industrie, tertiaire) Exigences de qualité d éclairage quantifiées Niveau d éclairement à maintenir Uniformité Rendu des couleurs Limitation de l éblouissement Limite : pas de préconisations sur l éclairage naturel
I LES NORMES ET REGLEMENTATIONS (7/15) Niveaux d éclairement des locaux Le décret n 83-721 fixe des valeurs minimales à respecter pour l'éclairement général. Ces niveaux d'éclairement doivent être assurés pendant la présence du personnel, sur le plan de travail ou au sol. Type de travail Décret NF EN 12464-1 Les voies de circulation intérieures 40 Lux 100 Lux Les escaliers et entrepôts 60 Lux 150 Lux Vestiaires et sanitaires 120 Lux 200 Lux Les locaux affectés à un travail permanent 120 à 200 Lux 300 à 500 Lux
I LES NORMES ET REGLEMENTATIONS (8/15) Niveaux d éclairement des zones de travail La circulaire du 11 avril 1984 précise les valeurs de l'éclairement local minimal à respecter dans les zones de travail, dans le temps et dans l'espace Type de travail Circulaire Norme NF EN 12464-1 Travail de pièces grossières 200 Lux 300 Lux Travail de pièces petites et moyennes, assemblage, mécanique 300 Lux 500 Lux moyenne Mécanique fine, gravure, comparaison de couleurs, dessins difficiles, industrie du vêtement 400 Lux 750 Lux
I LES NORMES ET REGLEMENTATIONS (9/15) Quelques valeurs qualitatives de la norme NF-EN 12 464-1 Type de zone et/ou d éclairage Éclairement moyen à maintenir (en Lux) Uniformité Rendu des couleurs (IRC) Commentaires points importants Réserves / locaux techniques 100 70 % 60 Teinte intermédiaire (4 000 K) préférable Bureaux 300 (travail exclusif sur écran) 500 (lecture et écriture) 70 % 80 Teinte chaude (3 000 K) préférable Couloirs 100 70 % 40 - Salles de repos 100 70 % 80 Teinte chaude préférable, inférieure à 3 000 K Vestiaires et sanitaires 200 70 % 80 -
I LES NORMES ET REGLEMENTATIONS (10/15) Une réglementation émergente POURQUOI? Se conformer aux exigences du protocole de Kyoto Éclairage = contribution moyenne à la consommation électrique mais gros contributeur aux heures de pointe (10 % des consommations électriques française mais 16 % des émissions de gaz à effet de serre) DIMINUER LA CONSOMMATION ELECTRIQUE EN ECLAIRAGE ENJEUX ECONOMIQUES & ECOLOGIQUES
I LES NORMES ET REGLEMENTATIONS (11/15) Une réglementation émergente (suite) Les obligations sur les bâtiments neufs et extensions : RT 2005 : Seuil maximal de 2,5 W/m²/100 lux à ne pas dépasser en éclairage artificiel général (limite haute de 25 W/m²) Pas de contraintes sur l éclairage naturel DPE : Diagnostic de performance énergétique (DPE) obligatoire pour tout permis de construire (étiquette énergie) Etudes de faisabilité : Etudes de faisabilité énergie et EnR à réaliser (> 1000 m²)
I LES NORMES ET REGLEMENTATIONS (12/15) Une réglementation émergente (suite) Les obligations pour les rénovations : décret n 2007-363 du 19 mars 2007 (la «RT dans l existant» -applicable aux locaux de plus de 100 m2) cf. www.rt-batiment.fr) 1er cas : rénovation lourde (> à 25 % de la valeur du bâti) Performances requises sur la consommation du bâtiment (proches de la RT 2005) Etudes de faisabilité énergie et EnR à réaliser lors des travaux pour des surfaces supérieures à 1000 m² 2 e cas : autres rénovations Seuil maximal de 2,8 W/m²/100 lux à ne pas dépasser en éclairage artificiel général Pas de contraintes sur l éclairage naturel
I LES NORMES ET REGLEMENTATIONS (13/15) Une réglementation émergente (suite) La RT 2012 à venir dans le Neuf Objectif (1 er juillet 2011) : 50 kwh EP/m²/an en non-résidentiel Valoriser les meilleurs systèmes de contrôle et de gestion de l éclairage électrique La RT 2012 s appuiera sur la norme NF EN 15193 : «exigences énergétiques de l éclairage») Mieux maîtriser les puissances d éclairage installées, sans dégrader les niveaux d éclairement à maintenir La RT 2012 se référera explicitement à la norme d éclairage des lieux intérieurs de travail NF EN 12464-1) Puissances surfaciques de référence qui disparaissent au profit de nouvelles valeurs par défaut Prise en compte plus seulement de l éclairage d ambiance, mais également de l éclairage aux postes de travail
I LES NORMES ET REGLEMENTATIONS (14/15) Les incitations et les aides : Labels et aides financières Labels de performance énergétique : HQE, HPE, THPE et BBC Certificats d économies d énergie (CEE) : liste consultable sur www.clubc2e.org Les opérations d économies d énergie réalisées donnent droit à des certificats d énergie (ex : installation d appareils T5, de spots iodure avec ballast électronique, cellules photoélectriques, etc.) Ces certificats d économies d énergie peuvent permettre ensuite d obtenir des subventions de la part des fournisseurs d énergie sur les investissements Aides financières de l ADEME sur les études de maîtrise de l énergie et de mise en œuvre d énergies renouvelables (ex : panneaux photovoltaïques)
I LES NORMES ET REGLEMENTATIONS (15/15) Cas particulier des certificats d économie d énergie (CEE) Principe : créer un marché incitant à l économie d énergie pour les usagers professionnels et particuliers Les distributeurs d énergie se voient fixer des objectifs de réduction des consommations, avec 3 solutions possibles : Atteindre ces objectifs, et se voir attribuer des certificats en conséquence (nombre de kwh économisés) Ne pas les respecter et acheter des certificats à un tiers Ne rien faire et payer une taxe fixée à 2 cts /kwh Les usagers et prescripteurs réalisant des économies d électricité peuvent théoriquement acquérir des certificats, sous conditions Des opérations standardisées d économies sont validées qui donnent lieu à l attribution de certificats (Exemple : achat de luminaires équipés de ballasts électroniques)
II SOLUTIONS D ECONOMIES EN ECLAIRAGE (1/8) Utilisation de sources lumineuses efficaces HISTORIQUE DES TUBES FLUORESCENTS («néons») AMELIORATION DE LA PERFORMANCE ENERGETIQUE Années 95 Années 60 TUBE FLUO «T5» diam 16 mm non compatible TUBE FLUO «T8» diam 26 mm Consommations 40 W (- 40%) 70 W (- 20%) Années 40 compatible TUBE FLUO «T12» diamètre 38mm 85 W
II SOLUTIONS D ECONOMIES EN ECLAIRAGE (2/8) Utilisation de sources lumineuses et d alimentations électriques moins énergivores 1 Les tubes fluorescents T5 30 à 40% d économie d électricité (à éclairement maintenu) Durée de vie des tubes : x 2, voire x 3 TUBES T5 Suppression des clignotements gênants Fonctionnement exclusif avec des ballasts électroniques hautes performances énergétiques Meilleure compacité BALLAST ELECTRONIQUE
II SOLUTIONS D ECONOMIES EN ECLAIRAGE (3/8) Utilisation de sources lumineuses et d alimentations électriques moins énergivores (suite) 2 Lampes Iodure métallique 60 à 70% d économie d électricité par rapport aux lampes halogènes (à éclairement maintenu) 40 % par rapport aux lampes à vapeur de mercure Durée de vie des lampes : x 3, voire x4 / halogènes IODURE OVOIDE IODURE TUBULAIRE
II SOLUTIONS D ECONOMIES EN ECLAIRAGE (4/8) Utilisation de sources lumineuses et d alimentations électriques moins énergivores (suite) 3 Certaines LEDs Jusqu à 60 à 70% d économie d électricité par rapport aux lampes halogènes (à éclairement maintenu) LAMPES LED Allumage immédiat Durée de vie des lampes : jusqu à x20/ halogènes (garanties souvent limitées à 5 ans) LUMINAIRE LED
II SOLUTIONS D ECONOMIES EN ECLAIRAGE (5/8) Emploi de luminaires performants et optimisation de leur implantation Choix de luminaires à rendements élevés ( > 55 %) Optiques en aluminium à haute réflexion lumineuse Diffuseurs à bonnes transmissions lumineuses Optimisation des cônes de diffusion lumineuse Formes des réflecteurs modulés selon l implantation des machines, des mobiliers, des zones à éclairer et les hauteurs de montage Limitation du nombre de luminaires par une optimisation de leur implantation Emploi de luminaires peu sensibles à l encrassement
II SOLUTIONS D ECONOMIES EN ECLAIRAGE (6/8) Horloges / minuteries Réduction des temps de fonctionnement Horloges : selon heures définies Minuterie : temporisation déclenchée Zonage électrique à dimensionner en fonction de la physionomie des lieux et des comportements Importance des temporisations pour le confort des usagers HORLOGE ASTRONOMIQUE
II SOLUTIONS D ECONOMIES EN ECLAIRAGE (7/8) Gestion de présence DETECTEURS DE PRESENCE Réduction des temps de fonctionnement selon la présence des usagers Zonage électrique à dimensionner en fonction de la physionomie des lieux et des comportements Importance de la temporisation, de la sensibilité et de la portée du détecteur pour le confort des usagers
II SOLUTIONS D ECONOMIES EN ECLAIRAGE (8/8) Gestion de l éclairage naturel CELLULES PHOTOSENSIBLES TEMPS CLAIR Les luminaires près des baies sont inactifs TEMPS SOMBRE / SOIR Tous les luminaires sont actifs Réduction des temps de fonctionnement et/ou de la puissance appelée Zonage électrique à dimensionner en fonction des apports d éclairage naturel Pilotage du fonctionnement des luminaires : Par seuils d allumages / extinctions Gradation : variation du flux lumineux en fonction des apports d éclairage naturel
III COMMENT OPTIMISER UNE INSTALLATION EN ECLAIRAGE (1/18) Réaliser un état des lieux de l éclairage existant : Mesurer la qualité de l éclairage suivant les 5 critères la caractérisant Réalisation d une cartographie des niveaux d éclairement au luxmètre Mesurer les consommations électriques Instrumentation à l aide d analyseurs triphasés Analyse de l éclairage actuel Type de luminaires, de sources lumineuses, implantations, gestions, recensement des appareils d éclairage et éléments constitutifs Analyse des zones étudiées Dimensions des locaux, hauteurs de montage, présence de machines, natures des parois, baies vitrées, zonages électriques, etc.)
Analyser l éclairage existant : Dimensionner une installation en éclairage : III COMMENT OPTIMISER UNE INSTALLATION EN ECLAIRAGE (2/18) Analyser la qualité de l éclairage suivant les 5 critères la caractérisant Chiffrer de la consommation électrique, à l aide des résultats issus des mesures électriques et du coût annuel d exploitation en éclairage (électricité et maintenance) Définir les exigences visuelles et les contraintes d exploitation Niveaux d éclairement, uniformité, éblouissement, rendu et teintes de couleur Hauteurs de montages des luminaires, possibilités de fixations, températures, etc. Sélectionner des matériels d éclairage performants et adaptés Réalisation de simulations d éclairement artificiel et naturel, à partir d un logiciel reconnu et implantation de principe des luminaires Modélisation des locaux en 3D (prise en compte des dimensions, des mobiliers, des surfaces de réflexion, des fichiers photométriques des logiciels sélectionnés, etc.)
III COMMENT OPTIMISER UNE INSTALLATION EN ECLAIRAGE (3/18) EXEMPLES DE VUES EN 3D DE SIMULATIONS D ECLAIRAGE Vue 3D Atelier d usinage
III COMMENT OPTIMISER UNE INSTALLATION EN ECLAIRAGE (4/18) EXEMPLES DE VUES EN 3D DE SIMULATIONS D ECLAIRAGE Vue 3D - Atelier avec éclairage naturel
III COMMENT OPTIMISER UNE INSTALLATION EN ECLAIRAGE (5/18) EXEMPLES DE VUES EN 3D DE SIMULATIONS D ECLAIRAGE Vue 3D - Hall de stockage
III COMMENT OPTIMISER UNE INSTALLATION EN ECLAIRAGE (6/18) EXEMPLES DE VUES EN 3D DE SIMULATIONS D ECLAIRAGE Vue 3D Bureau, salle d attente et salle de réunion
III COMMENT OPTIMISER UNE INSTALLATION EN ECLAIRAGE (7/18) EXEMPLES DE VUES EN 3D DE SIMULATIONS D ECLAIRAGE Vue 3D - plateforme bureaux
III COMMENT OPTIMISER UNE INSTALLATION EN ECLAIRAGE (8/18) EXEMPLES DE VUES EN 3D DE SIMULATIONS D ECLAIRAGE Vue 3D - Bureau Direction avec éclairage naturel
III COMMENT OPTIMISER UNE INSTALLATION EN ECLAIRAGE (9/18) EXEMPLES DE VUES EN 3D DE SIMULATIONS D ECLAIRAGE Vue 3D - salle informatique
III COMMENT OPTIMISER UNE INSTALLATION EN ECLAIRAGE (10/18) EXEMPLES DE VUES EN 3D DE SIMULATIONS D ECLAIRAGE Cafétéria - Vue 3D et existant
III COMMENT OPTIMISER UNE INSTALLATION EN ECLAIRAGE (11/18) EXEMPLES DE VUES EN 3D DE SIMULATIONS D ECLAIRAGE Vue 3D - Hypermarché surface de vente et rayons frais
III COMMENT OPTIMISER UNE INSTALLATION EN ECLAIRAGE (12/18) EXEMPLES DE VUES EN 3D DE SIMULATIONS D ECLAIRAGE Vue 3D - boutique (façade et intérieur magasin)
III COMMENT OPTIMISER UNE INSTALLATION EN ECLAIRAGE (13/18) EXEMPLES DE VUES EN 3D DE SIMULATIONS D ECLAIRAGE Vue 3D - boutique (intérieur magasin)
III COMMENT OPTIMISER UNE INSTALLATION EN ECLAIRAGE (14/18) EXEMPLES DE VUES EN 3D DE SIMULATIONS D ECLAIRAGE Vue 3D Hypermarché parking extérieur (respectant la réglementation en éclairage pour les places handicapés)
III COMMENT OPTIMISER UNE INSTALLATION EN ECLAIRAGE (15/18) EXEMPLES DE VUES EN 3D DE SIMULATIONS D ECLAIRAGE Vue 3D - éclairage extérieur
III COMMENT OPTIMISER UNE INSTALLATION EN ECLAIRAGE (16/18) EXEMPLES DE VUES EN 3D DE SIMULATIONS D ECLAIRAGE Vue 3D - éclairage extérieur
III COMMENT OPTIMISER UNE INSTALLATION EN ECLAIRAGE (17/18) Rédiger un dossier complet : Etablir les schémas de principe des intentions lumières Implanter précisément les matériels d éclairage sur plans Etablir un zonage des alimentations électriques en éclairage Définir les matériels d éclairage sous forme générique, permettant la consultation de plusieurs fabricants (en citant plusieurs modèles équivalents) Chiffrer l'investissement à consentir, les consommations électriques et la maintenance prévisionnelle Chiffrer les économies à la clef et la rentabilité associée Réaliser un bilan environnemental (émission de C0 2 évitées et recyclage)
III COMMENT OPTIMISER UNE INSTALLATION EN ECLAIRAGE (18/18) Accompagner en phase travaux et vérifier les résultats : Rédiger le dossier de consultation des électriciens Assister au choix des fournisseurs et à la consultation Préparer et suivre le chantier Réceptionner les travaux Réalisation d une cartographie des niveaux d éclairement au luxmètre Instrumentation à l aide d analyseurs triphasés S assurer que le cahier des charges en éclairage a bien été suivi Rédiger un rapport de synthèse indiquant les résultats en termes d efficacité énergétique et de qualité d éclairage, le bilan de l opération et les suggestions d améliorations éventuelles
Merci de votre attention Siège social : Agence Rhône-Alpes : Immeuble LE BRITANNIA 1, rue d Enghien 20, Bd Eugène Deruelle 75010 PARIS 69432 LYON Cedex 03 Tél. : 33 (0)1 48 24 07 42 Tél. : 33 (0)4 37 48 08 54 Fax : 33 (0)9 58 55 81 09 Fax : 33 (0)9 59 45 46 31 Email : idf@opuslight.com Web : www.opuslight.com