OUTIL DE GESTION DE L'ECLAIRAGE PUBLIC DES PARCS D'ACTIVITÉS, DURABLE ET INTELLIGENTE GUIDE DE L'UTILISATEUR DU SIMULATEUR Architecture et Climat Université catholique de Louvain Septembre 2014
Table des matières 1. Introduction... 3 1.1. Objectifs du simulateur... 3 1.2. Fonctionnement général du simulateur... 3 2. Architecture du simulateur... 6 2.1. Structure du simulateur... 6 2.2. Bases de données... 7 3. Mode d'emploi... 10 3.1. Démarrage... 10 3.2. Etablir les connexions avec les bases de données... 11 3.3. Introduction des données... 13 3.3.1. Identification du projet... 13 3.3.2. Données générales... 13 3.3.3. Conditions de trafic et de voirie... 13 3.3.4. Situation avant rénovation... 16 3.3.5. Lancement du calcul... 16 3.4. Lecture des résultats... 17 3.4.1. Synthèse des données... 17 3.4.2. Résultats du dimensionnement... 17 3.4.3. Résultats photométriques... 18 3.4.4. Estimation des consommations... 18 4. Situations particulières... 19 4.1. Ignorance du trafic moyen horaire... 19 4.2. Typologie ou implantation de mat non cataloguée... 19 4.3. Simulation sans résultats... 20 4.4. Tableau des messages d'alerte... 21 Crédits... 22 Table des Tableaux Tableau 1 : fichiers (nom, extension et caractéristiques) du simulateur GEPPADI... 6 Tableau 2 : catalogue des typologies de voirie du simulateur GEPPADI... 8 Tableau 3 : catalogue des typologies d'implantation des mats du simulateur GEPPADI... 8 Tableau 4 : catalogue des typologies de mat du simulateur GEPPADI... 9 Tableau 5 : tableaux des alertes du simulateur GEPPADI... 21 Table des Figures Figure 1 : paramètres de modélisation et d'optimisation du simulateur GEPPADI... 4 Figure 2 : possibilités de modélisation et d'optimalisation du simulateur GEPPADI... 4 Figure 3 : architecture du simulateur GEPPADI... 7 GEPPADI Guide d'utilisation du simulateur 2
1. INTRODUCTION 1.1. OBJECTIFS DU SIMULATEUR Le simulateur GEPPADI est un outil d'aide à la conception et à la décision pour la réalisation d'un éclairage public efficace, durable et intelligent. Prioritairement conçu pour soutenir les projets d'éclairage public dans les parcs d'activités économiques, ce simulateur peut également être utilisé pour tout autre projet d'éclairage public. Ce simulateur encourage la mise en place d'un éclairage public sensible aux besoins des usagers en éclairant au bon endroit, au bon moment, dans la bonne direction et avec la bonne intensité. Le simulateur GEPPADI s'adresse particulièrement aux acteurs de l'éclairage public. Qu'ils soient bureaux d'étude, entreprises spécialisées, gestionnaires de réseau ou services publics ou communaux. Cet outil leur offre l'opportunité de réaliser un premier dimensionnement de leur projet d'éclairage et d'en estimer les consommations énergétiques. Il permet ainsi d'évaluer l'économie annuelle qui peut être réalisée par l'intégration du système de gestion intelligente GEPPADI tout en proposant un design optimal de l'installation d'éclairage. Le simulateur GEPPADI permet à son utilisateur de réaliser un pré-dimensionnement de l'installation d'éclairage de son site, depuis la définition de l'implantation des candélabres en passant par la sélection des mats jusqu'à la fixation du flux lumineux nécessaire pour rencontrer les exigences photométriques requises par le site de projet. L'outil réalise également une estimation des consommations énergétiques imputables à l'éclairage du site de projet, sur base d'hypothèse de fréquentation du site. Le système de gestion intelligente de l'éclairage public GEPPADI est un modèle de gestion qui adapte la puissance des sources lumineuses et leur durée d'allumage en fonction de la position et de la vitesse des usagers. Le système GEPPADI combine deux principes de gradation de la puissance des lampes. Premièrement, la puissance maximale des lampes est fixée selon les exigences photométriques de la classe d'éclairage réellement active sur le site en fonction des conditions de trafic (vitesse et volume). Deuxièmement, la puissance des lampes est variée en continu en fonction de la position d'un usager par rapport au luminaire. De cette manière, chaque usager (piéton, cycliste, voiture, etc.) se déplace avec sa propre "bulle lumineuse" adaptée à ses besoins, minimisant la consommation tout en respectant les normes d'éclairage. Une présentation succincte du système GEPPADI est disponible via le lien suivant : http://www.spi.be/fr/services/projets-collaborations/geppadi-un-eclairage-intelligent Le simulateur GEPPADI est compatible avec une version 2010 ou postérieure de Microsoft Excel. La compatibilité avec une version antérieure à 2010 n'est pas garantie. 1.2. FONCTIONNEMENT GÉNÉRAL DU SIMULATEUR Le simulateur GEPPADI offre de multiples possibilités de modélisation et d'optimisation d'un projet d'éclairage. Un projet d'éclairage consiste à : déterminer le niveau de puissance des sources lumineuses de manière à respecter les exigences photométriques de la classe d'éclairage du site de projet. déterminer l'implantation optimale des mats d'éclairage en termes d'espacement entre deux mats successifs et de recul par rapport à la voirie (cette implantation optimale fait abstraction de conditions particulières de site telles que la position d'éventuels impétrants). sélectionner le mat d'éclairage, c est-à-dire fixer la hauteur du point lumineux, l'inclinaison du bras éventuel du mat et la longueur du bras éventuel du mat. GEPPADI Guide d'utilisation du simulateur 3
Ces trois éléments (Puissance, Implantation et Mat) et donc les six paramètres qu'ils recouvrent (voir Figure 1) (puissance, espacement, recul, hauteur, inclinaison, longueur) peuvent être modélisés et simulés d'une dizaine de manières au sein du simulateur, soit simultanément, soit indépendamment les uns des autres (voir Figure 2). Figure 1 : paramètres de modélisation et d'optimisation du simulateur GEPPADI En effet, trois grandes typologies de projet sont simulables dans l'outil et rassemblent dix scénarios de projet différenciés les uns des autres par le nombre de paramètres introduits comme donnés ou comme inconnues : Les nouveaux projets considèrent que l'implantation, le type de mat et la puissance de la source sont inconnus et doivent donc être optimisés. Les projets de rénovation permettent une grande variété de simulation en fonction des paramètres qui sont introduits comme données (ou conservés) ou à l'opposé, qui doivent être optimisés. La puissance n'est jamais introduite comme donnée puisqu'il s'agit de l'inconnue principale pour l'optimisation. Les projets de consommation consistent à évaluer la consommation du site pour une puissance donnée, tous les autres paramètres ne sont pas pris en considération. Figure 2 : possibilités de modélisation et d'optimalisation du simulateur GEPPADI GEPPADI Guide d'utilisation du simulateur 4
La sélection d'un scénario de projet dépend des contraintes du projet imposées à l'utilisateur et des résultats que ce dernier attend de l'outil. Les résultats du simulateur sont : Pour un nouveau projet : la consommation du site, l'implantation des mats et le type de mat Pour un projet de rénovation : la consommation du site avant et après rénovation et soit le recul des mats, soit l'espacement entre les mats ou une combinaison des deux, soit le type de mat ou une combinaison des trois éléments précédents. Pour un projet de consommation : la consommation du site Pour les nouveaux projets ou les projets de rénovation, l'optimisation porte sur la sélection de la puissance par kilomètre minimale rencontrant les exigences photométriques de la classe d'éclairage du site de projet. Des contraintes supplémentaires telles que la conservation de l'écart entre les mats, du recul du mat par rapport à la voirie ou du type de mat sont prises en considération pour les projets de rénovation en fonction du scénario de projet établi par l'utilisateur. Connaissant la puissance des sources et les conditions de trafic, la consommation du site est alors calculée en intégrant le système GEPPADI. Pour les projets de consommation, le simulateur est utilisé uniquement pour évaluer la consommation du site puisque la puissance des sources est donnée par l'utilisateur et non plus optimisée par le simulateur. Par exemple, dans le tableau de la Figure 2 ci-dessus : Le Scénario 1 est un scénario de simulation pour un nouveau projet pour lequel les paramètres d'implantation (e et r), le type de mat (h, i, L) et la puissance des sources lumineuses (P) sont optimisés. Les résultats de ce scénario portent sur l'implantation et le type de mat et la consommation estimée du projet. Le Scénario 4 est un scénario de rénovation pour lequel seul le recul des mats est conservé comme donnée d'implantation. Le simulateur est donc utilisé pour rechercher le type de mat, l'écart entre les mats et la puissance installée par kilomètre minimale qui donnent une photométrie de la route compatible avec les exigences de la classe d'éclairage introduite par l'utilisateur. Étant donné qu'il s'agit d'une rénovation, les résultats portent sur l'implantation et le type de mat mais également sur la comparaison de la consommation énergétique du site avant et après rénovation en intégrant le système GEPPADI. Les Scénario 10, scénario d'un projet de calcul de consommation, diffère du Scénario 9 de rénovation par le fait que la puissance installée par kilomètre est inconnue dans le scénario de rénovation et par le fait que les résultats du scénario 9 présentent une comparaison en terme de consommation entre la situation avant et la situation après rénovation. GEPPADI Guide d'utilisation du simulateur 5
Bases de données des simulations photmétriques 2. ARCHITECTURE DU SIMULATEUR 2.1. STRUCTURE DU SIMULATEUR Le simulateur est constitué de plusieurs classeurs Excel connectés les uns aux autres et commandés depuis un classeur particulier, unique classeur accessible à l'utilisateur, l'interface. Le fichier Interface.xlsm constitue la colonne vertébrale du simulateur à laquelle sont reliés onze fichiers de base de données et un fichier de calcul de consommation. L'Interface est le fichier principal de l'outil et le seul par lequel l'utilisateur introduit et réalise son projet. Il est formé par quatre feuilles de calcul : Introduction, Données, Trafic et Résultats (voir Figure 3). L'Interface permet à l'utilisateur de modéliser son scénario de projet en introduisant les données et en mentionnant les inconnues de son projet. Les bases de données sont des fichiers volumineux contenant des milliers de résultats de simulations photométriques. Les simulations photométriques sont réalisées pour des largeurs de voirie fixées, si bien que les bases de données portent le nom de la largeur de voirie ayant servi pour les simulations photométriques. Le classeur consommation est l'outil de calcul de consommation du projet d'éclairage. Il intègre les courbes de gradation de la puissance des lampes issues du projet de recherche GEPPADI et considère les conditions de trafic (vitesse et volume) pour formuler une estimation de la consommation énergétique. Nom du fichier Interface.xlsm BD_3m.xlsx BD_4m.xlsx BD_5m1.xlsx BD_5m2.xlsx BD_6m1.xlsx BD_6m2.xlsx BD_7m.xlsx BD_8m.xlsx BD_9m.xlsx BD_Doux.xlsx BD_Spécifique.xlsm Conso.xlsx Caractéristiques Classeur d'introduction des projets Simulations photométriques pour une voirie à sens unique de 3m de large Simulations photométriques pour une voirie à sens unique de 4m de large Simulations photométriques pour une voirie à sens unique de 5m de large Simulations photométriques pour une voirie à double sens de 5m de large Simulations photométriques pour une voirie à sens unique de 6m de large Simulations photométriques pour une voirie à double sens de 6m de large Simulations photométriques pour une voirie à double sens de 6,5m de large Simulations photométriques pour une voirie à double sens de 8m de large Simulations photométriques pour une voirie à double sens de 9m de large Simulations photométriques pour une voirie réservée aux modes doux de circulation (piéton et/ou cycliste) de 1,3m de large (sens unique) ou 2,7m de large (double sens) Classeur de base de données vierge, disponible pour l'introduction des résultats de simulations photométriques spécifiques à l'utilisateur Classeur de calcul de la consommation énergétique du site de projet Tableau 1 : fichiers (nom, extension et caractéristiques) du simulateur GEPPADI Le processus opérationnel du simulateur se déroule en quatre temps (voir Figure 3 ci-dessous) : 1. Les données du projet sont introduites par l'utilisateur en fonction du scénario d'optimisation (voir Figure 2 ci-dessus). Ces données ainsi que la classe d'éclairage de la voirie sont envoyées à la base de données correspondant à la largeur de voirie et au nombre de voies de circulation du projet. 2. Sur base des données envoyées par l'interface, la base de données est automatiquement parcourue à la recherche des niveaux de flux lumineux répondant aux exigences photométriques de la classe d'éclairage de la voirie. Dépendant du type de scénario choisi, plusieurs solutions sont envisageables. La base de données sélectionne alors le niveau de flux lumineux qui minimise la puissance installée par kilomètre de voirie. L'optimisation terminée, la base de données envoie automatiquement, avant de se fermer, les résultats pour les diverses inconnues du projet (inconnues fixées en fonction du scénario de projet, voir Figure 2 ci-dessus) ainsi que les valeurs des grandeurs photométriques de la voirie (luminance, éclairement, uniformité, flux lumineux...) 3. Connaissant le niveau de puissance optimale, provenant de la base de données, l'interface envoie automatiquement quatre informations au classeur de calcul de consommation : la puissance des sources, la vitesse du trafic et le trafic moyen horaire, ainsi que l'écart entre les mats. 4. Les données envoyées par l'interface au classeur Consommation permettent à ce dernier d'estimer la consommation annuelle par kilomètre de voirie. Ce résultat est renvoyé finalement à l'interface. GEPPADI Guide d'utilisation du simulateur 6
Figure 3 : architecture du simulateur GEPPADI Parmi les bases de données du simulateur, une d'entre elle est particulière : il s'agit de la base de données BD_Spécifique. Contrairement aux autres bases de données de l'outil qui sont remplies de milliers de lignes de résultats de simulations photométriques et inaccessibles aux utilisateurs, cette base de données est vierge et accessible. L'intérêt de cette base de données réside dans la possibilité d'introduire des simulations photométriques qui n'auraient pas été simulées et répertoriées préalablement dans l'outil. Comme le détaille le paragraphe suivant, bien que nombreuses, les simulations ne peuvent couvrir l'ensemble des projets d'éclairage imaginables. Les bases de données donnent les résultats de simulations pour des voiries automobiles de 3m, 4m, 5m, 6m, 6,5m, 8m ou 9m de large, des voiries piétonnes et cyclistes de 1,3m ou de 2,7m de large, pour certains types de luminaire et pour un seul type de source lumineuse. Il est probable que l'utilisateur veuille évaluer et optimiser son projet pour lequel soit la largeur de la voirie est différente de celles proposées par l'outil, soit parce que le mat qu'il souhaite utiliser diffère de ceux proposés par l'outil, soit parce que l'implantation ne soit pas proposée par l'outil ou bien encore parce que la source lumineuse diffère largement de celle utilisée pour les simulations photométriques réalisées par l'outil. Si tel est le cas, l'utilisateur peut alors compléter la base de données BD_Spécifique en y collant les résultats de ses propres simulations photométriques. Il peut activer cette base de données en sélectionnant la valeur "(autre)" dans le menu déroulant des valeurs proposées pour la largeur de la voirie. Lorsque cette base de données est complétée, le simulateur poursuit son travail de manière habituelle. 2.2. BASES DE DONNÉES Le simulateur GEPPADI est principalement, mais non exclusivement, dédié aux projets d'éclairage public des parcs d'activités économiques. Les simulations photométriques qui forment les diverses bases de données sont dès lors réalisées dans le but de rencontrer un maximum de situation existantes ou prévisibles dans les parcs d'activités économiques existants ou futurs. Une simulation photométrique consiste à évaluer les grandeurs photométriques (luminance moyenne, uniformité générale, uniformité longitudinale, augmentation relative du seuil de perception, rapport de contiguïté, éclairement moyen, éclairement minimum, uniformité d'éclairement) pour une situation d'éclairage particulière. GEPPADI Guide d'utilisation du simulateur 7
Une situation d'éclairage est identifiée par la largeur et le nombre de bandes de circulation de la voirie l'implantation du mat : unilatérale, écart entre les mats et recul du pied des mats par rapport à la première bande de circulation le type de mat : hauteur du point lumineux, inclinaison du bras éventuel, longueur du bras éventuel le type de source et le flux lumineux de la source Les simulations photométriques sont réalisées sur base de plusieurs catalogues propres aux situations des parcs d'activités économiques 1 : catalogue des largeurs de voirie Largeur [m] Trafic Sens circulation 1 1,3 Mode doux Unique 2 2,7 (piéton et/ou cycliste) Double 3 3 Unique 4 4 Unique 5 5 Unique / Double 6 6 Unique / Double Motorisé 7 6,5 Double 8 8 Double 9 9 Double Tableau 2 : catalogue des typologies de voirie du simulateur GEPPADI catalogue des typologies d'implantation Tous les mats sont implantés unilatéralement dans les simulations de l'outil GEPPADI. Les paramètres d'implantation peuvent être variables d'une situation à une autre si bien que le catalogue présente une fourchette de valeurs pour les deux paramètres d'écart entre mats et de recul des mats. Trafic Ecart entre deux mats Recul du mat Mode doux de 20m à 50m et de 33m à 38m, par pas de 5m de 0,2 m à 3 m par pas de 0,2 m Motorisé de 25m à 50m et de 33m à 38m, par pas de 5m de 0,6 m à 4,8 m par pas de 0,3 m Tableau 3 : catalogue des typologies d'implantation des mats du simulateur GEPPADI 1 Un relevé systématique des situations d'éclairage a été réalisé dans 84 rues de 16 Parcs d'activités Economiques (PAE) de la province de Liège. Par ailleurs, le catalogue des mats regroupe les données issues du relevé et des données fournies par la SOFICO et Ronveaux. Les différents profils de voirie (largeur) reprennent les données issues du relevé et des profils à l'étude des nouveaux PAE de la SPI. GEPPADI Guide d'utilisation du simulateur 8
catalogue des types de mat Note : h = hauteur du point lumineux ; L = longueur du bras éventuel ; i = inclinaison du bras éventuel h L i [m] [m] [ ] Trafic 1 5 0 0 Mode doux 2 8 0 0 Mode doux Motorisé 3 8 2 10 Mode doux Motorisé 4 10 0 0 Mode doux Motorisé 5 10 1,6 10 Mode doux Motorisé 6 10 2 0 Mode doux Motorisé 7 10 2 10 Mode doux Motorisé 8 10 3,2 10 Motorisé 9 12 0 0 Motorisé 10 12 2 0 Motorisé 11 12 2 10 Motorisé 12 12 3,2 10 Motorisé 13 12.5 0 0 Motorisé 14 12.5 2 10 Motorisé 15 12.5 3,2 10 Motorisé Tableau 4 : catalogue des typologies de mat du simulateur GEPPADI La source lumineuse utilisée pour les simulations est une source aux LED froides (5000 K 8300 K) (CREE XPG R5) avec un indice de rendu des couleurs CRI 80 pour laquelle 182 pas de dimming du flux lumineux ont été défini par l'intermédiaire et l'usage d'un driver DALI. Les bases de données regroupent, par largeur de voirie, l'ensemble des résultats des simulations photométriques réalisées pour l'ensemble des situations d'éclairage : combinaison des 182 pas de dimming de la source avec les différentes valeurs des paramètres d'implantation et les différentes typologies de mats. GEPPADI Guide d'utilisation du simulateur 9
3. MODE D'EMPLOI 3.1. DÉMARRAGE Pour pouvoir utiliser le simulateur GEPPADI, veuillez préalablement respecter les quelques consignes suivantes : 1. Lire le Guide de l'utilisateur du simulateur (ce document) Ce document reprend les informations essentielles à connaitre pour utiliser correctement le simulateur. 2. Télécharger tous les fichiers de l'outil (voir Tableau 1) Il n'est pas obligatoire mais toutefois conseillé de télécharger les fichiers dans le même dossier. Ne modifiez pas le nom des fichiers! 3. Ouvrir le fichier Interface.xlsm Le fichier Interface.xlsm est l'unique fichier que l'utilisateur doit ouvrir. Les autres fichiers (bases de données et fichier de calcul de consommation) seront automatiquement ouverts, en temps utile, par le simulateur. 4. Activer le contenu actif désactivé Il est possible qu'un "Avertissement de sécurité" bloque du contenu actif lors de l'ouverture de l'outil. Cliquez sur le bouton "Activer le contenu" afin de rendre l'outil pleinement opérationnel. 5. Modifier éventuellement les options avancées des décimales d'excel Assurez-vous, si ce n'est pas déjà le cas, que le séparateur de décimal est le point "." et non la virgule. 6. Activer et lire la feuille Introduction du fichier Interface (situation par défaut) GEPPADI Guide d'utilisation du simulateur 10
3.2. ETABLIR LES CONNEXIONS AVEC LES BASES DE DONNÉES Après avoir parcouru les consignes du paragraphe consacré au Démarrage du simulateur, l'utilisateur doit à présent établir les connexions entre l'interface et les Bases de Données. Établir ces connexions se fait lors de la première ouverture du fichier Interface et à chaque fois que les fichiers ont été déplacés d'un dossier à un autre. Si l'utilisateur ne déplace pas les fichiers de l'outil, cette opération ne doit donc se faire qu'une seule fois. Les connexions entre l'interface et les autres fichiers du simulateur s'établissent en trois étapes : 1. L'utilisateur clique sur le bouton "Démarrer / Start" au centre de la feuille Introduction Cliquer sur ce bouton 2. L'utilisateur répond par l'affirmative, en cliquant sur le bouton "Oui", à la question qui lui est posée. Une fenêtre s'ouvre automatiquement lorsque l'utilisateur clique sur le bouton "Démarrer / Start" l'invitant à mettre à jour l'emplacement des fichiers de bases de données et de calcul de consommation. En cliquant sur le bouton "Oui", une nouvelle fenêtre s'ouvre et l'utilisateur peut ouvrir les fichiers à connecter à l'interface En cliquant sur le bouton "Non", l'utilisateur signifie à l'outil que les fichiers n'ont pas été déplacés et il passe directement à l'introduction des données. L'utilisateur peut également fermer cette fenêtre en cliquant sur le bouton "Annuler" Réponse par défaut 3. Ouvrez systématiquement les bases de données de l'outil dans l'ordre présenté sur la feuille Introduction. En ayant répondu par l'affirmative à la question précédente, une nouvelle fenêtre s'ouvre, où il est demandé à l'utilisateur d'ouvrir systématiquement tous les fichiers attachés à l'interface. Le nom du fichier à ouvrir se trouve en bas à droite de la fenêtre (point 1 dans la figure ci-dessous). L'utilisateur sélectionne le fichier dont le nom est repris dans la fenêtre (point 2 dans la figure cidessous). L'utilisateur clique sur "Ouvrir" ou tape "Enter" pour ouvrir le fichier et envoyer au simulateur l'adresse de son emplacement (point 3 dans la figure ci-dessous). Cette triple opération est à répéter pour tous les fichiers de bases de données et le fichier de consommation. GEPPADI Guide d'utilisation du simulateur 11
1. Nom du fichier à ouvrir 2. Sélection du fichier 3. Ouverture du fichier Au final, l'adresse de l'emplacement de tous les fichiers attachés à l'interface est automatiquement transcrite dans la feuille Introduction du fichier Interface et l'utilisateur est amené à la feuille Données. GEPPADI Guide d'utilisation du simulateur 12
3.3. INTRODUCTION DES DONNÉES Seules les cases laissées blanches dans l'outil doivent être complétées par l'utilisateur. Certaines cases se "blanchissent" ou se "grises" en fonction des données déjà introduites par l'utilisateur de manière à faciliter et accélérer l'usage de l'outil. Souvent des "menus déroulants" lui faciliteront la tâche. Les autres cellules donnent des informations utiles ou sont nécessaires pour les calculs. De temps en temps, des "boutons" orienteront l'introduction des données d'une feuille à une autre de l'outil ou bien lanceront le calcul de simulation. 3.3.1. Identification du projet Les premières informations à introduire dans l'outil concernent l'identification de l'utilisateur (nom + adresse) la localisation du projet (nom + adresse) 3.3.2. Données générales Les données générales permettent de définir le scénario de projet (voir Figure 2 ci-dessus) en mentionnant la typologie de projet : rénovation, nouveau ou consommation. les paramètres à optimiser : lampe, type de mat, écart entre mats, recul des mats et l'utilisation du système GEPPADI. Plusieurs menus déroulants orientent la sélection du scénario. Concernant la sélection du scénario de projet, l'utilisateur doit sélectionner "Oui" ou "Non" s'il souhaite optimiser ou tester la lampe, le type de mat, l'écart entre deux mats, le recul du mat et le système de gestion GEPPADI. Sélectionner "Oui" signifie que l'utilisateur souhaite optimiser le paramètre. Sélectionner "Non" signifie que l'utilisateur souhaite soit conserver la valeur du paramètre (projet de Rénovation), soit ne pas le tester. 3.3.3. Conditions de trafic et de voirie Dans cette partie de l'outil, l'utilisateur mentionne les informations spécifiques de son projet concernant : le trafic la voirie les classes d'éclairage GEPPADI Guide d'utilisation du simulateur 13
Pour le trafic, trois données doivent être introduites : l'usager principal peut être automobiliste, cycliste ou piéton l'usager secondaire (par exemple, présence d'un trottoir accolé à la voirie principale) peut être cycliste, piéton ou aucun. Connaissance ou ignorance du Trafic Moyen Horaire journalier. Les usagers principaux et secondaires sont sélectionnés dans un menu déroulant. Il n'est possible de sélectionner un usager secondaire que lorsque l'usager principal est un automobiliste (l'usager secondaire est alors un cycliste ou un piéton ou aucun) ou bien un cycliste (l'usager secondaire est alors un piéton ou aucun). Si l'utilisateur ne connait pas le Trafic Moyen Horaire (réponse "Non" à la question posée, voir paragraphe 4.1.), le simulateur conseille l'utilisateur de réaliser un comptage du trafic. Des valeurs par défaut sont alors utilisées. Si le Trafic Moyen Horaire est connu de l'utilisateur de l'outil (réponse "Oui" à la question posée), un bouton "Trafic" apparait sur lequel l'utilisateur doit cliquer pour accéder à la feuille Trafic de l'interface, lui permettant d'encoder le nombre de véhicules ou de cyclistes et/ou de piétons par heure au cours d'une journée type de jour ouvrable et au cours d'une journée type de week-end. Pour les données propres à la voirie, quatre informations doivent être introduites : le nombre de bandes de circulation : la circulation peut être en sens unique ou en double sens la largeur de la voirie, à sélectionner parmi : 3m 4m 5m 6m 6,5m 8m 9m la vitesse maximale autorisée sur la voirie, à sélectionner parmi : 5-30-50-60-70-90-120 km/h le niveau lumineux ambiant parmi : Faible Moyen Elevé GEPPADI Guide d'utilisation du simulateur 14
Le nombre de bandes de circulation et la largeur de la voirie permettent au simulateur de sélectionner la base de données appropriée au projet lors de la phase de calcul. Si l'usager principal est un mode doux (piéton ou cycliste), l'utilisateur ne doit pas sélectionner la largeur de la voirie. En effet, par convention, si la circulation se fait en sens unique sur un trottoir ou sur une piste cyclable, la largeur est de 1,3m ; elle est de 2,7m lorsque la circulation se fait en double sens. Un message d'alerte informe l'utilisateur si sa sélection d'une largeur de voirie ne correspond pas à une voirie en sens unique ou en double sens. Le niveau lumineux ambiant conditionne partiellement la sélection des classes d'éclairage par le simulateur. Un niveau faible correspond approximativement au niveau lumineux en zone rurale, un niveau moyen correspond approximativement au niveau lumineux en zone urbaine et un niveau élevé correspond approximativement au niveau lumineux en centre-ville. Le simulateur GEPPADI permet à l'utilisateur d'introduire deux classes d'éclairage pour la même voirie : une classe principale et une classe adaptée. La norme NBN 13201 décrit les critères permettant d'attribuer une classe d'éclairage à une voirie. Parmi ces critères, la vitesse du trafic et le volume du trafic sont deux paramètres déterminants. Or, le système de gestion intelligente GEPPADI permet d'adapter la puissance des lampes en fonction de ces deux paramètres du trafic pour avoir une photométrie de la route qui correspond à la classe d'éclairage réellement active sur la route. La classe principale est la classe d'éclairage la plus contraignante et correspond aux conditions de trafic de l'usager principal. Elle est activée dans le système GEPPADI lorsque le trafic sur la route est "assuré" par l'usager principal (en fonction du Trafic Moyen Horaire et de sa vitesse). La classe adaptée est la classe d'éclairage la moins contraignante et correspond aux conditions de trafic de l'usager secondaire. Cette classe secondaire est activée lorsque l'usager de la route est l'usager secondaire ou lorsque le Trafic Moyen Horaire (usager principal et secondaire confondu) est inférieur à 292 usagers par heure (selon la norme NBN 13201). Dans le simulateur, il faut toujours sélectionner une classe principale il ne faut pas sélectionner de classe secondaire s'il n'y a pas d'usager secondaire (la case est alors grisée) les classes d'éclairage appropriées aux données introduites par l'utilisateur sont conseillées par le simulateur. Cette pré-sélection des classes se base sur la norme NBN 13201 et notamment sur quatre critères essentiels : o La vitesse du trafic : dans l'outil cette vitesse correspond à la vitesse maximale autorisée sur la voirie. o Le type d'usager principal et le type d'usager secondaire (s'il existe). o Le trafic moyen horaire o Le niveau lumineux ambiant lorsque l'usager principal est un automobiliste, la classe principale doit être une classe MExx. Si l'usager principal est un piéton ou un cycliste, la classe principale doit être une classe Sxx. Si un usager secondaire est sélectionné, la classe secondaire doit être une classe Sxx. L'outil affiche les exigences photométriques des classes d'éclairage sélectionnées. C'est sur base de ces exigences que le simulateur sélectionnera, dans la base de données adéquate, le niveau de puissance des lampes rencontrant ces exigences. GEPPADI Guide d'utilisation du simulateur 15
3.3.4. Situation avant rénovation Si l'utilisateur a sélectionné un projet de rénovation comme scénario, il doit introduire dans cette rubrique les données d'implantation, de type mat et de puissance qu'il souhaite conserver dans son projet de rénovation en vue d'une optimisation par le simulateur. Seules les cases correspondantes aux paramètres à conserver sont accessibles (blanches). L'utilisateur doit sélectionner, dans les différents menus déroulants la valeur du paramètre à conserver. Les valeurs proposées par l'outil sont celles reprises dans les différents catalogues d'implantation et de typologie de mats (voir Tableau 3 et Tableau 4 ci-dessus). Si l'utilisateur ne trouve pas la valeur souhaitée pour son paramètre, il peut soit compléter la base de données BD_Spécifique, prévue à cet effet, soit sélectionner la valeur du paramètre la plus proche de sa valeur dans la liste proposée par l'outil. Afin de faciliter la sélection des valeurs des différents paramètres, en accord avec les catalogues de l'outil, le simulateur indique les sélections éventuelles possibles. Par ailleurs, l'outil formule des alertes lorsque, soit le mat ou l'implantation sélectionné n'existe pas dans le catalogue de l'outil, soit lorsque le mat ou l'implantation ne correspond pas à une voirie typique pour l'usager principal. 3.3.5. Lancement du calcul Lorsque toutes les données ont été correctement introduites (pas de message d'alerte et toutes les cases blanches complétées), le simulateur invite l'utilisateur à évaluer son projet en cliquant sur le bouton "Go!" prévu à cet effet. Cliquer sur le bouton "Go!" lance le calcul de votre projet. En fonction du scénario que vous avez sélectionné (Nouveau, Rénovation, Consommation), l'action du bouton "Go!" diffère : si le projet est un projet de calcul de consommation (Scénario X de la Figure 2), l'utilisateur a donc introduit la puissance de la source et l'écart entre les mats comme données du projet, le bouton "Go!" lance alors le calcul de la consommation annuelle par kilomètre. C est-à-dire que le simulateur ouvre automatiquement le fichier Conso.xlsx et importe les données adéquates en vue du calcul instantané de la consommation. si l'utilisateur a dû faire appel à la base de données BD_Spécifique pour son projet, le bouton "Go!" ouvrira cette base de données que l'utilisateur devra alors compléter avec ses propres simulations (la méthodologie d'introduction des données est spécifiée à l'ouverture du fichier BD_Spécifique.xlsm). Après l'avoir enregistrée et fermée, le simulateur calculera automatiquement la solution optimale du projet ainsi que sa consommation en ouvrant le fichier Conso.xlsx. si le projet est un projet de rénovation ou un nouveau projet, le bouton "Go!" ouvrira la base de données correspondant à la largeur de voirie et au nombre de bandes de circulation du projet. Le simulateur sélectionnera automatiquement le niveau de puissance par kilomètre optimal pour le projet. Ensuite le simulateur fermera la base de données pour ouvrir le fichier Conso.xlsx afin de calculer la consommation du projet sur base de la puissance sélectionnée dans la base de données. GEPPADI Guide d'utilisation du simulateur 16
3.4. LECTURE DES RÉSULTATS Les résultats du simulateur se présentent en deux pages A4. Ils reprennent l'identification du projet et de l'utilisateur, la synthèse des données, les résultats du dimensionnement, les résultats photométriques et les résultats de consommation. 3.4.1. Synthèse des données Le premier encadré des résultats reprend les données essentielles du projet et notamment les composantes du dimensionnement qui ont permis de définir le scénario de projet. La situation avant rénovation est également reprise, uniquement si la typologie de projet est une rénovation. 3.4.2. Résultats du dimensionnement Le second encadré des résultats reprend les valeurs des paramètres optimisés par le simulateur et qui ont été sélectionnés lors de la définition du scénario de projet. L'implantation et la typologie optimales des mats sont donnés. Les niveaux de puissance des sources sont repris pour les deux classes d'éclairage, principale et adaptée. La puissance minimale de la lampe est également mentionnée. Ces trois valeurs de puissance permettent à l'outil de calculer la consommation énergétique du site (avec ou sans le système GEPPADI). GEPPADI Guide d'utilisation du simulateur 17
3.4.3. Résultats photométriques Le troisième encadré des résultats reprend les valeurs des grandeurs photométriques de la voirie de projet pour les classes d'éclairage principale et adaptée, correspondant au niveau de puissance des sources lumineuses. Pour la classe d'éclairage principale, si l'usager principal est motorisé, les grandeurs photométriques reprises sont le flux lumineux de la source, la luminance moyenne, l'uniformité générale, l'uniformité longitudinale, l'augmentation du seuil de perception et le rapport de contiguïté de l'éclairage de la voirie. Pour la classe d'éclairage adaptée ou pour la classe d'éclairage principal si l'usager principal est piéton ou cycliste, les grandeurs photométriques reprises sont le flux lumineux de la source, l'éclairement moyen horizontal, l'éclairement minimal horizontal et l'uniformité générale d'éclairement de la voirie. 3.4.4. Estimation des consommations Le dernier encadré des résultats donne une estimation des consommations énergétiques annuelles par kilomètre de voirie. Trois résultats sont donnés : s'il s'agit d'un projet de rénovation, la consommation avant rénovation est donnée. La durée d'allumage des lampes correspond à la durée des nuits durant une année en Belgique, soit 4376 heures. la consommation sans utilisation du système GEPPADI. Le calcul est donc réalisé en tenant compte uniquement de la puissance nécessaire pour la classe principale la consommation avec utilisation du système GEPPADI. Trois graphiques permettent de comparer entre elles les différentes consommations et de mesurer la contribution des LED et du système GEPPADI dans l'économie annuelle par rapport à une situation initiale. GEPPADI Guide d'utilisation du simulateur 18
4. SITUATIONS PARTICULIÈRES 4.1. IGNORANCE DU TRAFIC MOYEN HORAIRE Dans la rubrique "Conditions de trafic" de la feuille Données, l'utilisateur doit non seulement introduire l'usager principal et l'usager secondaire mais il doit également répondre à la question "Le Trafic Moyen Horaire d'une journée type est-il connu?" S'il répond par l'affirmative, l'utilisateur doit compléter la feuille "Trafic" via le bouton éponyme qui apparait alors. Si le Trafic Moyen Horaire n'est pas connu, le simulateur mentionne qu'un comptage préalable est préférable afin d'obtenir une consommation adéquate au site projeté. En effet, si le Trafic Moyen Horaire (TMH) n'est pas connu, le simulateur calcule la consommation du site sur base de valeurs par défaut du TMH. L'utilisateur doit pour cela mentionner s'il estime que le trafic journalier est Faible, Moyen ou Elevé. Par hypothèse, le niveau Faible correspond à un trafic 50 usagers / heure ; le niveau Moyen correspond à un trafic 100 usagers / heure ; le niveau Elevé correspond à un trafic > 100 usagers / heure. 4.2. TYPOLOGIE OU IMPLANTATION DE MAT NON CATALOGUÉE Lorsque le projet est un projet de rénovation, en fonction des paramètres que l'utilisateur souhaite conserver, le simulateur demande à l'utilisateur de sélectionner les valeurs des paramètres d'implantation et de mat de son projet. L'utilisateur doit alors sélectionner les valeurs de ces paramètres dans les différents menus déroulants. Ces menus déroulants proposent des valeurs reprises dans les catalogues d'implantation et de typologie de mat. Le simulateur oriente la sélection en fonction des valeurs déjà introduites pour d'autres paramètres. Lorsque le choix d'une valeur pour un paramètre ne rencontre pas une possibilité cataloguée dans l'outil, un message d'alerte s'affiche, invitant l'utilisateur à modifier ses données. Différents messages peuvent apparaitre : Le mat sélectionné n'existe pas dans le catalogue La combinaison des paramètres {Hauteur du mat Inclinaison du bras Longueur du bras} sélectionnés doit se retrouver dans le catalogue des types de mat (voir Tableau 4 ci-dessus). Le mat sélectionné n'est pas adapté pour un cheminement pour les modes doux Si l'usager principal est un piéton ou un cycliste, le mat sélectionné (combinaison de H I L) doit être un mat adapté pour les cheminements piétons, soit les sept premiers mats du Tableau 4. Le mat sélectionné n'est pas adapté à une voirie autoroutière. Si l'usager principal est un automobiliste, le mat sélectionné (combinaison de H I L) doit être un mat adapté pour les voiries autoroutières, soit tous les mats sauf le premier du Tableau 4. GEPPADI Guide d'utilisation du simulateur 19
L'écart entre les mats est trop faible. L'écart minimum est de 25 m. Pour une voirie autoroutière, c est-à-dire lorsque l'usager principal est un automobiliste, conformément au catalogue d'implantation des mats (Tableau 3 ci-dessus), l'écart minimal entre deux luminaires est de 25 m. Le mat est trop en retrait par rapport à la voirie. Retrait optimal entre 0,2 et 3 m. Pour un cheminement des modes doux, c est-à-dire lorsque l'usager principal est un piéton ou un cycliste, conformément au catalogue d'implantation des mats (Tableau 3 ci-dessus), le recul du mat par rapport au bord de la voirie doit être au minimum de 0,2 m et au maximum de 3 m. Le mat n'est pas assez en retrait par rapport à la voirie. Retrait entre 0,6 et 4,8 m. Pour une voirie autoroutière, c est-à-dire lorsque l'usager principal est un automobiliste, conformément au catalogue d'implantation des mats (Tableau 3 ci-dessus), le recul du mat par rapport au bord de la voirie doit être au minimum de 0,6 m et au maximum de 4,8 m. Si l'utilisateur ne trouve pas les données propres à son projet au sein des catalogues du simulateur, il peut : sélectionner dans les catalogues les données les plus proches de son projet. utiliser la base de données BD_Spécifique prévue pour cette situation en sélectionnant la valeur "(autre)" dans le menu déroulant des valeurs proposées pour la largeur de la voirie. 4.3. SIMULATION SANS RÉSULTATS Il est possible qu'au terme de la simulation (recherche d'une solution optimale dans les bases de données et calcul de la consommation), l'outil ne trouve pas de solution au projet d'éclairage. Un message d'alerte apparait alors avertissant l'utilisateur qu'aucune solution n'a été trouvée et que l'utilisateur peut modifier ses données. En acceptant de modifier ses données (cliquez sur le bouton "Oui") l'utilisateur est ramené à la feuille Données de l'interface. Il existe deux raisons pour lesquelles le simulateur ne trouve pas de solution. La principale réside dans la sélection d'une classe d'éclairage trop contraignante pour laquelle aucune implantation des mats ne peut être trouvée pour satisfaire aux exigences de la classe d'éclairage. Il est alors conseillé à l'utilisateur de sélectionner une classe d'éclairage moins exigeante que celle initialement choisie. Dans le cadre d'un projet de rénovation, il est possible que l'implantation ou le type de mat qui serait conservé ne permette pas au simulateur de trouver une solution. Il est alors conseillé à l'utilisateur de libérer un degré de liberté en modifiant le scénario de projet de façon a permettre dès lors au simulateur d'optimiser l'implantation des mats ou la typologie des mats. GEPPADI Guide d'utilisation du simulateur 20
4.4. TABLEAU DES MESSAGES D'ALERTE Adresse Message(s) Raison(s) Données!F43 Données!F47 Données!F48 Données!C66 Résultats Veuillez sélectionner une autre valeur. Veuillez sélectionner une classe d'éclairage "MExx". La classe adaptée doit être moins contraignante que la classe principale. Le mat sélectionné n'existe pas dans le catalogue. Le mat sélectionné n'est pas adapté à un cheminement pour les modes doux. Le mat sélectionné n'est pas adapté à une voirie autoroutière. L'écart entre les mats est trop faible. L'écart minimum est de 25 m. Le mat est trop en retrait par rapport à la voirie. Retrait optimal entre 0,2 et 3 m. Le mat n'est pas assez en retrait par rapport à la voirie. Retrait entre 0,6 et 4,8 m. Le simulateur n'a pas trouvé de solution! Voulez-vous modifier vos données ou exigences? La largeur de la voirie ne correspond pas à une largeur de voirie en sens unique ou en double sens. Lorsque l'usager principal est un automobiliste, la classe d'éclairage principale doit être une classe "MExx". La classe adaptée sélectionnée a des exigences photométriques plus contraignantes que la classe principale. La combinaison de hauteur, d'inclinaison et de longueur de bras n'est pas cataloguée dans le simulateur. La combinaison de hauteur, d'inclinaison et de longueur n'est pas cataloguée pour les modes doux La combinaison de hauteur, d'inclinaison et de longueur n'est pas cataloguée pour les usagers motorisés Pour une voirie autoroutière, l'écart entre les mats doit être supérieur ou égal à 25 m. Pour une voirie pour modes doux, le retrait du mat par rapport à la voirie se situe entre 0,2 et 3 m. Pour une voirie autoroutière, le retrait du mat par rapport à la voirie se situe entre 0,6 et 4,8m. Le simulateur n'a pas trouvé de solution pour les exigences du projet. Tableau 5 : tableaux des alertes du simulateur GEPPADI Action : modifier la (les) cellule(s) Données!E42 Données!E47 Données!E48 Données!E61 Données!E62 Données!E63 Données!E61 Données!E62 Données!E63 Données!E61 Données!E62 Données!E63 Données!E60 Données!E64 Données!E64 Cliquer sur "Oui" ou sur "Non" Référence dans le guide de l'utilisateur Section 2.2 Page 8 Section 3.3.3 Page 12 Section 3.3.3 Page 13 Section 3.3.3 Page 13 Section 2.2 Page 8 Section 3.3.4 Page 14 Section 2.2 Page 8 Section 3.3.4 Page 14 Section 2.2 Page 8 Section 3.3.4 Page 14 Section 2.2 Page 8 Section 3.3.4 Page 14 Section 2.2 Page 8 Section 3.3.4 Page 14 Section 2.2 Page 8 Section 3.3.4 Page 14 Section 2.2 Page 8 Section 4.3 Page 18 GEPPADI Guide d'utilisation du simulateur 21
CRÉDITS Réalisation du simulateur Romnée Ambroise Architecture & Climat UCL ambroise.romnee@uclouvain.be http://www-climat.arch.ucl.ac.be/ Partenaires du projet GEPPADI SPI Agence de développement économique pour la province de Liège Rue du Vertbois 11 4000 Liège www.spi.be ARTHOS Technics Rue Le Marais 12a 4530 Villers-le-Bouillet fa379783@skynet.be Ets. E. Ronveaux SA Chemin de Rebonmoulin 16 5590 Ciney www.ronveaux.com EMMI Université de Liège Grande Traverse n 10 Sart-Tilman, Bâtiment B28, Parking P32 4000 Liège http://www.montefiore.ulg.ac.be/ Architecture & Climat Université catholique de Louvain Place du Levant 1 1348 Louvain-la-Neuve http://www-climat.arch.ucl.ac.be/ Financement du projet GEPPADI SPW DGO6 Wallonie Place de la Wallonie 1 5100 Jambes http://www.wallonie.be/ Le projet GEPPADI (Gestion de l Eclairage Public des Parcs d Activités, Durable et Intelligente), financé par la Wallonie, est réalisé en partenariat par les entreprises ARTHOS Technics et Ets. E. Ronveaux SA, la SPI, agence de développement économique pour la province de Liège, l'unité Électronique, Microsystèmes, Mesures et Instrumentations (EMMI) de l Université de Liège et le laboratoire Architecture & Climat de l Université catholique de Louvain. GEPPADI Guide d'utilisation du simulateur 22