Les bases de l’éclairage
Par Mathy Mpassy Isinki
Aide à la conception des systèmes d’éclairage
Pourquoi ce cours?
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Eclairage artificiel Lampe et luminaires Application: l’éclairage résidentiel
Contenu
Eclairage artificielS’ éclairer quelque soit l’heure du jour ou de la nuit!
Quelle quantité de lumière délivre une source?
Dans quelle direction va la lumière? Quelle quantité de lumière atteint une
surface? Quelle est l’aspect d’une surface sous l’effet
de la lumière?
Des questions…
Flux lumineux Eclairement Intensité lumineuse Luminance
Des réponses…
Lumens. Quantité de lumière rayonnée par une
source dans toutes les directions de l’espace.
Puissance d’une source lumineuse.
Flux lumineux
Lumens par mètre carré ou Lux Quantité de flux lumineux ou de lumière
reçue par une surface.
Eclairement
Flux lumineux dans une certaine direction.
Intensité lumineuse
Candela par mètre carré, Intensité d’une source sur une surface.
Luminance
Luminaire Lampe Efficacité Température de couleur Température de lumière Indice de rendu de couleur
Quelques termes
Produit un flux lumineux Source lumineuse + corps du luminaire +
auxiliaire
Luminaire
Source lumineuse Applications résidentielles:
Incandescentes Halogènes Tubes fluorescents Compactes fluorescentes LED
Lampe
Rapport du flux lumineux à la puissance électrique
Lumens par watt (lm/W)
Efficacité
Température de lumière
Température de couleur
Indice de rendu de couleur
Lampes et luminairesUne série de développements depuis la lampe à incandescence de Thomas Edison
La lampe à incandescence La première lampe de ce type fut inventée par Thomas Edison il y a
plus de 100 ans.
1. Ampoule en verre2. Gaz inerte3. Filament de tungstene4. Fil de contact vers le pied
de la lampe5. Fil de contact vers la base
de la lampe6. Supports7. Support d’ampoule8. Contact à la base9. Filletage10. Isolant11. Contact au pied de la
lampe
La lampe à incandescence
Les lampes halogènes sont une évolution des lampes à incandescence. Comme les lampes incandescentes, elles sont constituée d’un filament qui cette fois ci est emprisonné dans une ampoule pleine de gaz halogène,
Lampe halogène
Lampe halogène GU4. Le gaz dans une lampe halogène est sous
haute pression. L’ampoule qui le contient doit donc être plus résistante que les
ampoules standards.
Pendant longtemps, les lampes halogènes ont été le standard pour l’ éclairage des lieux de travail. Elles ont aussi été très utilisées dans l’industrie du cinéma et de la télévision. Toutefois, elles sont progressivement remplacée par les LED, les HID et les fluorescents.
L’ éfficacité actuelle de 30 lumens par watt ou même plus pourrait permettre un retour en force des lampes halogènes.
Lampe halogene
Lampes halogenes
Avantage Désavantage
Faible taille Faible poids Pas de matières
toxiques Température de
couleur proche de la lumière du soleil
Plus longue durée de vie que les incandescentes
Chauffent extrêmement
Sensible à la graisse de la peau humaine
risque d’explosion
Tubes fluorescentsLe principe de fonctionnement des tubes fluorescents repose sur l’amorçage d’une décharge électrique dans un tube contenant de la vapeur de mercure sous basse pression par l’application d’une tension entre les deux électrodes
situées de part et d’autre du tube. Ceci entraîne une ionisation du mercure ainsi que des collisions entre les électrons émis de la cathode vers l’anode et les ions du gaz. L’énergie dégagée par cette collision est transformée en lumière visible
par la poudre fluorescente qui recouvre l’intérieur du tube.
Les lampes fluorescentes compactes ont été conçue pour être compatible avec les incandescentes.
Lampe fluorescent compacte
Incandescente Vs CFL
Incandesentes CFL
Plus de 90% de l’ énergie consommée est perdu sous forme de chaleur
Durée de vie: 1 000h
Consomme 75% moins d’ énergie
Produit 75% moins de chaleur
Durée de vie: entre 6 et 10 000h
Lampes LED
Semi-conducteurs associant deux matériaux (excès et manque d’électrons)
Déplacement des électrons et rayonnement sous l’effet d’une tension électrique
Lumière blanche crée par combinaison des couleurs
Fonctionnement
Intégré ou non
Transformateur-redresseur
Avantages et inconvenients
Avantages Désavantages
Longue durée de vie Resistance aux chocs Large gamme de
couleurs
Baisse du flux lumineux à température élevée
Confusion au niveau des normes (technologie en développement)
Température de couleur Flux lumineux Evacuation de la chaleur Luminaire Durée de vie
Comment choisir les lampes LED?
Vérifier que la couleur de la lumière est la même pour chaque lot de lampes.
Température de couleur
Vérifier que le flux lumineux est le même sur un lot de lampes
Flux lumineux
Vérifier que le luminaire peut convenablement évacuer la chaleur
Vérifier que le luminaire ne crée pas une gène visuelle.
Luminaire
Période après laquelle une lampe chute à 70% de son flux lumineux initial
La durée généralement acceptée varie entre 15 000 et 50 000 heures
Duree de vie
Distribution de la lumière Protection de la lampe Protection du système électrique
Role des Luminaires
Types d’eclairage Direct Indirect Direct-indirect
La lumière est projetée directement sur l’ élément à éclairer. Eclairage direct
La lumière est projetée sur le plafond qui la reflète dans le local.Eclairage indirect
Cet type d’ éclairage combine les avantages des deux types d’ éclairage.Eclairage direct-indirect
Indice de protection
Plafonnier Lustre Applique murales Spot et downlight Réglette linéaire Lampes décoratives
Types de luminaires
Souvent muni d’un verre opalin qui protège et masque la lampe. Ce dispositif permet d’utiliser des fluo compacte souvent peu esthétiques.
Plafonnier
Luminaire suspendu. A la fonction d’ éclairage est souvent associée une fonction esthétique.
Lustre
Elle fait parti intégrante du décor et participe à la création d’une ambiance feutrée. Les appliques sont rarement utilisées pour l’ éclairage principale., par
contre, elles sont souvent utilisées pour l’ éclairage d’ éléments tel que les miroirs.
Applique murale
Les spots et les downlights (littéralement luminaires éclairant vers le bas ou spots de plafond) sont généralement encastrés dans le plafond et peuvent, de par la
distribution de leur flux lumineux, assurer un éclairage général du local.
Spot et downlight
La réglette linéaire est un luminaire très répandu sur le marché. Son esthétique relativement brute la réduit cependant à des usages bien spécifiques. Pour limiter le risque d’éblouissement, elle est généralement dissimulée
par des éléments architecturaux (bandeau en bois, cache-rideau, etc.) ou par du mobilier (placement au-dessus d’armoires, etc.) et fournit bien souvent un éclairage général principalement indirect (par réflexion sur le plafond)
Réglette linéaire
Les lampes ou luminaires décoratifs ne sont pas à proprement parler utilisés pour assurer l’éclairage de la pièce. Par leur jeu de couleurs, leur forme et leurs matériaux, ils constituent plutôt des objets de décoration. Par contre, ils consomment beaucoup d’énergie et il est donc indispensable de les équiper de lampes économiques.
Lampes decoratives
LED CFL HALOGENE INCANDESCENTES
Culot E14; E27; GU10; GU5.3
E14; E27; B22; GU10
Tous Tous
Durée de vie 15000 - 50000h
6500 -15000h 2000-5000 1000h
Température de couleur
Du blanc chaud au blanc froid
Blanc chaud; blanc neutre et lumière du soleil
Lumière chaude et brillante
Du blanc chaud au blanc froid
Indice de rendu des couleurs
80 85 100 100
Efficacité lumineuse 80-200lm/W 50 – 85 lm/W 15 – 25lm/W 10 – 15lm/W
Comparatif
Application: l’ éclairage résidentiel
Le confort et les économies d’énergie
Eclairage du plan de travail: 300 à 500lux• Réglette linéaires sous les armoires• Spot directionnels sous les armoires
Eclairage général: 200 à 300lux• Réglettes linéaires au dessus des armoires• Plafonniers• Lustres• Downlights encastrés
Recommandé: LED ou CFL
Cuisine
Eclairage de la table: 150 à 200lux• Lustre
Eclairage général• Downlights encastrée• Appliques murales• Réglettes linéaires en bandeau
Recommandé: LED ou CFL
Salle à manger
Entre 200 et 400lux Eclairage pour la lecture:• Plafonnier ou downlight• Luminaire sur pied
Eclairage général• Réglette en bandeau• Applique murale• Luminaires décoratifs
Recommandé: LED ou CFL
Séjour
Eclairage du miroir: 300 à 500 lux• Applique
Eclairage général: 200lux• Plafonnier ou downlight
Eclairage des toilettes: 100 à 300lux selon le désir des occupants
Recommandé: LED ou CFL et commande automatique.
Salle de bain et toilettes
Au moins 1 point d’éclairage au plafond, si pas possible; 2 en appliques
Eclairage de tache: lampe de bureau; 200 à 300lux
Eclairage décoratif: lampe de chevet Eclairage général: 100lux Recommandé: CFL ou LED
Chambres
Couloir: 50 à 100lux Escaliers: 75 à 150lux Au choix: plafonniers; downlights;
appliques murales ou combinaison des trois. Précaution: éblouissement dans les
escaliers Recommandé: LED ou commande
automatique.
Couloir et escaliers
50 à 100 lux 200 à 300 si des activité spécifiques doivent être réalisées dans ces locaux.
Luminaire fonctionnels: pas besoin de déco Recommandé: plafonnier avec CFL
Cave, garage, débarras
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