Les bases de l’éclairage

Par Mathy Mpassy Isinki

Aide à la conception des systèmes d’éclairage

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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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