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Atelier du mardi 2 décembre 2014
Passion Bâtiment
Optimisation de la lumière naturelle
dans le bâtiment:
confort, bien être et santé
1- Eléments physiologiques
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Travailler sur la lumière naturelle nécessite d’avoir pleinement
conscience de son importance pour notre vie au quotidien:
• L’Homme est un « animal » diurne (actif de jour)
• Nous avons besoin de lumière pour vivre: vision et bien-être/santé
• Les rythmes circadiens (alternance jour/nuit) sont au cœur de notre
existence et la lumière influence directement notre horloge
biologique
• La lumière déclenche la sécrétion de cortisol, hormone du « stress
positif » et la sérotonine qui sont responsables de notre éveil et de
notre tonus. La lumière bloque également la sécrétion de la
mélatonine qui favorise l’endormissement et le sommeil.
2 décembre 2014
1- Eléments physiologiques
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A l’inverse, un manque de lumière peut entrainer des troubles:
• Fatigue et céphalées
• Augmentation du stress
• Dépression
• Risques d’accidents
• Voire des pathologies lourdes comme le rachitisme, la myopie ou
l’ostéoporose
• La notion de ressenti (une part de subjectif)
Certaines personnes apprécieront une très forte lumière alors que
d’autres seront vite gênés et préféreront travailler dans la
pénombre
2 décembre 2014
2- Repères
4 2 décembre 2014
La place de la lumière dans l’histoire de l’architecture:
• Préoccupations présentes dès les temps antiques avec une forte
symbolique de la lumière et du soleil (architecture romaine)
• Le Moyens Age est plutôt une période sombre sauf dans
l’architecture religieuse (expression de la spiritualité)
• La Renaissance marque un premier tournant vers la quête de la
transparence (cf. Palladio)
• La révolution industrielle du XIXème siècle libère l’architecture des
contraintes constructives grâce aux possibilités offertes par les
matériaux: fer, verre puis béton
2- Repères
5 2 décembre 2014
• Au XXème siècle, la lumière occupe une place centrale dans les
théories architecturales notamment le mouvement hygiéniste et
le mouvement moderne
• Le Corbusier considère la lumière en tant que matière
« L’architecture est le jeu, savant, correct et magnifique des
volumes sous la lumière ».
• Désormais, la réflexion s’oriente vers la maîtrise de l’éclairage:
capter la lumière, la conduire et la distribuer sont les enjeux
actuels
3- Un volet réglementaire limité
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• Code du travail:
L'article R. 4213-2 du code du travail fixe que « les bâtiments sont
conçus et disposés de telle sorte que la lumière naturelle puisse être
utilisée pour l'éclairage des locaux destinés à être affectés au travail,
sauf dans les cas où la nature technique des activités s'y oppose ».
l'article R. 4223-3 du code du travail dispose que « les locaux de
travail disposent autant que possible d'une lumière naturelle
satisfaisante »
mais aucun seuil minimum n'est actuellement requis.
La législation allemande est plus contraignante en imposant un facteur
lumière du jour de 2% au poste de travail.
2 décembre 2014
4- Un volet réglementaire limité – des recommandations
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Réponse à une question écrite au Sénat (N° 02857)
« Il est recommandé, pour les zones occupées par le personnel, que
les surfaces vitrées représentent au moins le quart de la superficie de
la plus grande paroi du local donnant sur l'extérieur, en ne considérant
que les surfaces en dessous de 3 mètres de hauteur. De plus, chaque
fois qu'il n'y aura pas d'indication précise sur les postures de travail, la
hauteur d'allège ne devrait pas dépasser 1 mètre (la hauteur d'allège
est la hauteur de la partie fixe et pleine comprise entre le sol et le
vitrage) ».
On peut s’étonner que cette réponse se contente d’évoquer la
dimension des surfaces vitrées
2 décembre 2014
4- Un volet réglementaire limité – des recommandations
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Le travail de l’INRS
• L’INRS préconise un niveau d’éclairage naturel de 300 à 400 lux si
uniquement éclairage naturel (notamment pour prévenir les
maladies professionnelles) ou 200 lux avec un complément par un
éclairage artificiel.
• 2 sources d’éclairage naturel:
– L’éclairage latéral (baies en façades)
– L’éclairage zénithal par sheds, dômes ou verrières (pour les locaux ayant
une hauteur importante > 4,5 m)
– Ou un combinatoire des 2
2 décembre 2014
5- Quel cadre pour une réflexion
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La démarche Haute Qualité Environnementale (HQE)
L'éclairage naturel est présent dans la cible 10 « Confort visuel » et
sous-cible 10.1 « Optimisation de l'éclairage naturel » du référentiel.
Cinq aspects liés à la lumière du jour sont considérés :
– Disposer d'accès à la lumière du jour dans les locaux à occupation prolongée
– Disposer d'accès à des vues sur l'extérieur depuis les zones d'occupation
des locaux à occupation prolongée
– Disposer d'un éclairement naturel minimal dans les zones d'occupation
– Disposer de lumière du jour dans les circulations
– Éviter l'éblouissement direct ou indirect
2 décembre 2014
6- Un travail de compromis
10 2 décembre 2014
En matière de construction, la réflexion sur la lumière ne peut pas
être menée seule. Elle doit s’envisager dans le processus global de
conception qui associe un faisceau de considérations et d’objectifs:
• l’apport de lumière naturelle suffisante: de l’ordre de 200 lux
moyen soit un FLJ de 5%
• le volet énergétique: éviter les apports thermiques sources
d’inconfort (par des brise-soleil, stores, vitrages traités)
6- Un travail de compromis
11 2 décembre 2014
• l’usage: prendre en compte l’activité (on n’éclaire pas une école
comme on éclaire une maison de retraite)
• le confort: éviter l’éblouissement c’est-à-dire le rayonnement
solaire direct sur les postes de travail (par le choix de
l’orientation des baies et des dispositifs d’occultation)
• l’environnement: offrir des vues sur l’extérieur tenant compte
des alentours
• la sécurité: résistance aux chocs et au feu des vitrages
• l’acoustique: choix des vitrages vis-à-vis des objectifs
d’affaiblissement acoustique
7- Notre démarche
12 2 décembre 2014
Prise de conscience de l’importance de la qualité de la lumière:
• Pour qu’elle soit suffisante (notion de qualité)
• Pour qu’elle soit adaptée à l’usage (notion de confort)
• Parce qu’elle contribue à l’image globale d’un bâtiment
(transparence, baigné de lumière…)
Démarche régionale:
• Réflexion qui s’inscrit dans le cadre du référentiel HQE (dès la
phase programme)
• Travail étroit avec l’architecte et les utilisateurs futurs
• Réalisation d’études FLJ en phase conception
• Intervention systématique d’un AMO HQE
8- Exemples
13 2 décembre 2014
Département informatique de l’IUT de Laval
Architecte: Atelier Pellégrino (Nantes) / Pièces Montées (Le Mans)
8- Exemples
14 2 décembre 2014
Département informatique de l’IUT de Laval
• Un travail sur la lumière naturelle prenant en compte l’usage des
locaux. 2 enjeux importants pour les salles informatiques:
– Le confort visuel lié au travail sur écrans (éviter éblouissements et reflets)
– La gestion du confort thermique (éviter les apports solaires thermiques
importants compte tenu de la présence de machines qui chauffent)
• De petites ouvertures en façade pour conserver la vue tout en
réduisant les apports thermiques (pour éviter le recours au
rafraichissement )
• et de grands sheds amenant une lumière zénithale adaptée pour
le travail sur écrans (réduction de l’éblouissement et des reflets)
8- Exemples
15 2 décembre 2014
Département informatique de l’IUT de Laval
Ouvertures de faible hauteur
en façade (bandeaux de 70
cm de haut)
Sheds orientés au Nord
ou à l’Est
Coupe sur une salle de TP
informatique à l’étage
8- Exemples
16 2 décembre 2014
Lycée Sud Loire à Clisson
Architecte: Ataub (Bois-Guillaume 76) / Linéa Architectes (Ancenis)
8- Exemples
17 2 décembre 2014
Lycée Sud Loire à Clisson
8- Exemples
18 2 décembre 2014
Lycée Sud Loire à Clisson
• Des objectifs ambitieux définis au profit du confort des usagers
et de la réduction de l’éclairage artificiel
• Démarche de certification HQE avec cible 10 traitée au niveau
« Très Performant » du référentiel
• La définition d’objectifs quantitatifs dès la programmation
• Une conception attentive: simulations tout au long de la
conception (FLJ)
• Une vérification en phase réalisation (mise à jour des études en
fonction du réalisé)
8- Exemples
19 2 décembre 2014
Lycée Sud Loire à Clisson
cibles Objectifs définis Résultats obtenus
10.1 optimisation
de l’éclairage
naturel
Accès à la lumière du jour et à des vues sur
l’extérieur dans:
100% des espaces bureaux et enseignement
100 % du hall
100 % des espaces sensibles
50 % des circulations
Accès à la lumière du jour et à des vues sur
l’extérieur dans:
100% des espaces bureaux et enseignement
100 % du hall
100 % des espaces sensibles
84 % des circulations
Eclairage naturel minimal pour les bureaux et
salles d’enseignement:
FLJ > 2,5% pour 80% de la surface de 1er
rang
FLJ > 2,5% obtenu pour 93% de la surface de
1er rang
Autonomie en éclairage naturel > 60 % du
temps d’occupation
Respecté sauf pour la salle polyvalente (55%)
Qualité du traitement de la lumière Etude spécifique des conditions
d’éblouissement des locaux avec description
des dispositions prises pour limiter
l’éblouissement
8- Exemples
20 2 décembre 2014
Technocampus Composites à Bouguenais
Architecte: Michel Joyau (Montaigu)
8- Exemples
21 2 décembre 2014
Technocampus Composites à Bouguenais
• Pour les locaux tertiaires
Des patios et cloisons vitrées en réponse à l’épaisseur des
bâtiments
Des châssis vitrés à hauteur pour permettre des vues qualitatives
en position assise
• Pour les halles industrielles
Des châssis vitrés à hauteur pour permettre des vues sur l’extérieur
associés à un éclairage zénithal
8- Exemples
22 2 décembre 2014
Technocampus Composites à Bouguenais
Coupe d’un bâtiment mixte laboratoires (RDC) et locaux tertiaires (étage)
Patio central permettant
un apport de lumière
dans l’épaisseur du
bâtiment
Baies filantes en partie
basse (lumière et vues
sur l’extérieur)
8- Exemples
23 2 décembre 2014
Technocampus Composites à Bouguenais
Coupe d’une halle industrielle
Voutes en toiture
Éclairage zénithal
Baies filantes en partie
basse (lumière et vues
sur l’extérieur)
9- Débat
24 2 décembre 2014
• Faut-il un contexte législatif plus contraignant ? Ou doit-on laisser
les architectes proposer des solutions spécifiques adaptées au
contexte?
• Comment fixer des objectifs cohérents (atteignables) en phase
programmation?
• Faut-il généraliser les études FLJ en phase conception?
• Faut-il réaliser des mesures en fin de chantier?
• Comment intégrer les questions d’ergonomie (implantation des
postes de travail) dès les études de conception?
• Quelle méthode de mesure du bien être des usagers? Ressenti?
• Quel impact de la lumière sur la qualité du travail fourni par les
occupants?
10- Sources
25 2 décembre 2014
• INRS - Institut national de recherche et de sécurité pour la prévention des
accidents du travail et des maladies professionnelles (INRS)
http://www.inrs.fr/
Fiche pratique ED 82 « l’éclairage naturel »
• AFE – Association Française de l’Eclairage
http://www.afe-eclairage.com.fr/
Actions de sensibilisation et formation, publications
• GIF Lumière
Regroupement d’entreprises – axé sur l’éclairage zénithal
http://www.gif-lumiere.com/