La gestion intelligente de l’éclairage devra intégrer la lumière naturelle

[Paru le 10/04/17 dans Le Bâtiment Artisanal]. Longtemps resté le parent pauvre de l’éclairage, la lumière naturelle est pourtant indispensable à la santé. L’éclairage intelligent devra en tenir compte face à la toute puissance de l’éclairage artificiel. Par Erick Haehnsen

Ophtalmologue à l’Hôpital européen Georges Pompidou (HEGP), le docteur Christophe Orssaud est formel : « A l’heure actuelle, nous observons une augmentation importante de la myopie dans les pays les plus développés. En effet, la lumière artificielle influence considérablement la croissance du globe oculaire des enfants, ce qui engendre la myopie. A l’inverse, on constate que les enfants qui jouent 2 à 3 heures par jour dehors, quelle que soit leur activité, bénéficient de la lumière du jour qui bloque la croissance [exagérée] du globe oculaire. »

La lumière artificielle peut retarder l’endormissement de 45 minutes à 3 heures

La technologie SageGlass Electrochrome apporte au vitrage la teinte dont il a besoin en fonction de l’ensoleillement.

© Saint-Gobain

Par ailleurs, selon la recherche scientifique, l’œil humain sert à beaucoup de fonctions non visuelles. « La lumière aide à synthétiser la vitamine D, régule la température du corps, influence l’humeur et le bien-être, la vigilance et la cognition. Elle impacte l’horloge biocardiaque et celle du sommeil », expliquait en mars dernier, lors d’une conférence du Cluster Lumière au Laboratoire national d’essais (LNE), Claude Gronfier, docteur en neurosciences et chercheur au département de chronobiologie de l’unité Inserm 846 à Bron (69). En clair, la lumière a autant d’effets bénéfiques qu’indésirables. Ainsi une exposition à l’éclairage artificiel ou à la lumière bleue des écrans électroniques (portable, smartphone, tablette, consoles de jeux…) peut-elle retarder l’horloge biologique de 45 minutes à 3 heures pour l’endormissent ! D’où, le lendemain, une baisse de la vigilance au travail. « Quant au travail de nuit, selon une étude de l’Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail (Anses) parue en 2016, démontre qu’il peut provoquer des cancers, du diabète ou de l’obésité », reprend Claude Gronfier.

Un secteur qui emploie 100 000 salariés

Modélisation de la pénétration du soleil
dans une étude de bâtiment.
© Cluster Lumière

Forts de ces constats, le Cluster Lumière de Lyon, qui compte 170 membres, cherche à mobiliser les consciences, les compétences et les opportunités d’affaires au sein de la filière Lumière naturelle dans le bâtiment. Selon le cabinet d’analyse Axiome Media, ce secteur économique emploie 100 000 salariés et pèse 10,13 milliards d’euros de chiffre d’affaires cumulé pour 2015, dont 51% pour la distribution et l’installation. « En gros, la filière est composée d’un côté de fabricants (fenêtres, baies vitrées, portes vitrées, vérandas, lanterneaux, voûtes, façades transparentes…) et de sous-traitants de fabricants (profilés, joints, vitrages, quincaillerie, thermo-laquage, systèmes de pilotage…), analyse Caroline To Van Trang, chargée de produit au LNE. D’un autre côté, la filière comporte aussi 35 enseignes de la distribution spécialisée, soit environ 3 000 magasins, des installateurs, des maîtres d’œuvre (architectes, bureaux d’études), des laboratoires, des écoles… »

Reste que la filière Lumière naturelle se confond quasiment avec le marché de la fenêtre – surtout la fenêtre PVC (60% en 2015), la fenêtre alu se contentant de 26%, celle en bois, de 11% et la fenêtre mixte (bois-alu), de 2,3%. « Avec la RT 2012, la fenêtre est désormais mieux isolée et elle augmente en taille. Du coup, les prix unitaires ont tendance à augmenter », poursuit Caroline To Van Trang. Peu concentrée, la filière de l’éclairage naturel souffre également d’un manque de reconnaissance. D’où l’intérêt du Cluster Lumière, le seul en France sur ce thème, qui cherche à l’innover par les usages, notamment en développant des opportunités d’affaires, organise le salon OnlyLight et comble un réel déficit de formation avec le campus Lumière en lien avec l’Université de Lyon et la région. « Nous voulons former des techniciens à la lumière, de Bac -3 à Bac +5, et pas seulement à l’électricité », résume Philippe Badaroux, président du Cluster Lumière. Il y a du pain sur la planche ! Car, pour l’heure, l’éclairage naturel reste trop souvent oublié dans les projets d’éclairage intérieur. Or l’émergence de l’éclairage intelligent rend la lumière naturelle complémentaire de l’éclairage artificiel : comme source à la fois d’économie d’énergie et de bien-être pour l’homme.

Besoin de connaître l’inclinaison et l’ensoleillement

Encore faudrait-il mieux connaître la lumière naturelle. Une lacune que se propose de combler Dominique Dumortier, professeur à l’École nationale des travaux publics de l’État (ENTPE) avec ses études sur la modélisation de la lumière naturelle, en tenant compte, notamment de l’atmosphère et de la luminance (grandeur photométrique correspondant à la luminosité d’une surface) du ciel. « Grâce aux satellites géostationnaires (Meteosat 1G et 2G), nous bénéficions de données sur la lumière naturelle partout dans le monde », indique le professeur.

Ces données satellitaires sont valorisées dans trois services. A commencer par Satel-Light.com qui dispose, avec Meteosat 1G, de 5 ans d’archives (de 1996 à 2000) sur l’Europe avec un maillage de 5 km et fournit l’éclairement à la fois énergétique et lumineux. Pour sa part, Helioclim (soda-pro.com) de l’École des Mines thésaurise 21 ans de données journalières d’éclairage énergétique (pas lumineux) sur l’Europe et l’Afrique avec un maillage de 30 km (de 1985 à 2005). Outre ce service gratuit, Helioclim a gagné en précision avec un temps de rafraîchissement de 15 minutes et un maillage de 15 km sur les années 2004 et 2005 mais l’accès au service est devenu payant. Enfin, le service Solargis (solargis.com) utilise, à l’instar de Helioclim les satellites Meteosat 1G et Meteosat 2G. Ses données (payantes) d’éclairage énergétique remontent à 1995, sont actualisées tous les quarts d’heure sur une maille de 3 à 5 km. L’intérêt ? Peut-être le store vénitien connecté au satellite ! « Nous cherchons des partenaires pour développer un service en ligne capable de modéliser, par exemple, l’inclinaison des stores vénitiens sur les différentes façades d’un bâtiment selon les saisons ou l’heure de la journée », dévoile Dominique Dumortier.

Norme en préparation

Marc Fontoynont, expert international en lumière, coordinateur du comité technique 169 et du groupe de travail 11 (TC169/WG11)  »Lumière du jour » (48 membres) qui pilote le projet de la nouvelle norme EN17037.

© TCA-innov24

En attendant de voir ce procédé lancé sur le marché, la norme « European Daylight Standard EN 17037 » devrait être prochainement publiée début en janvier 2018. « Le standard proposé définit des recommandations minimales pour atteindre, dans les espaces construits et avec la lumière naturelle seule, une impression subjective de clarté appropriée ainsi que des vues vers l’extérieur qui soient suffisantes, souligne Marc Fontoynont, expert international en lumière, coordinateur du comité technique 169 et du groupe de travail 11 (TC169/WG11)  »Lumière du jour » (48 membres) qui pilote le projet de la nouvelle norme. Dans le cas des fenêtres verticales, le niveau d’éclairement devra dépasser 300 lux sur plus de la moité de la surface de la pièce pendant la moitié de la journée durant toute l’année. De même, le niveau d’éclairement devra excéder 100 lux pendant plus de la moitié des heures d’ensoleillement. Inversement, la future norme veut prendre en compte le problème de l’éblouissement. « Sur ce terrain, nous n’allons pas réinventer la roue. Nous travaillons en concertation avec deux autres projets de norme en cours d’élaboration : EN 14500 et EN14501 », confie Marc Fontoynont.

Erick Haehnsen