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Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Des installations d’éclairage efficaces
Cycle technique
‘Energie et Construction’ 2012
24 avril 2012
Arnaud Deneyer
Laboratoire Lumière et Bâtiment Division Energie et Bâtiment
Centre Scientifique et Technique de la Construction
Confluence construction
Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be
Une installation d’éclairage efficace
Pourquoi ?
27.1%
12.1%
7.1% 7.1%
7.1%
1.5%
38.0%
Consommation d'énergie primaire - Bureaux
Transmission
Ventilation forcée
in/exfiltration
Refroidissment
Ventilateur
Pompes
Eclairage
2 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
2
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Système d’éclairage
Composants d’un système d’éclairage efficient :
1. Installation efficiente
Source
Luminaire
• Embase
• Optique
• Auxiliaire
2. Bonne application
Le bon luminaire au bon endroit
Une gestion correcte de l’éclairage
3 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Les sources lumineuses
Lampe fluorescente tubulaire - TL
Lampe fluorescente compte - CFL
Lampe à induction
Basse pression
Haute pression
Halogénures métalliques
Light Emitting Diodes - LEDs
Lampe à incandescence
Lampe incandescente – filament tungstène
Lampe incandescente halogène – filament tungstène
Lampe à décharge
Lampe au sodium
Basse pression
Haute pression
Lampe au mercure
4 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
3
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Lampe à incandescence
Lampe à incandescence ‘classique’ GLS – General Lighting Service
Principe de fonctionnement • Effet Joule
Photométrie
• Rendement : 5 - 15 lm/W
Technique • Soquet : E14, E27 • Pas d’auxiliaire • Temps de démarrage : 0 s • Temps de stabilisation : 0 s • Temps de redémarrage : 0 s • Durée de vie : 1.000 u • Dimming possible
Autres • Prix : 0,5 – 2 € • Application : Résidentiel
5 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Lampe à incandescence
Lampe halogène
Photométrie • Rendement : 10 – 30 lm/W
Technique • Soquet : E27, GU 5.3, R7s • Pas forcément d’auxiliaire • Temps de démarrage : 0 s • Temps de stabilisation : 0 s • Temps de redémarrage : 0 s • Durée de vie : 2.000 – 5.000 h (Attention aux variations de
tension) • Dimming possible
Autres • Prix : 0,5 – 2 € • Application : Résidentiel + Commerces
6 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
4
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7 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces 7
Lampe à incandescence
Eco-halogène Principe de fonctionement
• Identique à celui d’une lampe à incandescence halogène avec une enveloppe en
• verre supplémentaire
Variante 1 : Xénon + couche réfléchissante IR • 30 % d’économie d’énergie
Variante 2: Transformateur intégré + Couche réfléchissante IR +Xénon
• 50 % d’économie d’énerige • + sensibilité à la température
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Lampe linéaire fluorescente (TL)
Lampe à décharge
Diamètre (T = inch/8) T12 (60-78 lm/W): 38 mm
• “normalement” Plus en usage T8 (52-100 lm/W): 25,4mm
T5 (83-104 lm/W): 16mm
Poudre pour assurer la conversion UV-lumière visible
Blanc standard • Rendement moyen • Ra : 50 – 75
Triphosphor • Rendement élevé • Ra > 80
Hoge Ra • Rendement moyen • Ra > 90
Spectre : non continu
Température de couleur : de 2700 K à 6500 K (mais la plupart du temps entre 3000 et 4000 K)
8 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
5
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Lampes fluocompactes
2 types Lampes de remplacement - Soquet : E27; E14
Lampes avec alimentation séparée : Avec broches spécifique
Principe de fonctionement = Petit TL
Photométrie • Puissances :
– Lampe de remplacement : 5 -23 W – Alimentation séparée : 5 – 65 W
Rendement : – Lampe de remplacement : 33 -65 lm/W – Alimentation séparée : 50 – 87,5 lm/W
9 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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0
5
10
15
20
25
30
0 60 120 180 240 300
Time (s)
Illu
min
an
ce (
lx)
1 min
Stabilisation
80%
Run-up time: 36 sec
Run-up time: Définition
10 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
6
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0
5
10
15
20
25
30
0 60 120 180 240 300
Time (s)
Illu
min
an
ce (
lx)
Stabilisation
80%
51 sec
Run-up time: Problème stabilisation
11 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Run-up time: Résultats expérimentaux
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
LC
_G
_1
1_
01
LC
_G
_1
1_
02
LC
_2
T_
11
_0
3
LC
_3
T_
15
_0
4
LC
_G
_1
1_
05
LC
_3
T_
11
_0
6
LC
_3
T_
15
_0
7
MC
_G
_1
1_
08
MC
_G
_1
1_
09
MC
_T
wT
_1
4_
10
MC
_G
_1
1_
11
MC
_G
_1
1_
12
MC
_G
_1
1_
13
MC
_G
_1
2_
14
MC
_G
_2
0_
15
MC
_G
_1
0_
16
HC
_G
_1
1_
17
HC
_3
T_
14
_1
8
Tim
e (
s)
Run-up time (cold) Run-up time (hot)
12 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Colour shift: résultats expérimentaux
13 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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2 types
LED – conçu pour luminaire à LED Lampes de remplacement
Principe de fonctionement
= Emission de lumière au droit d’une jonction PN
Photométrie • Puissances :
– Lampe de remplacement : 5 - 13 W • Spectre non continu
Rendement :
– Lampe de remplacement : 40 - 65 lm/W – En Laboratoire : 105 lm/W
Reste encore une solution chère 14
Diodes électroluminescentes - LED
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LED – Terminologie
Définitions
IEC 62504 TS :Terms and definitions for LEDs and LED modules
Chip led
Lampe led
Module led Luminaire led
Source à intégrer
Lampe de remplacement
Soquet standard Comprenant l’auxilliaire Directement connecté au réseau ou à la très basse tension
Collection de chips ked
A encastrer ou à utiliser indépendemment Avec ou sans auxiliaire
Système complet
Non démontable Contient une lampe led ou un module led, éventuellement interchangeable Directement connecté au réseau
15 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Leds et éclairage - Tendances
Le volume global des lampes vendues diminue
La part des leds est encore limitée
Total average LED penetration in lighting était 1.4% en 2010 (DisplaySearch)
Source : Le Figaro
16 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Leds et éclairage - Tendances
Percée pour l’éclairage fonctionnel ?
“Forecast to reach 9.3% in 2014 “
“High penetration in spot lights and street lights”
Source : DisplaySearch Quarterly LED Supply/Demand Market Forecast Report
17 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Leds et éclairage - Tendances
Grande diversité de produits
Nouveaux acteurs sur le marché (expertise?)
Qualité des produits fortement variable
Source : Frog design Source : Pieke Bergmans
18 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Echantillon de produits leds
Lampes de remplacement lampe incandescente 40W
6 W – 400 lm
40 W – 420 lm
9 W – 470 lm
8 W – 420 lm
8 W – 345 lm
8 W – 420 lm
19 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Echantillon de produits leds
Lampes de remplacement Lampe incandescente 40W
40 W – 420 lm
Conservation du flux lumineux ? Quel rendu des couleurs ? Distribution lumineuse ? Durée de vie ? ... ?
20 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Echantillon de produits leds
Lampes de remplacement Lampe incandescente 60W
12 W – 810 lm 60 W – 710 lm
12 W – 806 lm 12 W – 806 lm
21 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Problèmes types
Les données de produit sont inexactes ou exagérées
Le marquage et le label du produit sont incomplets
Insuffisance du flux lumineux
Mauvais rendu des couleurs
Produit trop jeune sur le marché
Surchaufe de la source lumineuse
Profil d’émission du flux lumineux
inadapté
…
22 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Problèmes types – Données de produit
Données de produit pour lampes led :
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Problèmes types - Données de produit
Donnée de produit pour spot led :
?
?
?
24 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Problèmes types – Durée de vie
Influence de la température
Max 145 cd/klm Max 90 cd/klm
Source : Laborelec
25 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Diodes électroluminescentes - LED
La technologie LED (light emitting diode) innovante en pleine évolution a gagné sa place en signalisation et éclairage d’accentuation
Prend place en éclairage général malgré sa faible puissance
Présente de nombreuses qualités Efficiente Instantanée Modulable économe en énergie lumière froide (pas d’IR) écologique (pas de Hg) durée de vie élevée maintenance réduite
26 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Système d’éclairage
Composants d’un système d’éclairage efficient :
1. Installation efficiente
Source
Luminaire
• Embase
• Optique
• Auxiliaire
2. Bonne application
Le bon luminaire au bon endroit
Une gestion correcte de l’éclairage
28 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
15
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Qu’est-ce qu’un luminaire ?
Un luminaire :
Se compose d’un ensemble d’éléments qui assurent l’utilisation de la source lumineuse
Assure la fixation/le maintient de la source lumineuse et sa protection contre l’extérieur
Assure l’alimentation de la source lumineuse
Distribue, filtre et transforme la lumière issue de la/des source(s) lumineuse(s)
29 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Qu’est-ce qu’un luminaire efficient ?
Différents éléments
Source
Luminaire
• Embase
• Optique
• Auxiliaire
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Luminaire - Enveloppe
“Boîte” dans laquelle tous les éléments sont placés (sources, optiques, auxiliaires)
But:
Fixation au bâtiment
Protection
• Humidité
• Encrassement (poussière, insectes, …)
• Chocs physiques
• Feu
• Tension électrique
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Type 1: Luminaire encastré
Eclairement direct
Typique des locaux bas
Encastré dans les faux plafonds
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Type 2: Luminaire appliqué
Eclairage direct
Typique dans les locaux bas
Fixé sur le plafond
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Type 3: luminaire suspendu
Eclairage direct + Eclairage indirect
Typique dans les locaux hauts (limitation des zones sombres sur le plafond du local)
Source : ETAP
Source : Trilux
Source : Philips
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Luminaire - Enveloppe - protection
Poussière et étanchéité à l’eau
Indice IP
• International Protection
• Degrés de protection des enveloppes de matériel électrique
• Norme : IEC 60529
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Luminaire - Enveloppe - Protection
Etanchéité à la poussière et à l’eau
Indice IP
• Premier chiffre : Etanchéité à la poussière – ex : IP 0X
36 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Etanchéité à la poussière et à l’eau
Indice IP
• Deuxième chiffre : étanchéité à l’eau – ex : IP x0
Luminaire - Enveloppe - Protection
37 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Luminaire - Enveloppe - Protection
Protection mécanique (énergie cinétique)
Indice IK
Norm: NBN EN 50102
Sous une certaine force (choc), le luminaire peut être endommagé dégât mais les fonctions de bases ne peuvent être atteintes
• Lampe intacte
• Sécurité électrique
• Indice IP inchangé
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39 7/12/2009 WTCB opleiding – C. De armatuur
Luminaire - Enveloppe - Protection
Protection mécanique (énergie cinétique)
Indice IK
Code Energie cinétique (J)
IK00 -
IK01 0,14
IK02 0,2
IK03 0,35
IK04 0,5
IK05 0,7
IK06 1
IK07 2
IK08 5
IK09 10
IK10 20
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7/12/2009
Protection mécanique (énergie cinétique)
Eventuellement renseigné comme 3ème chiffre Indice IP (mais non normalisé)
Troisième chiffre Marquage IP Energie cinétique
en Joule
0 IP XX0 Geen
1 IP XX1 0,225
2 IP XX2 0,375
3 IP XX3 0,500
4 IP XX4
5 IP XX5 2
6 IP XX6
7 IP XX7 6
8 IP XX8
9 IP XX9 10
Luminaire - Enveloppe - Protection
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Résistant aux balles (ballons)
Protection contre un certain nombre de chocs (dosés) de balles (ballons)
Norme: DIN VDE 0710
Symbole:
Résistance chimique
Ex. Dans les piscines
Danger d’explosion
Symbole:
Luminaire - Enveloppe - Protection
41 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Résistance au feu
Trianges F – 3 classes :
• 0: ne peut être installé sur des surfaces inflammables
• 1: peut être installé sur des surfaces normalement inflammables
• 2: peut être installé sur des surfaces rapidement inflammables
F
F F
Luminaire - Enveloppe - Protection
42 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Résistance au feu (IEC 60598-1 – 2008)
Luminaire - Enveloppe - Protection
43 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Classes d’inflammabilité
Test au fil incandescent (résistance à l’enflamment)
Typiquement à 650°
Luminaire - Enveloppe - Protection
44 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Tension électrique
Luminaire - Enveloppe - Protection
45 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Système d’éclairage
Composants d’un système d’éclairage efficient :
1. Installation efficiente
Source
Luminaire
• Embase
• Optique
• Auxiliaire
2. Bonne application
Le bon luminaire au bon endroit
Une gestion correcte de l’éclairage
46 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Optique
Ensemble d’élements (en principe statique) qui permettent d’utiliser au mieux la lumière de la source lumineuse (efficacité énergétrique, confort visuel,…)
Détermine en grande partie le rendement du luminaire
Se compose :
Du réflecteur
De lamelles et Vantelles
Eventuellement d’un diffuseur
47 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Optique – Le réflecteur
“plaque de métal pliée intelligemment”
Dirige la lumière de la source lumineuse au bon endroit (en fonction de l’application – la plupart du temps, une surface de travail)
48 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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La lumière issue de la source lumineuse est en principe émise dans toutes les directions
Loi de la conseration de l’énergie
Esource = Er + Ea + Et
Réfléchir la lumière autant que possible (Er)
Limiter l’absorption (Ea) et la transmission (Et)
Donc : le meilleur matériau avec un coefficient de réflexion le plus élevé possible
La plupart des feuilles alu réfléchissantes (coefficient de réflexion de 0,80 à 0,98)
Verre ou élément plastique
(coefficient de réflexion de 0,50 à 0,80)
Optique – Le réflecteur
49 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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La forme du réflecteur détermine la manière dont la lumière est diffusée
Symétrique
Assymétique
Indirecte (donc aussi vers le plafond)
La manière dont la lumière est diffusée est renseignée dans le diagramme polaire
Optique – Le réflecteur
Diagramme polaire d’un luminaire
direct symétrique
Diagramme polaire d’un luminaire
direct assymétrique
Diagramme polaire d’un luminaire
Direct/indirect symétrique
50 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Diagramme Polaire
Dans la direction :
longitudinale (ligne rouge)
transversale (ligne bleue)
Optique – Le réflecteur
Diagramme polaire d’un luminaire
direct symétrique
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Les vantelles sont des éléments qui dirigent la lumière dans un direction spécifique et qui limitent la vue directe ou indirecte (réfléchie) de la source lumineuse
En donnant aux vantelles une forme spécifiques, la luminance des luminaires peut être fortement diminuée
Source : ETAP Source : ETAP Source : ETAP
Optique – Vantelles
52 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Optiques – Vantelles
Eblouissement direct
UGR = Unified Glare Rating
• Exprime le risque d’éblouissement
• Valeur maximale fonction de la tâche
Angle de défilement a
• Renseigne sous quel angle la source nue est vue
• Valeur minimale fonction de la luminance de la source
UGR
≤ 19
53 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Optieken – Vantelles
Angle de défilement a
Angle pour lequel l’utilisateur n’est pas gêné par une vue directe de la lampe
Angle entre l’horizontal et la direction selon laquelle la lampe est directement visible
Définit dans le sens longitudinal (fonction de la forme et de la position des vantelles) et transversal (fonctionde la forme du réflecteur)
54 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Optieken - Vantelles
Vue transversale
Forme du réflecteur
a a
g g
a = angle de défilement
g = angle d’élévation
Vue longitudinale
Position et forme des vantelles
55 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Optique – Vantelles
Angle d’élévation (protection) g
Angle sous lequel la source lumineuse ‘n’est pas gênée par des obstacles at peut diffuser librement’
g = 90° - a
Définit dans la direction longitudinale et transversale
55°
65°
Direction transversale
Direction longitudinale
Angle d’élévation dans la direction transversale = 35°
Angle d’élévation dans la direction transversale = 25°
56 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Optieken – Vantelles
Controle de la luminance
Sourtout importante pour les écrans de visualisation
Luminance maximale pour un luminaire pour certains angles d’élévation
• Typiquement 55° (critique) of 65°
• Typiquement 200 cd/m² ou 1000 cd/m², fonction du type d’écran
65°
200
A partir de 65°, pour l’angle d’élévation, la luminance maximale est de 200 cd/m²
57 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Optique – Diffuseur
Elément fermé translucide (souvent opalin)
Disperse la lumière
Donne des ombres moins fortes et marquées – lumière plus agréable ”Soft light”
Diminue le rendement du luminaire pas recommandé dans les locaux où un haut niveau d’éclairement est requis durant de longues périodes
58 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Optiques – Codes flux
Code flux : exprime la mesure dans laquelle la lumière issue d’un luminaire est émise dans un angle solide, wordt aangegeven met de CIE-fluxcode
Définit dans la publication CIE n°52 (1982)
Identique à la défintion plus récente du CEN flux code (EN 13032-2:A-2004)
Est une expression numérique du diagramme polaire (intégration de ce dernier)
59 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Optique – Codes flux
a
a = angle d’ouverture (°)
= angle solide (stéradian)
60 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Optique – Codes flux
a = 41.4°
a = 60°
a = 75.5°
a = 90°
a = 180°
a 41.4° 60° 75.5° 90° 180°
p/2 p 3/4 p 2p 4primtehoek
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Optique – Codes flux
lumen lumen
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Optique – Rendement d’un luminaire
Rendement = LORW = Fluminaire / Fsource(s)-ballast = F/PHIS = .N5
Au plus le rendement est élevé, au plus le luminaire émettra de lumière issue de la source lumineuse
LORW = Light Output Ratio Working
Choix durbale – au minium :
85% de rendement pour un luminaire direct
80% de rendement pour un lluminaire direct à basse luminance
75% de rendement pour un luminaire combinant éclairement direct et indirect (suspendu)
63 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Système d’éclairage
Composants d’un système d’éclairage efficient :
1. Installation efficiente
Source
Luminaire
• Embase
• Optique
• Auxiliaire
2. Bonne application
Le bon luminaire au bon endroit
Une gestion correcte de l’éclairage
64 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Auxilliaire
Système complémentaire assurant :
L’allumage de la lampe
La stabilisation du flux électrique dans la lampe
Plusieurs types, fonction de la source lumineuse:
Transformateur
Ballast
• Ballast électromagnétique
• Ballast électronique
Auxiliaire LED
Autres
65 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Auxiliaire - Transformateur Typiquement pour une lampe halogène
Diminution (transformation) de la tension du réseau ex. 12 V
Puissance intrinsèque jusque 5 W (dans certains cas, lorsqu’il y a un interrupteur entre la lampe et et le transformateur, il y a consommation en continu)
66 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Auxiliaire – Ballast électromagnétique
Solution classique, sûrement pour les lampes T12
Environ 25% de la puissance du couple ‘lampe-ballast’ va au ballast
Ballast
Starter
67 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Auxiliaire – Ballast électronique
Avec des composants électroniques
Plus cher que le ballast électromagnétique
EVA
68 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Auxiliaire – Ballast électronique
Avantages
Consommation énergétique réduite (jusqu’à 50 % par rapport à un Ballast électromagnétique)
• Puissance plus faible de la lampe
• Moins de pertes dans le ballast
Démarrage rapide (sans papillonnement)
Haute fréquence (30 à 50 KhZ) plus d’effet stroboscopique
Augmentation de la durée de vie de la lampe (de par le principe de démarrage), flux lumineux et durée de vie supérieurs (plus de surdimensionnement)
Plus de consommation inutile en fin de vie de la lampe
Peut être utilisé pour dimmer la source
69 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Auxiliaire – Ballast électronique
Types
Sans préchauffage des électrodes
Avec préchauffage des électrodes (plus grande durée de vie des lampes)
Dimmable (consommation réduite en combinaison avec un gradateur ou un capteur)
70 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Auxiliaire – Ballast électronique
CELMA
Fédération Européenne des Associations Nationales de fabricants de luminaires et de composants électroniques pour luminaires
Labellisation volontaire (A1 D) des ballats pour les lampes TL et CFLavec une limitation de la puissance du système lampe-ballast
Définit pour chaque puissance de lampe
Phase-out (disparition) des ballasts de qualité inférieure
71 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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CELMA – système de labelling
Description Phase out
D Electromagnétique avec de très grandes pertes (plus de 25% de la puissance de la lampe pour T8-36W)
21 mai 2002
C Electromagnétique avec des pertes moyennes (entre 20% et 25% de la puissance de la lampe pour T8-36W)
21 novembre 2005
B2 Electromagnétique avec de faibles pertes (entre 15% et 20% de la puissance de la lampe pour T8-36W)
B1 Electromagnétique avec de très faibles pertes (entre 10% et 15% de la puissance de la lampe pour T8-36W)
A3 Electronique
A2 Elektronique avec des pertes réduites (puissance du système < puissance nominale de la lampe)
A1 Electronique dimmable
72 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Normalisation – Terminologie
Définitions
IEC 62504 TS :Terms and definitions for LEDs and LED modules
Chip led
Lampe led
Module led Luminaire led
Source à intégrer
Lampe de remplacement
Soquet standard Comprenant l’auxilliaire Directement connecté au réseau ou à la très basse tension
Collection de chips ked
A encastrer ou à utiliser indépendemment Avec ou sans auxiliaire
Système complet
Non démontable Contient une lampe led ou un module led, éventuellement interchangeable Directement connecté au réseau
73 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Auxiliaire – Autres
Dépend du type de lampe
Toujours les mêmes fonctions :
Allumage
Stabilité du fonctionnement
Ex : Auxiliaire d’une lampe aux halogénures métalliques
Source : Wikipédia
74 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Système d’éclairage
Composants d’un système d’éclairage efficient :
1. Installation efficiente
Source
Luminaire
• Embase
• Optique
• Auxiliaire
2. Bonne application
Le bon luminaire au bon endroit
Une gestion correcte de l’éclairage
75 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Etude d’éclairagisme
Le bon luminaire au bon endroit !
76 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Etude d’éclairagisme
Norme de référence :
NBN EN 12464-1 “Lumière et Eclairageisme – Eclairage des lieux de travail – Partie 1 Eclairage des lieux de travail intérieur
Institut Belge de l’éclairage www.ibe-biv.be
77 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Lien luminaire – étude éclairagisme
U5860/149HFW P1 (std) (1.000)
78 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Photométrie
79 Formation Philips – Septembre 2008 79 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Projet Econome en énergie
Projet de base :
Puissance installée : 12,5 W/m2 pour 500 lx
Projet économe en énergie :
Puissance installée : 11 W/m2 pour 500 lx
Bureau passif :
Puissance installée : 7,5 W/m2 pour 500 lx
(1,5 W/m2 pour 100 lx)
80 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Maintenance
Lors du dimensionnement : Facteur de maintenance
Lors de l’utilisation : Assurer la maintenance
81 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Système d’éclairage
Composants d’un système d’éclairage efficient :
1. Installation efficiente
Source
Luminaire
• Embase
• Optique
• Auxiliaire
2. Bonne application
Le bon luminaire au bon endroit
Une gestion correcte de l’éclairage
82 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Gestion : la stratégie
Manuelle
Par l’utilisateur Automatique
Par un capteur
Par une unité externe
Décentralisée
Par luminaire
Centralisée (par luminaire ou groupe de luminaires)
Zone de travail
Local
Etage
Bâtiment
83 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Interrupteurs
Allumage / Extinction
Nouvelle tendance
Dimming possible = autre fonction
Ex progressif : 3 pressions = 33 % du flux lumineux
Ne m’oubliez pas lorsque vous partez !
Economisons l’Energie
84 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Régulateurs
Régulateur = variateur
Continu
Progressif (étape)
85 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Techniek – Dimming A
Dimming – Lampe à incandescence
Variation de tension
Par un transformateur
0 V – 230 V
0 V – 12 V
Transformateur analogique
Transformateur Digital
Pas efficient
86 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Techniek – Dimming A
Dimming – Lampe à décharge
Ballast électronique dimmable
• Analogique : 1 – 10 V
• Digital
0-10 V
BV : DALI - Digital Addressable Lighting Interface
87 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Technique – Focus DALI
DALI : Protocole Language de communication pour ballasts électoniques Pas Système de BUS (EIB,…)
Building Automation System (LON)
Interrupteur
Senseur
Multi-Marque
88 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Technique – Dimming C
Dimming – Lampes CFL
Discontinu
• Ballast dimmable
• Tension On/Off = instruction
3 % 33 % 66 % 100 % Source : Megaman
89 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Technique – Eclairage naturel – Type A
Fonction de l’éclairement extérieur
Exemple de capteurs
Berlaymont : Contrôle par aile
90 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Eclairage intérieur
Contrôle continu en fonction de la luminance
sur la table
Technique – Eclairage naturel – Type B
91 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Technique – Eclairage naturel – Type B
92 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Technique – Eclairage naturel – Type C
Luminance de la fenêtre
Source : UCL
93 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Technique – Présence
Allumage
PIR – Passive Infra Red • Détection du déplacement du rayonnement
IR émis par le corps humain
Ultrason
• Détection des variations des ondes
acoustiques réfléchies
Audio (moins répandu) • Ondes sonores (souvent combiné avec PIR)
94 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Technique – Présence
Extinction ou dimming
PIR – Passive Infra Red
Ultrason
Audio (moins répandu)
Même technique que pour la détection de présence
Peut mener à un haut potentiel d’économie d’énergie
En combinaison avec un interrupteur pour l’allumage = très haut potentiel d’économie d’énergie
95 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Techniques – Autres
Horologes
Dans les armoires électriques
Couplées avec un interrupteur (minuterie)
Pour :
• Locaux avec des heures d’utilisations fixées
• Couloirs, sanitaires,…
Source : Hager
96 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Guide I – Idées reçues
Questions / réponses
Tableau de lampes de remplacement
97 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Questions et mythes en éclairage
Que faire de ma lampe une fois celle-ci hors de service ?
Une lampe à décharge contient-elle beaucoup de mercure ?
Que faire si une lampe de type CFL se brise dans ma chambre ?
Les ondes électromagnétiques émisent par les lampes de type CFL avec ballasts électroniques sont-elles dangereuses ?
98 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Les filières de récupération
Certaines lampes contiennent du mercure, d’autres contiennent des métaux rares
Une lampe ne peut pas forcément être
mise à la poubelle
Il faut s’inscrire dans la filière du recyclage
Au parc à conteneur (Points de collecte)
Chez le commerçant (Filière Recupel – Light Rec)
99 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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LightRec - Belgique
100 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Filière de récupération
Le commerçant
à l’achat d’une
nouvelle lampe
101 Formation – Guichets de l’Energie – SPW
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Filière de récupération
Lampe à incandescence (classique ou halogène)
Pas de filière de récupération
Eléments métalliques -> pas dans la bulle à verre
Déchets ménagers
Lampe à décharge (TL ou fluocompacte)
Catégorie : petits déchets dangereux (Mercure)
Points de collecte (parc à conteneur) ou commerçants (Recupel - LightRec)
Lampe à Led
Catégorie : petits déchets dangereux (indium, gallium)
Points de collecte (parc à conteneur) ou commerçants (Recupel - LightRec)
103 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Le Mercure
IESNA
Illuminating Engineering Society of North Americ
Etude de Robert Clear et Francis Rubinstein
LBNL - Berkeley
104 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Le Mercure
105 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Le mercure
106 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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En cas de bris de la lampe
107 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Les Ondes électromagnétiques
Les lampes économiques émettent des ondes électromagnétiques
Peuvent-elles provoquer des cancers ?
Août 2007, Centre de Recherche et d’information Indépendantes sur les Rayonnements Electromagnétiques
Journal de 20h00 de TF1
108 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Les Ondes électromagnétiques
109 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Les Ondes électromagnétiques
110 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Les Ondes électromagnétiques
Les lampes économiques émettent des ondes électromagnétiques
Elles peuvent provoquer des cancers !
Distance de sécurité de 10 à 20 cm
Etude du VITO
Oui
Non
111 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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LED – Foutieve informatie?
Boîte : 3 X 1 W LED = 45 W
Lampe à incandescence classique : 12 lm /W
45 W x 12 lm / W = 600 lm
Boîte : 3 x 1 Power LED 100 lm = 300 lm
?
Risque de rejet du marché après de premières expériences malheureuses (cfr. ‘CFL experience’)
112 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Adaptateurs T5/T8
Objectif :
Utiliser des tubes T5 dans des luminaires à ballasts électromagnétiques munis de T8
Tests Laborelec - systèmes
Système A
Système B
113 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Adaptateurs T5/T8
Impact photométrique
Système
T8 58W + ballast
ferromagnétique
Puissance
système [W]
Gain en puissance
%
66
Flux lumineux
%
Efficacité
du système [lm/W]
Variation du flux
lumineux %
4.900 4.900 74
T5 HO 35 W +
adaptateur 1 41,8 -37 -35 3.200 77
T5 HO 35 W +
adaptateur 2 37,7 -43 -46 2.650 70
T5 HO 35 W +
adaptateur 3 33 -50 -41 2.900 88
Source : Laborelec
114 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Adaptateurs T5/T8
Impact photométrique
Diminution du flux lumineux
L’uniformité de l’éclairement modifié
Problème d’éblouissement
Impact technique et juridique
Modification du luminaire
Thermique du luminaire non adapté au T5 (diminution de la durée de vie de la lampe, …)
Compatibilité Electro-Magnétique modifiée (harmoniques, Facteur de puissance
Le marquage CE n’est plus valable (responsabilité du gestionnaire)
Plus de garantie du fabricant
115 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Tubes lumineux LEDs
Lampes de remplacement - TL
« Tube de 5 mm »
Power LED
116 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Tubes lumineux LEDs
Impact photométrique
Impossibilité de déterminer le flux lumineux (pas de norme CIE)
Luminaire non étudié pour être combiné avec ce type de lampe
Impact technique et juridique
Modification du luminaire
Compatibilité Electro-Magnétique modifiée (harmoniques, Facteur de puissance)
Le marquage CE n’est plus valable (responsabilité du gestionnaire)
117 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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En résumé – 1
Choix d’une source lumineuse efficiente
Lampe TL (T8 ou T5)
Lampe économique : de préférence avec un ballast externe et des broches
Lampe LED
118 24/04/2012
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En résumé – 2
Pour une lampe économique ou une lampe de type TL, choix d’un ballast externe électronique (de préférence gradable)
119 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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En résumé – 3
Eviter au tant que possible l’éclairage indirect
Préférer les luminaires à lamelles aux luminaires sous vasques ou les tubes nus
Choix de couleurs claires pour les murs et plafonds
120
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1 + 2 + 3 = efficience
Une bonne efficience correspond à une puissance installée sous les 2,2 W/m² par 100 lux
> 2,2 W/m².100 lux
ex. Dans un bureau
(typiquement 500 lux) plus
de 11 W/m² de puissance
installée
< 2,2 W/m².100 lux
ex. Dans une classe
(typiquement 300 lux)
moins de 6,6 W/m² de
puissance installée
121 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Utilisation efficiente : système de gestion
Détecteurs d’absence
Minuteries
Daylight dimming
Source : Hager
122 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Guide I – Idées reçues
Questions / réponses
Tableau de lampes de remplacement
123 Formation Philips – Septembre 2008 123 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces
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Plus d’information sur l’éclairage
www.cstc.be/go/publications_eclairage
www.cstc-lumiere.be
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