CONFORT ET MAITRISE DES AMBIANCES

(Lumière naturelle)

Dr Azeddine BELAKEHAL, Maître de Conférences

Département d’architecture, Université Mohamed KHIDER

2ème année architecture LMDModule: Théorie du projet

Confort

Thermique

Aéraulique

Lumineux

Sonore

Olfactif

Confort lumineux

Aspects quantitatifs

Aspect qualitatifs

Aspects qualitatifs

Conformation

Poétique

POÉTIQUE ARCHITECTURALE ET LUMIÈRE NATURELLE

Certains architectes parlent de lumière en termes spatiaux, c'est-à-

dire qu’ils associent directement la lumière naturelle à des

propriétés et qualités spatiales. Ces dernières mettent à la

disposition des architectes des alternatives d’éclairage naturel

fondées essentiellement sur des caractéristiques spatiales

indépendantes des courantes spécifications et recommandations

chiffrées.

De façon non exhaustive, on citera Pierre Von Meiss, Rafael Serra

et Henri Ciriani.

Pierre Von Meiss affirme que l’utilisation de la lumière

naturelle dans la conception architecturale est parmi les aspects

les moins enseignés en architecture à cause de la carence de

moyens de leur maîtrise. Selon lui, devant cet état incomplet des

connaissances en ce domaine, seule l’expérience est capable de

dresser un ‘catalogue de références’ nous permettant d’agir par

cas similaires. A cet effet, il nous propose quatre alternatives

pour caractériser l’espace par la lumière.

L’espace lumière est ce volume vide et lumineux, aux limites fictives mais clairement perceptibles, appartenant à un espace plus vaste mais plus sombre.

La lumière à caractère d’objet est matérialisée par un composant architectural lumineux et isolé de sorte qu’il est perçu comme une figure dépendante de son fond.

La lumière de séries d’objets se concrétise par le biais d’un ensemble d’éléments lumineux qui participent activement à la définition d’un espace architectural à travers l’accentuation de ses limites ou bien l’inversion du rapport fond – figure entre les objets lumineux et les surfaces de l’espace auquel ils appartiennent.

La lumière des surfaces se présente à travers l’espace dont les diverses parois peuvent être éclairées par des sources invisibles (éclairage indirect) ou bien qu’elles constituent elles même entièrement une source d’éclairage.

Rafael Serra stipule que pour l’architecte la lumière naturelle doit

être appréhendée non seulement dans ses aspects quantitatifs mais

aussi par ses qualités esthétiques. L’architecture est ainsi perçue à

travers le rapport espace - énergie où l’homme est seul récepteur et

juge de ce qui peut y être le mieux apprécié à savoir la distribution

de la lumière naturelle.

Serra, et en tant qu’architecte, définit quatre catégories pour

l’appréciation du rôle de la lumière naturelle en architecture.

Une ressource architectonique qui dépend de l’endroit où se tiennent les observateurs et où les effets sont plus appréciés que sa manière de pénétration dans l’espace architectural.

Une matière plastique qui se moule au sein de l’espace architectural semblablement à l’argile dans les mains d’un sculpteur.

Un ensemble de rayons concentrés ou dispersés qui laissent leur traces dans l’espace traversé et colorent les objets touchés de sorte que la lumière semble rebondir d’eux-mêmes.

Un fluide tel qu’un liquide qui se ramifie, se dilate, s’élève et se déplace d’un lieu à un autre occupant l’ensemble de l’espace de vie humain.

Henri Ciriani trouve que, de l’architecture pré-moderne à celle

moderne, la lumière, qui était auparavant une source et un moyen

de dynamisme en architecture, est passée au statut d’un

instrument d’immobilisation des éléments de l’espace

architectural. Il propose ainsi une classification de la lumière

naturelle dans son rapport à l’espace architectural et qu’il situe

par rapport à l’histoire de l’architecture même.

Lumière émotion : en excluant l’extérieur, elle se manifeste théâtralement à l’intérieur d’un édifice de façon similaire à celle qu’on aperçoit dans les cryptes.

Lumière éclairage : faisant suite aux progrès acquis suite à la révolution industrielle et à l'alignement presque général des architectes aux parois transparentes. Elle pénètre fortement dans l’espace et demeure invisible tant les conditions lumineuses intérieures sont semblables à celles extérieures.

Lumière radieuse : introduisant une dimension artistique à la lumière éclairage, elle suppose éveiller l’émotion. L’emploi de surfaces blanches aide à ce qu’elle atteigne son intensité maximale au point de surpasser les conditions lumineuses extérieures.

Lumière picturale : surpassant les coloriages des surfaces, elle implique un rôle autonome à la couleur dans la définition des espaces architecturaux et peut même créer un rapport virtuel entre extérieur et intérieur.

CONFORMATION ARCHITECTURALE ET LUMIERE NATURELLE

Conformation architecture

Typologie Topologie Morphologie

TypologieDeux types d’éclairage naturel sont identifiés selon que l’ouverture, source de lumière naturelle, est située sur les parois verticales (murs) ou celle horizontale (plafond) de l’enveloppe.

Éclairage zénithal Éclairage latéral

TopologieAu sein d’une conformation architecturale, la lumière peut indiquer des caractéristiques topologiques géométriques (comme le point, la ligne et la clôture…etc.)

Elle peut aussi spécifier certaines zones ou régions précises de la conformation en respect de leurs particularités symboliques, fonctionnelles ou autres (non-géométriques).

La lumière naturelle est utilisée pour mettre en valeur un parcours àl’intérieur de l’édifice.

Également, les surfaces délimitantes de la conformation d’un espace architectural renseignent sur des propriétés topologiques comme son degré d’ouverture ou de fermeture et ses continuités ou discontinuités avec les espaces extérieurs et intérieurs adjacents. Ces propriétés sont dépendantes de la surface totale des percements par rapport à la surface des parois délimitantes et de la nature des matériaux constituants (transparents, en grille, translucides, opaques…).

MorphologieLes ouvertures assurant la pénétration de la lumière à l’intérieur d’une

conformation architecturale caractérisent sa morphologie. Les dimensions

(surface, largeur et hauteur), la forme et le dispositif de protection des

ouvertures, leurs positions l’une vis-à-vis de l’autre, sont tous des

indicateurs qui dans leurs rapports aux murs de façade, la surface du sol,

la surface du mur de la façade et la profondeur de la conformation offrent

des indices permettant de mesurer cette composante morphologique.

Descripteurs morphologiques absolus

•Surface au sol

•Hauteur sous-plafond pour la conformation, ainsi que

•Forme,

•Épaisseur des parois

•Types de protections solaires pour la fenêtre.

Descripteurs morphologiques calculés

•Rapport surface des fenêtres / surface des murs en façade

•rapport de la surface des fenêtres à celle du sol,

•Rapport de la surface des fenêtres à celle totale des parois (murs, sauf

celui de la fenêtre, et sol) de la conformation, et

•Indice de profondeur (rapport de la hauteur de la fenêtre (depuis le

sol) à la profondeur de la conformation).

VALEURS REPÈRES POUR QUELQUES DESCRIPTEURS MORPHOLOGIQUES

La surface absolue de la fenêtre :Petite : inférieure à 0,5 m2Moyenne : entre 0,5 et 2 m2Large : supérieure à 2 m2

Forme de la fenêtre :Horizontale : H/L = ½Verticale : H/L= 2Intermédiaire : de ½ à 2

Le rapport surface des fenêtres / surface des murs en façade : La valeur recommandée par la table de Mahoney pour la ville de Biskra varie de 15 à 25 %.

Localisation des ouvertures :

Par rapport à la hauteur :Fenêtre haute, intermédiaire et basse

Par rapport à la largeur :Fenêtre d’angle, centrale et latérale

Le rapport surface fenêtre / surface sol :

Très faible : inférieur à 1 %Faible : 1 à 4 %Moyen : 4 à 10 %Grand : 10 à 25 %Très grand : supérieur à 25 %

Indice de profondeur / Zone d’efficacité lumineuse (hauteur de la fenêtre depuis le sol / la profondeur de la conformationarchitecturale)C’est la hauteur de la fenêtre par rapport au sol qui est tenue pour être la source des variations majeures des quantités de lumière naturelle dans une conformation et particulièrement à moins de 1m50 de distance de la fenêtre.

La zone d’efficacité lumineuse de la fenêtre été récemment ramenée par Baker et Steemers (2002) à la valeur maximale de 2.

Le cas des régions à ciel clair ensoleillé

Dans les régions où prédomine le ciel clair ensoleillé, il est recommandé que les ouvertures soient convenablement situées afin d’éviter l’éblouissement. Les positions àl’angle et près du plafond sont les plus conseillées pour des ouvertures étroites et longues (verticales ou horizontales).

Pour le rapport surface fenêtres / surface du sol, les valeurs recommandées sont : 6 % (minimum) à 12 % (maximum),

Aspects quantitatifs

Grandeurs photométriques

Sources d’éclairage naturel

Ciel / Soleil

Sources d’éclairage naturel

Environnement immédiat externe

Environnement interne

Le Ciel / le Soleil

Le Ciel

Couvert Intermédiaire Clair

L’environnement extérieur immédiat (composante réfléchie externe)

L’environnement intérieur (composante réfléchie interne)

Grandeurs photométriques

Il existe quatre grandeurs photométriques essentielles sur lesquelles s’accordent les physiciens et les spécialistes en éclairagisme pour caractériser la lumière.

1. Le flux lumineux qui indique la puissance rayonnée (flux visible) par unité de temps (secondes) émise par une source lumineuse et dont l’unité est le lumen (lm). Le soleil, par exemple, émet un flux d’une puissance de soixante-trois Mégawatts équivalente à six millions de lumens pour chaque mètre carré de sa surface.

2. L’intensité lumineuse est une mesure du flux lumineux dans une direction donnée ; elle s’exprime en candela (cd).

3. L’éclairement lumineux est le flux lumineux reçu, de manière uniforme, sur un point d’une surface déterminée ; son unité est le lux (lux).

4. La luminance est la lumière reçue puis réfléchie par une surface avec des modifications dues à ses propriétés réflectives ou bien d’une surface transparente traversée par un faisceau lumineux (le cas du plan d’une fenêtre par exemple) ; elle est exprimé en candela par mètre carré (cd/m2).