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1 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

Des installations d’éclairage efficaces©nergie... · 2012. 6. 14. · Le bon luminaire au bon endroit Une gestion correcte de l’éclairage 24/04/2012 Des installations d’éclairage

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1

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

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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

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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

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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

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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

Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be

0

5

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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

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Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be

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_

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_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_

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MC

_G

_1

1_

13

MC

_G

_1

2_

14

MC

_G

_2

0_

15

MC

_G

_1

0_

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HC

_G

_1

1_

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HC

_3

T_

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_1

8

Tim

e (

s)

Run-up time (cold) Run-up time (hot)

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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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Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be

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 :

23 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces

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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

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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

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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

30 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces

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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

31 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces

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Type 1: Luminaire encastré

Eclairement direct

Typique des locaux bas

Encastré dans les faux plafonds

32 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces

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Type 2: Luminaire appliqué

Eclairage direct

Typique dans les locaux bas

Fixé sur le plafond

33 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces

Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be

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

34 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces

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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

35 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces

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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

38 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces

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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

Centre Scientifique et Technique de la Construction www.cstc.be

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

61 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces

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Optique – Codes flux

lumen lumen

62 24/04/2012 Des installations d’éclairage efficaces

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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

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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

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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

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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)

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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

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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