ÉCLAIRAGE PUBLIC : ENJEUX ET SOLUTIONS · Eclairage public : Enjeux et solutions Mars 2016 Page 9sur 28 1.4. Les données locales Les données et indicateurs ayant pu être transmis

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SYNTHÈSE : ÉTUDE RÉGIONALE SUR L’ÉCLAIRAGE PUBLIC

ÉCLAIRAGE

PUBLIC :

ENJEUX ET

SOLUTIONS

MARS 2016

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Eclairage public : Enjeux et solutions Mars 2016

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REMERCIEMENTS

L’Agence Locale de l’Energie et du Climat de la Métropole Marseillaise remercie le CEREMA et la DREAL PACA pour

l’étude très complète à l’échelle régionale dont cette synthèse est issue.

L'étude complète est téléchargeable à l’adresse suivante :

� www.paca.developpement-durable.gouv.fr/observatoire-regional-energie-climat-air-oreca-r2033.html

Marie DURAND

Melenn MAUPU

Chargée de mission énergie et territoire Conseiller énergie / mission collectivités

ALEC Métropole Marseillaise ALEC Métropole Marseillaise

� 09 72 43 76 64 � 09 72 43 76 65 � [email protected] � [email protected]


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SOMMAIRE

REMERCIEMENTS .......................................................................................................................................................... 3

AVANT-PROPOS ............................................................................................................................................................ 5

1. DONNEES DISPONIBLES POUR L’ETUDE ............................................................................................................... 6

1.1. Les données et indicateurs nationaux ......................................................................................................... 6

1.2. Description des parcs d’éclairage public ..................................................................................................... 7

1.3. Consommations moyennes des parcs d’éclairage public ............................................................................ 8

1.4. Les données locales ..................................................................................................................................... 9

1.5. Répartition des types de sources lumineuses ........................................................................................... 11

2. LA POLLUTION LUMINEUSE ................................................................................................................................ 12

2.1. Méthodologie de quantification de la pollution lumineuse ...................................................................... 12

2.2. Flux de pollution lumineuse et économies estimés sur les diagnostics des Bouches du Rhône ............... 14

3. LES PERSPECTIVES DE RENOVATION ET ECONOMIES D’ENERGIE POTENTIELLES .............................................. 16

3.1. Les interventions types en matière de rénovation ................................................................................... 16

3.2. Application des interventions types de rénovation aux territoires étudiés .............................................. 17

3.3. Projections en termes d’économies d’énergie des rénovations du parc régional d’éclairage public ....... 20

3.4. Les six indicateurs de suivi pour l’ORECA .................................................................................................. 21

3.5. Les aides financières .................................................................................................................................. 21

4. RECOMMANDATIONS POUR LES PORTEURS DE PROJETS PUBLICS ................................................................... 24

4.1. Ressources ................................................................................................................................................. 24

4.2. Parcours de rénovation durable ................................................................................................................ 26

CONCLUSION............................................................................................................................................................... 27


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AVANT-PROPOS

Les objectifs de l’étude sont multiples :

• Disposer d’un état des lieux sur les enjeux et les performances énergétiques des installations d’éclairage

public en région PACA, notamment les économies d'énergie escomptées.

• Disposer d’un état des lieux sur la pollution lumineuse liée à l'éclairage public en PACA.

• Identifier les leviers pour accompagner la rénovation vers un éclairage public durable, et les dispositifs

d'aides à l’investissement en place.

• Déterminer les indicateurs de suivi en matière d’éclairage public, valorisés au travers notamment de

l’observatoire régional de l’énergie, du climat et de l’air (ORECA).

L’étude s’attache à :

• Préciser le rôle et les compétences des différents acteurs intervenant dans le domaine de l'éclairage

public (institutions, collectivités, syndicats, etc.).

• Elaborer une méthode permettant le renseignement d'indicateurs de performance énergétique et de

pollution lumineuse.

• Diffuser les bonnes pratiques en matière de rénovation de l'éclairage public et leurs coûts globaux, en

distinguant la part investissement liée à la vétusté des installations et le surcoût potentiel engendré pour

réaliser des économies d’énergie.

• Donner des recommandations aux acteurs publics de façon à promouvoir un éclairage durable (en

s’appuyant entre autres sur la charte élaborée par le SMED13).

L’étude s’appuie sur des données nationales de références (enquête ADEME) et locales pour cerner au mieux les

enjeux majeurs que peut représenter l’éclairage public.

Ces enjeux sont essentiellement tournés vers :

• Le volume très conséquent des consommations électriques liées directement au volume des parcs

d’éclairage extérieur et des heures de fonctionnement nocturne des installations.

• Les impacts de ces installations sur le milieu environnant concernant l’impact que peut représenter

l’apport de lumière artificielle extérieure en période nocturne sur les espèces vivantes intolérantes ou

fortement perturbées par cette lumière.

On peut pour ce qui concerne les équipements d’éclairage public, opposer :

• Les zones urbaines denses du sud de la région (zones côtières, grandes agglomérations et métropoles

urbaines…) qui vont peser fortement en termes de dépense énergétique liée à l’éclairage extérieur et par

conséquent de nuisances lumineuses.

• Les zones plus rurales des Hautes-Alpes ou des Alpes de Haute Provence qui présentent une forte volonté

de préservation du ciel nocturne, voire d’en valoriser la qualité dans le cadre d’action de promotion des

territoires.


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1. DONNEES DISPONIBLES POUR L’ETUDE

1.1. Les données et indicateurs nationaux

Ces données sont issues d’enquêtes menées par l’ADEME en 2000, 2005 et 2012 « Énergie et patrimoine

communal » permettant de suivre l’évolution des pratiques des collectivités ainsi que d’un certain nombre

d’indicateurs de référence représentatifs des enjeux énergétiques du poste « éclairage public » à l’échelon

national et par région de Métropole. Elles ne concernent pas les communes de moins de 500 habitants ni les

agglomérations Paris, Lyon et Marseille.

Ces enquêtes intéressent systématiquement un volet « éclairage public » identifié par les communes comme un

poste à enjeux forts en termes d’investissements à réaliser afin de réaliser rapidement des importantes économies

d’énergie qui pèsent sur leurs budgets de fonctionnement (41% de la consommation électrique en région

Méditerranée).

Ainsi, on peut citer un pourcentage de 59 % des communes autour de la Méditerranée (regroupant les régions

Languedoc-Roussillon, PACA et Corse) qui considèrent la rénovation de l’éclairage public comme le 2° poste

d’investissement prioritaire (moyenne nationale = 66 %).

Ainsi, 41 % des collectivités de la zone Méditerranée ayant répondu à l’enquête ont en priorité 1 d’investissement

à très court terme des travaux de rénovation de leur parc d’éclairage public. Ce pourcentage régional est proche

de la moyenne nationale (43%), ce qui démontre la forte implication des collectivités de la région sur ces projets

de rénovation engagés ou qui vont l’être à court et moyen termes.


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En 2012, le pourcentage représenté par l’éclairage public :

• Dans la consommation totale d’électricité de la collectivité était de 43 % en zone Méditerranée (contre 42

% à l’échelon national).

• Dans la dépense totale d’électricité en € était de 38 % en zone Méditerranée (contre 37 % à l’échelon

national).

1.2. Description des parcs d’éclairage public

En Métropole, le ratio de points lumineux par km est estimé à 33 PL/km à l’échelon national. Cela représente un

linéaire moyen de 5 km de voie éclairée pour 1000 habitants. Ce ratio varie de façon importante selon la taille des

communes :

Figure 1 - Source : DREAL / ORECA : Etude Régionale sur l’éclairage public en PACA.


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La puissance moyenne souscrite par source lumineuse à l’échelon national est estimée à 160 W/lampe (il s’agit de

la puissance souscrite et non de la puissance installée qui a priori est inférieure pour tenir compte des

consommations propres des auxiliaires électriques – elle est donc plutôt assimilable à la puissance consommée des

points lumineux avec cependant un risque d’écart dans un sens ou dans l’autre du fait de tarification pas

forcément ajustées aux installations existantes). Elle est légèrement inférieure à celle recensée en 2005 et 2000

autour de 170 W/lampe.

La composition du parc d’éclairage est à très forte majorité de lampes SHP :

• 66 % à l’échelon national.

• 61 % pour la grande région Méditerranée.

Les lampes de type « Ballon fluorescent » représentent une part encore non négligeable des parcs d’éclairage

public (leur retrait du marché est effectif depuis Avril 2015 en application d’une Directive européenne) :

• 13 % à l’échelon national.

• 18 % à l’échelon de la région Méditerranée.

On peut donc noter une part plus importante des lampes « BF » en région Méditerranée au regard des autres

régions de Métropole. Ce constat est à croiser avec les données plus locales évoquées au chapitre suivant. Cela

peut traduire un certain « retard » pris par les collectivités pour procéder au remplacement de ces lampes au

regard de la date de fin de commercialisation annoncée depuis plusieurs années.

En termes d’équipement en LED, les pourcentages restent faibles à ce jour (2 % des parcs).

1.3. Consommations moyennes des parcs d’éclairage public

Après une croissance constante de 1995 à 2005 (de 87 à 94 kWh/hab), cet indicateur subit une baisse constatée en

2012, fruit des rénovations engagées à grande échelle sur le territoire métropolitain. Il est ainsi redescendu en

deçà du seuil de 1995 avec 85 kWh/hab. en 2012.

En termes de coût, la baisse de consommation n’a pas permis de compenser la hausse constante du coût du kWh.

Le ratio €/hab est ainsi passé de 7.2 € en 1995 à 9.3 €/hab en 2012 pour une consommation moindre.

La durée moyenne d’allumage des installations d’éclairage public a également diminué entre 2000 et 2012,

passant de 3568 heures annuelles à 3 305 heures annuelles, soit une baisse de 7.4 %. Cela illustre les rénovations

engagées à la fois sur les équipements permettant une meilleure maîtrise des durées d’allumage (ex : horloges

astronomiques) et les décisions locales d’extinction qui se sont multipliées.


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1.4. Les données locales

Les données et indicateurs ayant pu être transmis ont permis d’établir la cartographie des parcs d’éclairage public

en nombre de points lumineux ci-dessous :

Figure 2 - Représentation cartographique à l'échelle de la Région PACA des parcs d'éclairage public pour les communes dont le nombre de points lumineux est disponible.

Figure 3 - Parcs d'éclairage public du département des Bouches du Rhône intégrés à l’étude.

A l’échelle régionale :

Pour les communes de 500 à 2 000 habitants :

Nombre de communes dont le patrimoine est connu : 55 communes. Nombre total de points lumineux de ces communes : 20 066 PL.


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Nombre total de communes de 500 à 2 000 habitants dans la région : 241 communes.

L’extrapolation à l’ensemble des 241 communes de la région dont la population est comprise entre 500 et 2 000

habitants donne un potentiel de points lumineux de : 80 249 points lumineux.

Pour les communes de 2 000 à 5 000 habitants :

Nombre de communes dont le patrimoine est connu : 50 communes. Nombre total de points lumineux de ces communes : 34 999 PL. Nombre total de communes de 2 000 à 5 000 habitants dans la région : 160 communes.

L’extrapolation à l’ensemble des 161 communes de la région dont la population est comprise entre 2 000 et 5 000



Nombre de communes dont le patrimoine est connu : 33 communes. Nombre total de points lumineux de ces communes : 60 308 PL. Nombre total de communes de 5 000 à 20 000 habitants dans la région : 130 communes.




Nombre de communes dont le patrimoine est connu : 8 communes (la représentativité du panel de ces communes n’est pas garantie du fait du nombre limité de communes). Nombre total de points lumineux de ces communes : 32 003 PL. Nombre total de communes de 20 000 à 50 000 habitants dans la région : 26 communes.



Communes de plus de 50 000 habitants :

Nombre de communes dont le patrimoine est connu : 2 communes (la représentativité du panel de ces communes n’est pas garantie du fait du nombre limité de communes). Nombre total de points lumineux de ces communes : 41 306 PL. Nombre total de communes de plus de 50 000 habitants dans la région : 12 communes.

Moyenne de la tranche plus de 50 000 habitants (2 communes) = 0.10 foyer/hab.

L’extrapolation à l’ensemble des 12 communes de la région dont la population est supérieure à 50 000 habitants

donne un potentiel de points lumineux de : 204 135 points lumineux.

Vérification de l’ordre de grandeur :

Une précédente analyse avait permis, en l’absence de données suffisamment nombreuses d’identifier un ratio de

points lumineux par habitant selon 2 tailles de communes :

• Ratio de foyer/habitant : 0.194 pour l’ensemble des communes de chacun des départements (hors

communes de plus de 50 000 habitants).

• Ratio de foyer/habitant : 0.10 pour les communes de plus de 50 000 habitants.


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Conclusion :

Le volume représentatif des parcs d’éclairage public de l’ensemble de la région PACA se situe dans une fourchette

de 804 000 à 809 000 points lumineux.

1.5. Répartition des types de sources lumineuses

L’enquête ADEME « Energie et Patrimoine communal » de 2012 identifiait les ratios suivants de répartition de types principaux de lampes d’éclairage public à l’échelle de la grande Région Méditerranée (Languedoc-Roussillon – PACA – Corse) :

Sodium Haute Pression (SHP) 61 %

Lampes Fluorescentes (« Ballons Fluo ») 18 %

LED 2 %

Halogénures métalliques (IM) 11 %

Ces ratios appliqués au parc d’éclairage public de la région PACA permet d’estimer la répartition théorique de ces familles de lampes en volume : Rappel sur la composition du parc d’éclairage public régional :

Fourchette basse : 804 000 foyers / Fourchette haute : 809 000 foyers. Fourchette basse :

Sodium Haute Pression (SHP) 61 % 490 440 lampes SHP

Lampes Fluorescentes (« Ballons Fluo ») 18 % 144 720 lampes BF

LED 2 % 16 080 luminaires LED

Halogénures métalliques (IM) 11 % 88 40 lampes IM

Fourchette haute :

Sodium Haute Pression (SHP) 61 % 493 490 lampes SHP

Lampes Fluorescentes (« Ballons Fluo ») 18 % 145 620 lampes BF

LED 2 % 16 180 luminaires LED

Halogénures métalliques (IM) 11 % 88 990 lampes IM

Les lampes « BF » ne sont plus commercialisées depuis avril 2015 (directive 2009/125/CE) alors que le parc estimé

en région PACA représenterait encore en moyenne 145 000 lampes qui à ce jour, hormis les stocks potentiels faits

par les entreprises ou les collectivités, ne pourront plus être remplacées à très court terme. Ce panel de lampes

représente une source potentielle d’économies d’énergie très importante estimées au paragraphe « Perspectives de

rénovation » de la présente étude.


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2. LA POLLUTION LUMINEUSE

Les rénovations à grande échelle des parcs d’éclairage public en PACA auraient un impact fort en faveur de la

réduction des flux perdus vers le ciel ou au-delà des parties destinées à être éclairées.

Pour évaluer les flux potentiellement perdus par les luminaires des parcs d’éclairage public, les seules données

disponibles concernaient les 37 diagnostics réalisés sur les Bouches du Rhône dans le cadre de l’action menée par

le SMED13, pour lesquels une évaluation des flux perdus a été faite en application de la méthode développée par

l’Association Française de l’éclairage.

La nuisance lumineuse est due à un halo lumineux résultant du rayonnement visible et invisible diffusé par les

constituants de l’atmosphère (gaz, molécules, aérosols, particules polluantes) dans les directions d’observation. Il

est provoqué par le rayonnement artificiel des installations d’éclairage, lequel se compose :

• Du rayonnement direct vers le ciel des lampes et des luminaires.

• Du rayonnement dû à la lumière réfléchie par les surfaces éclairées et leurs abords.

L’éclairage artificiel extérieur provoque des effets indésirables lorsqu’il est mal conçu en éclairant plus ou moins ce

qui n’a pas lieu de l’être. L’excès de lumière artificielle nocturne représente un gaspillage d’énergie ainsi que des

risques écologiques et sanitaires.

L’importance du halo lumineux peut être réduite en optimisant les paramètres photométriques du matériel

d’éclairage et en appliquant quelques règles de base :

• Proscrire les diffuseurs de type « boule» (35% de la lumière perdue vers le haut).

• Utiliser des luminaires équipés de verres plats transparents.

• Utiliser des luminaires avec déflecteurs ou des dispositifs de contrôle dirigeant la lumière vers le bas.

• Utiliser systématiquement des optiques dites «asymétriques » pour les éclairages de grands espaces

(parkings, stades, etc.).

• N’utiliser l’éclairage qu’aux heures où il est utile et moduler son niveau en fonction des usages, des lieux

et des besoins.

• Etudier l’intérêt des luminaires à LED au regard de la réduction des flux perdus en complément des études

photométriques et des bilans énergétiques.

2.1. Méthodologie de quantification de la pollution lumineuse

La quantification des nuisances lumineuse de chaque commune a été réalisée à partir du relevé de la situation et des caractéristiques des matériels en place qui contribuent à générer de la nuisance lumineuse pour les raisons suivantes :

• Lanternes 4 faces : Les lanternes sont souvent montées en façade. Les réflexions de la lumière incidente

sur les murs sont renvoyées en partie vers le ciel lorsque la lampe est montée verticalement dans la

lanterne. Le phénomène serait moindre si la lampe était montée horizontalement.

• Luminaires boules : Diffusion du flux lumineux dans toutes les directions.

• Luminaires fonctionnels : L’inclinaison d’une partie des luminaires est la cause de nuisance lumineuse

ainsi que la présence de vasques de protection saillantes (risque de réfraction des rayons incidents vers le

ciel).


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• Projecteurs posés sur le sol : Ils envoient une partie importante du flux lumineux directement vers le ciel

ou par réflexion sur les murs des bâtiments mis en lumière.

• Luminaires « indirects » : la maîtrise des flux ascendants n’est que très rarement assurée, une partie de

cas flux n’interceptant pas le miroir chargé de renvoyer la lumière vers le sol.

Pour quantifier la nuisance lumineuse générée par les luminaires, on a besoin de connaître les paramètres suivants :

• ULOR : Il représente la proportion de flux des lampes de tous les luminaires considérés qui est émise au-

dessus du plan horizontal passant par les luminaires dans leur position d’installation sur le site étudié

(ULOR = Upward Light Output Ratio).

• DLOR : Il représente la proportion de flux des lampes de tous les luminaires considérés qui est émise en

dessous du plan horizontal passant par les luminaires dans leur position d’installation sur le site étudié.

• u : Facteur d’utilisation : Il représente le pourcentage du flux émis par la source lumineuse tombant sur la

partie utile de la zone que l’on souhaite éclairer.

Figure 4 - Source : Association Française de l’éclairage.

Dans le cadre des diagnostics, une base de données de ces paramètres a été constituée en provenance des catalogues des fabricants de luminaires ou estimés à partir des mesures d’éclairement en continu. Ils tiennent compte :

• Du type de luminaire.

• De l’état du luminaire.

• Du flux émis par la source lumineuse.

• Du degré de nuisance lumineuse estimé à partir de l’observation visuelle du luminaire.


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Figure 5 - Source ERIBAT/GENILUM.

La nuisance lumineuse est générée par le matériel d’éclairage mais aussi par la réflexion des surfaces éclairées. Il faut donc estimer la valeur des coefficients des surfaces et des abords des surfaces éclairées. Les coefficients de réflexion ont été pris égaux pour ce qui concerne :

ρ1- surfaces éclairées et ρ2- abords des surfaces éclairées Valeur moyenne retenue : 0,08

2.2. Flux de pollution lumineuse et économies estimés sur les diagnostics des Bouches du Rhône

Le volume global, pour 35 communes pris en référence (sur 37), de flux potentiellement perdus vers le ciel a été évalué à 72 676 000 lumens, ce qui équivaudrait à l’utilisation de 7 270 lampes SHP 100 W directement orientés

vers le ciel et dont le flux serait perdu pour l’éclairage urbain. Traduits en kWh, cette perte de flux représente chaque année environ 2 400 000 kWh soit 2.4 GWh/an, soit

l’équivalent de 280 T de CO2*.

* référence ADEME : 0.119 kg de CO pour 1 kWh « éclairage public »

Rapporté au foyer lumineux (panel de 53 680 foyers), cela représente un ratio de 1 353 lm perdus en moyenne par chacun des foyers lumineux des 35 communes. La détermination du flux potentiellement produit par l’ensemble des 35 parcs d’éclairage public étudiés met en avant un quantitatif de l’ordre de 697 635 000 lumen décomposé suivant le tableau ci-dessous (extrait de l’étude) :


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La part de flux potentiellement perdu de 72 676 000 de lumen représente donc une part équivalent à : 72 676 000 / 697 635 000 = 10.4 % du flux total émis. On considère que 10 % de ces flux perdus sont issus de la réflexion des matériaux éclairés (chaussée, murs de façades…) et restent donc difficilement maîtrisables. Mais la part liée au luminaire (optique, orientation, photométrie…) représente 90 % des émissions de flux perdus. Il existe toutefois aujourd’hui une certaine « tolérance » en termes de flux ascendants des luminaires en application de la fiche CEE RES-EC-104 qui permet l’installation de luminaires présentant un ULOR :

• De moins de 3% pour les luminaires dits fonctionnels.

• De moins de 15 % pour les modèles dits « déco urbains ».

Ainsi, on peut considérer qu’il apparaît difficile d’éviter les pertes de flux en deçà de 15 % en moyenne en additionnant les réflexions des revêtements et les flux directs émis par les luminaires en application des « tolérances » sur le critère ULOR des luminaires.


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3. LES PERSPECTIVES DE RENOVATION ET ECONOMIES D’ENERGIE POTENTIELLES

3.1. Les interventions types en matière de rénovation

Sur l’ensemble des parcs d’éclairage public du territoire national, les rénovations engagées ou à prévoir

concernent un certain nombre d’interventions types reproductibles sur l’ensemble des collectivités en fonction de

l’état du parc de ces dernières et des rénovations plus ou moins engagées.

Ces rénovations, au-delà des aspects technologiques qui permettent de retenir tel dispositif ou équipement,

peuvent être listées ainsi :

• Sécurité électrique : mises aux normes électriques des installations (armoires de commande, points

lumineux, réseau d’alimentation).

• Maîtrise des durées de fonctionnement : remplacement des dispositifs d’allumage/extinction existants

par des horloges astronomiques (fiche CEE RES-EC-107).

• Remplacement des lampes dont l’efficience n’est pas conforme au seuil fixé par les Directives

européennes :

o Remplacement des lampes « Ballon Fluo » par des lampes plus efficaces. Cette opération

nécessite le remplacement coordonné du luminaire (fiche CEE RES-EC-104).

o Remplacement de certaines lampes SHP ou Halogénures métalliques d’ancienne génération.

• Rénovation des luminaires d’ancienne génération peu efficients au profit de luminaires performants

nécessitant moins de puissance installée pour un service nocturne efficace et réduisant fortement les flux

perdus vers le ciel. Ces nouveaux luminaires sont de plus en plus équipés de LED (fiche CEE RES-EC-104).

• Réduction des puissances installées pour des luminaires repérés comme sur-éclairant au regard des

besoins identifiés par la collectivité. Cette opération ne nécessite pas systématiquement le changement

de luminaires.

A ces rénovations types, peuvent s’ajouter des investissements complémentaires destinés à optimiser la gestion et

le fonctionnement des installations d’éclairage extérieur. Ainsi, se démultiplient aujourd’hui l’installation de

dispositifs intégrés aux appareillages des lampes permettant de moduler de façon automatisée les éclairements

sur une ou plusieurs plages horaires (bi-puissance ou gradation sur ballasts électroniques).

Les dispositifs utilisant soit la détection de présence, soit l’alimentation par panneaux solaires ou éolienne intégrée

sont encore à ce jour installés à titre expérimental ou très ponctuellement par les collectivités ou en réponse à des

contraintes spécifiques.

Pour la présente étude, l’objectif est d’évaluer le volume y compris financier que peuvent représenter ces

rénovations à l’échelle régionale et d’en identifier, par transposition, le potentiel d’économies d’énergie réalisable

à court et moyen terme.

Les enquêtes nationales sur lesquelles nous nous sommes appuyés pour évaluer les indicateurs mentionnés au

chapitre précédent, ne détaillent pas les programmes de rénovation et ne présentent pas de données descriptives

majeures de l’état des parcs d’éclairage public.


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Description des 6 rénovations types à engager prioritairement :

Ces priorités, en réponse aux objectifs du cahier des charges « Diagnostic de l’éclairage public » édité par l’ADEME (2013) :

• Objectifs énergétiques (Facteur 2 ou plus, niveau de consommation par habitant et par km de voirie éclairée).

• Objectifs qualitatifs (mise aux recommandations/normes des voiries principales, suppression des lampes les moins efficaces, etc.).

• Objectifs environnementaux. Sont les suivantes :

Degré 1: Investissements indispensables liés à la mise en conformité et à la sécurité des personnes

1. mise en conformité et sécurisation électrique des supports et armoires de commande

Degré 2 : Investissements liés à des économies énergétiques

2. mise en place d’horloges astronomiques

3. remplacement des luminaires équipés de lampes Vapeur de Mercure

4. rénovation des luminaires en état mauvais/moyen

5. remplacement des sources et appareillages en sur-éclairement

Degré 3 : Investissements conduisant à des améliorations qualitatives

6. rénovation des luminaires en bon état mais de faible efficience

3.2. Application des interventions types de rénovation aux territoires étudiés

Évaluation des rénovations à engager par les communes concernées par les 35 diagnostics des Bouches du Rhône


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Nous avons donc exploité les données disponibles dans la base regroupant les schémas directeurs de rénovation

de 35 communes diagnostiquées (sur 37) sous le pilotage du SMED13. Cette base représente un volume de 53 680

points lumineux et de 1 677 armoires de commande.

• Concernant les mises aux normes des armoires de commande (priorité 1) : le pourcentage d’armoires à

moderniser (92.7 %) apparaît important du fait d’évolutions normatives fréquentes et parfois

d’interventions minimes à réaliser sur les armoires de commande. Cela peut concerner simplement l’ajout

d’un différentiel ou le changement de petits équipements comme la mise à niveau des protections des

départs électriques, souvent surdimensionnés. Cela peut concerner également des interventions plus

conséquentes pour supprimer tout risque de contacts directs ou indirects. Les remplacements complets

d’armoires, plus onéreux, restent toutefois des opérations minoritaires.

• Concernant le remplacement des dispositifs d’allumage/extinction (priorité 2) par des horloges

astronomiques : généralisation de l’installation de cette technologie recommandée par l’ADEME (fiche CEE

RES EC – 07). Les analyses ont permis d’identifier un potentiel restant de dispositif d’allumage/extinction à

remplacer de l’ordre de 37.5 % sur un volume de 1 669 armoires (9 armoires n’ont pas pu faire l’objet

d’inspection technique lors des diagnostics). Ces dispositifs obsolètes sont principalement les cellules type «

Lumandar » pour près de 25 % des armoires existantes.

• Concernant le panel de lampes « Ballon Fluo » (priorité 3) : le recensement issu des données et commenté

précédemment identifie un pourcentage encore très élevé de lampes VM de l’ordre de 29 %. Ce

pourcentage est réduit à 18 % à l’échelle de la grande région Méditerranée (source enquête ADEME 2012).

• Concernant le remplacement des luminaires très anciens et vétustes (priorité 4) : les schémas de rénovation

réalisés sur les 35 communes des Bouches du Rhône diagnostiquées ont identifié un volume global de

luminaires obsolètes (ex : sans vasque de protection, modèle de style avec lampe verticale, modèle sans

réflecteur, luminaires « boule », etc.) qui sont destinés à être remplacés en totalité de manière à renforcer

leur efficience (réduire la puissance installée pour un meilleur service) et réduire fortement la pollution

lumineuse.

• Concernant les luminaires en sur-éclairement (priorité 5): de l’évaluation comparative entre les objectifs

fixés par les communes en terme de niveaux d’éclairement et les niveaux effectivement mesurés, il ressort

un volume important de luminaires équipés de lampes trop puissantes au regard de l’objectif assigné. Cette

opération nécessite le plus souvent le changement de source et d’appareillages électriques (ou

électroniques) sans remplacement du luminaire.


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RÉNOVATION TYPE Panel 35 communes

des Bouches du Rhône

Ratio par rapport au parc concerné (53 680 foyers)

(1 669 armoires)

Coût total en € TTC

Economies d’énergie

potentielle en

kWh

Degré 1

P1 : Mise aux normes électriques

Interventions sur 1 548 armoires

92.7 % 700 k€ 0 kWh

Degré 2

P2 : Maîtrise des durées d’allumage (horloges astronomiques)

633 horloges astronomiques à

installer 37.9 % 230 k€ 590 000 kWh

P3 : Remplacement des lampes BF avec changement de luminaires

15 392 sources VM 28.7 % 10 000 k€ 6 350 000 kWh

P4 : Remplacement des luminaires d’ancienne génération et vétustes

6 756 luminaires 12.6 % 6 000 k€ 1 800 000 kWh

P5 : Ajustement des puissances installées dans le cas de sur-éclairement

9 137 luminaires 17 % 1 500 k€ 3 750 000 kWh

Degré 3

P6 : Rénovation des luminaires en bon état mais peu efficients

2 695 luminaires 5 % 1 800 k€ 590 000 kWh

TOTAL 20 230 k€ 13 080 000 kWh

Coût par habitant 67 €

Rapporté au nombre d’habitants de la région (environ 5 millions), l’investissement nécessaire serait donc, pour la rénovation des parcs d’éclairage de la région PACA suivant les priorités décrites ci-dessus, de l’ordre de 56,80 € HT/habitant à 76,40 € HT/habitant.

Dénomination du prix de rénovation

Décomposition des prix de rénovation Prix TTC retenu

Mise aux normes électriques des armoires de commande éclairage

public (P1)

Forfait moyen intégrant le remplacement de petits équipements d’armoires électriques (< 300 € y compris la main d’œuvre pour 95 % des opérations) jusqu’au remplacement complet de l’armoire (de l’ordre 3 500 € pour 5% des opérations).

500 €

Remplacement des interrupteurs crépusculaires par des horloges

astronomiques (P2)

Forfait moyen de remplacement du « Lumandar » ancien par une horloge disposant de fonctionnalités temporisation, y compris la main d’œuvre.

450 €

Remplacement des lampes Ballons Fluo avec changement de

luminaires (P3)

Enlèvement des luminaires existants y compris la main d’œuvre et la nacelle. Mise en place d’un nouveau luminaire tout équipé avec recablage interne du mât.

700 €

Remplacement des luminaires d’ancienne génération et vétustes

(P4) (idem P6)

Enlèvement des luminaires existants y compris la main d’œuvre et la nacelle. Mise en place d’un nouveau luminaire tout équipé (y compris luminaire LED) avec recablage interne du mât.

1 000 €

Ajustement des puissances installées dans le cas de sur-

éclairement (P5)

Remplacement dans un luminaire existant conservé de la lampe du même type mais de puissance inférieure avec remplacement des appareillages connexes, y compris la main d’œuvre et la nacelle pour accéder au luminaire.

200 €


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Ces estimations, centrées majoritairement sur les travaux prioritaires de sécurisation électrique et d’efficience

énergétique ne comprennent pas les travaux connexes qui peuvent s’avérer nécessaires sur les installations

d’éclairage public telles que :

• Le remplacement des supports qui seraient non conformes mécaniquement ou dégradés ainsi que des massifs le cas échéant.

• Le remplacement des réseaux d’alimentation aériens (dont réseaux avec neutre commun) ou souterrains dont le volume n’est pas évaluable à l’échelle de l’étude.

• La modification de l’installation d’éclairage pour renforcer les performances photométriques et notamment l’uniformité générale.

• La réorganisation du réseau pour supprimer le cas échéant des armoires de comptage surabondantes.

3.3. Projections en termes d’économies d’énergie des rénovations du parc régional d’éclairage public

La majorité des interventions types de rénovation décrites au chapitre précédent génère un potentiel d’économies d’énergie plus ou moins important en fonction de paramètres divers :

• La situation existante et les configurations d’éclairage des communes (part des lampes VM restantes, puissances installées, proportion de « boules », etc.).

• Des choix stratégiques de la commune en matière d’objectifs photométriques (ex : niveaux d’éclairement requis au schéma directeur d’éclairage).

• Des choix technologiques réalisés dans la perspective des rénovations. Il apparaît évident que les augmentations de puissance sur certains foyers par rapport à la situation existante ne sauraient relever que de cas très exceptionnels, l’essentiel de l’amélioration de la performance se faisant grâce au renforcement de l’efficience des nouveaux équipements. Ainsi, avec des baisses de puissances parfois conséquentes, associées à des rendements renforcés des luminaires et des installations, une meilleure maîtrise des distributions des flux lumineux dont la conséquence directe est une forte réduction des flux perdus vers le ciel et aux alentours de l’espace éclairé, l’atteinte des objectifs raisonnés des collectivités pourra être assurée sans soucis. A ces baisses de puissance, seront en plus associées :

• Une réduction des flux réfléchis par les revêtements au sol.

• Une réduction des tarifications d’abonnement (calées sur la puissance souscrite).

• Une réduction conséquente des consommations énergétiques du poste éclairage public. Cependant, toutes les opérations ne sont pas équivalentes en termes de retour en potentiel d’économies d’énergie. Pour chacune des opérations types de rénovation, un ratio de retour en terme d’économies d’énergie par € investi a été évalué sur un panel important de rénovations à engager (35 communes diagnostiqués sous pilotage SMED13). Une extension de ce panel de référence à d’autres territoires et d’autres contextes permettrait de consolider ces ratios pour garantir une meilleure projection à l’échelle de la région.

Le potentiel global d’économies d’énergie au regard des investissements à réaliser est évalué entre 180 GWh (fourchette basse d’investissement) et 231 GWh (fourchette haute d’investissement) pour l’ensemble des parcs d’éclairage public de la région PACA. Rapporté à la consommation théorique globale de l’éclairage des communes, soit 412 GWh à l’échelle régionale, le pourcentage d’économies d’énergie électrique serait situé entre 43.7% et 56.1%.

Les ratios liés aux projections de rénovations et des consommations d’énergie appliqués dans le cadre de la

présente étude sont issus d’évaluations sur un panel relativement réduit à l’échelle régionale et nécessiteraient une

globalisation à partir d’échantillons plus représentatifs des contextes locaux ainsi que de retours d’investissements

réalisés ces dernières années.


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3.4. Les six indicateurs de suivi pour l’ORECA

• Nombre de communes engagées dans la rénovation de leur éclairage extérieur (sur 963 communes) et

suivi des investissements réalisés.

• Gain financier (en € et %) sur la facture électrique des communes (différentiel d'une année sur l'autre)

• Gains projetés de consommation d’électricité annuelle (en kWh) et de puissance installée (en kW)

(travaux en cours, fin prévue en 2020), par rapport à la consommation moyenne annuelle de l’éclairage

public en région PACA (412 GWh/an).

• Gains réalisés de consommation d’électricité annuelle (en kWh) et de puissance installée (en kW) (fin des

travaux en 2015).

• Nombre de lampes à vapeur de mercure (« ballons fluorescents ») supprimées, interdites à la vente

depuis 2015 (directive 2009/125/CE). Gisement estimé de 145 000 lampes en PACA restantes. Perspective

d’économies de 78 GWh et de 125 M€.

• Pollution lumineuse : suivi de la diminution du flux de pollution lumineuse (moyenne par foyer et au

total, en lumen) et économies générées (en GWh) correspondants par la connaissance des matériels

neufs de remplacement.

3.5. Les aides financières

Voici plusieurs orientations et organismes à contacter pour favoriser la prise en compte de la transition écologique

et énergétique par les collectivités dans le cadre de démarches intégrées :

� Le prêt croissance verte (PCV) de la Caisse des Dépôts permet de financer les investissements du secteur

public local dans le domaine de la transition écologique : rénovation énergétique et construction de bâtiments à

énergie positive, transports propres, production d’énergies renouvelables.

• Cible : financement des initiatives et projets de long terme des collectivités locales et de leurs opérateurs contribuant à la transition énergétique.

• Modalités : enveloppe de 5 Milliard d’euros ouverte jusqu’en 2017, taux des prêts à Livret A + 0,75 % sur une durée de 20 à 40 ans (soit un taux de 1,75% en novembre 2014).

Les autres outils de financement de la Caisse des dépôts dédiés à l’efficacité énergétique sont :

• Exterimmo, pour la gestion du patrimoine public ;

• l’Eco-prêt logement social ;

• les Contrats de Partenariat en Performance Energétique (CPPE) ;

• l’ingénierie et financement de projets au service des stratégies de transition énergétique : CDC Climat. La Caisse des Dépôts en Provence-Alpes-Côte d’Azur :

www.valoffre.caissedesdepots.fr/spip.php?rubrique140

[email protected]

Tél. : 04 91 39 59 00

� Le FEDER soutient le cas de surcoût par rapport à des technologies de référence pour améliorer l'efficacité

énergétique de l'éclairage public, en lien à un projet de système énergétique intelligent.

(Programme Opérationnel du FEDER-FSE 2014-2020, page 116, sur : europe.regionpaca.fr/que-fait-leurope-dans-

ma-region/fonds-europeens-structurels-et-dinvestissement-2014-2020/feder/)


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� Les actions prioritaires visées par les territoires à énergie positive pour la croissance verte (TEPCV) spécifient

l'amélioration de l’éclairage public. Elle devra permettre "la division par trois des consommations, et une forte

diminution des nuisances lumineuses nocturnes pour le confort des habitants et la préservation de la biodiversité".

Les informations sont à retrouver sur :

www.developpement-durable.gouv.fr/Les-actions-prioritaires-des,42335.html

Et sur le site de la DREAL PACA www.paca.developpement-durable.gouv.fr/climat-air-energie-r108.html

� Le dispositif des certificats d’économie d’énergie (CEE) oriente le maître d’ouvrage vers des technologies reconnues performantes par l’Etat, et permet, par la valorisation financière des "kWh cumac" obtenus, de limiter le surcoût lié à la performance énergétique (en complément des économies à attendre sur la facture.) Des informations complètes sur le dispositif sont disponibles sur les différents sites ci-dessous :

• www.developpement-durable.gouv.fr/-Certificats-d-economies-d-energie,188-.html

• www.paca.developpement-durable.gouv.fr/les-certificats-d-economies-d-a372.html

• www.atee.fr/c2e

• www.ademe.fr/certificats-deconomie-denergie-dispositif-2015-2017-collectivites (Nouveau guide ADEME à destination des collectivités - mai 2015)

Les actions d’économie d’énergie valorisables par le dispositif des CEE sont listées dans le tableau ci-dessous, et ont été actualisées pour la nouvelle période 2015-2017 (3

ème période) :

Intitulé de la fiche Eclairage (5 fiches) N° de référence Premiers calculs de la prime CEE

Système de régulation de tension en éclairage extérieur (régulateurs de tension, ballasts électroniques, variateurs de puissance, sur source lumineuse à décharge. condensateurs de compensation non éligibles)

RES-EC-101

2 kWh cumac x P en W installée de l'éclairage régulé (somme des

puissances nominales des lampes et des auxiliaires associés)

Système de maîtrise de la puissance réactive en éclairage extérieur Idem

RES-EC-102 1,6 kWh cumac x P en W installée de

l'éclairage régulé

Système de variation de puissance en éclairage extérieur ballasts électroniques permettant une gradation ou les systèmes qui assurent cette fonction. Les technologies utilisées pourront être des systèmes centralisés (variateur sur le départ au niveau de l’armoire d’alimentation) ou décentralisés (variateur lampe par lampe).

RES-EC-103 8 kWh cumac x P en W installée de

l'éclairage régulé

Rénovation d’éclairage extérieur RES-EC-104

9,3 MWh cumac par luminaire installé x 3 €/MWh = 27,9 €/

luminaire installé x Nb luminaire

Horloge astronomique pour l’éclairage extérieur

RES-EC-107 17,5 MWh cumac par horloge

installée x 3 €/MWh = 52,5 € / horloge x Nb horloge

(Les illuminations de mise en valeur de site et les terrains de sport ne sont pas concernées)

L'ADEME met à disposition un calculateur dédié à l'estimation des CEE valorisables dans le cadre de projets d'efficacité énergétique. Il pourra être mobilisé en amont de la mise en oeuvre d'un projet, par le maître d'ouvrage lui-même ou ses partenaires, qu'il soit particulier, entreprise ou collectivité : www.calculateur-cee.ademe.fr.


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Prix du marché moyen du CEE : 2,25€/MWh cumac en décembre 2015. Le prix moyen mensuel du kWh cumac échangé sur le registre Emmy est consultable sur le site : www.emmy.fr, rubrique cotation. La procédure de demande de CEE a été simplifiée : il s'agit à présent de transmettre au Pôle National CEE un tableau récapitulatif des opérations d'économies réalisées, après réalisation de l'investissement. Les factures et justificatifs de réalisation de l'opération doivent être tenus à la disposition du PNCEE pour tout contrôle par sondage (et non plus être transmis).

Pour faciliter la valorisation des CEE, l’Agence Locale de l’Energie et du Climat joue le rôle de gestionnaire de mutualisation. Elle propose ainsi aux communes adhérentes de traiter les dossiers de valorisation avec un tarif

négocié et garanti.

� L'étude réalisée par l’Association nationale pour la protection du ciel et de l’environnement nocturnes (ANPCEN), en partenariat avec la mission économie de la biodiversité de la Caisse des Dépôts, fait le point de manière très complète sur les contrats et aides mobilisables :

• Marchés publics (travaux, fourniture, services et marchés globaux de performance, CPE).

• Partenariats publics privés : contrat de partenariat, délégation de services publics, baux emphytéotiques administratifs, etc.

• Contrats de performance énergétique (qui peuvent concerner tant les marchés publics que privés) ;

• Tiers investissement.

• Aides mobilisables par les syndicats d'électrification, l'ADEME et les CEE. Document ressource complet à télécharger sur www.anpcen.fr/docs/20150705154513_gnxyp6_doc167.pdf


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4. RECOMMANDATIONS POUR LES PORTEURS DE PROJETS PUBLICS

4.1. Ressources

� Charte "Consommer juste pour un éclairage public durable" et guide technique du SMED 13 www.smed13.fr/index.php?option=com_phocadownload&view=category&id=181:charte-eclairage-public&Itemid=31 � Charte du Parc du Luberon www.parcduluberon.fr/Le-parc-naturel-regional/Le-projet � La brochure "Eclairer juste" réalisée avec l'ADEME et le Syndicat de l'éclairage http://afe-eclairage.com.fr/docs/2014/12/18/12-18-14-3-30-eclairer_juste.pdf � Brochures de l'Association Française de l'Eclairage (AFE) "Eclairage public : à quoi le Maire est-il tenu ? Quels sont les risques encourus? " "Eclairage public : normes et règlements" "Normes et règlements d'installations d'éclairage public" afe-eclairage.com.fr/normes-et-reglementations/normes-et-reglementations-35.html � L’Association nationale pour la protection du ciel et de l’environnement nocturnes (ANPCEN) En partenariat avec la mission économie de la biodiversité de la Caisse des Dépôts, l'ANPCEN a réalisé une étude autour des enjeux et des connaissances de l’impact de l’éclairage extérieur sur la biodiversité. Elle propose des recommandations et des réflexions visant à encourager la prise en compte intégrée des externalités de l’éclairage, et fait le point sur les contrats et aides mobilisables : www.anpcen.fr/docs/20150705154513_gnxyp6_doc167.pdf � Le guide Biodiversité et bâti, réalisé par le Conseil en Architecture Urbanisme et Environnement (CAUE) de l'Isère et la Ligue française pour la Protection des Oiseaux (LPO), ce guide propose à la fiche 15 "Eclairage des bâtiments et biodiversité" (4 pages) des recommandations synthétiques, comme l'illustre la figure suivante. www.biodiversiteetbati.fr


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Figure 6 - Points de vigilance pour l'éclairage du bâti en lien avec la biodiversité / Source : LPO/CAUE.


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� Le Cluster Lumière est le réseau de compétences de la filière éclairage. Il rassemble les entreprises et organismes qui interviennent pour développer ensemble des opportunités d’affaires et de croissance à travers des solutions d’éclairage innovantes : www.clusterlumiere.com

� OPEPA : l'outil de pré-diagnostic de l’éclairage public sur opepa.ademe.fr L’ADEME propose un outil de pré-diagnostic en éclairage public (OPEPA) sous forme d’une application Internet. OPEPA permet aux collectivités locales d’identifier des solutions performantes de rénovation de leur installation avec les estimations d’économies financières et énergétiques associées. L’objectif est de mettre à disposition des communes ou du gestionnaire en éclairage public un outil d’aide à la décision de premier niveau, qui permette d’estimer les économies réalisables lors d’une rénovation du parc utilisant les solutions usuelles. Cet outil est accessible à un technicien de la collectivité, sans que celui-ci soit nécessairement spécialisé en éclairage public.

� Le diagnostic de l'ADEME L’ADEME fournit aux collectivités un cahier des charges de diagnostic pour leur patrimoine d’éclairage public. Cet outil d’aide à la décision, très complet, est utilisé notamment par les directions régionales de l’ADEME pour calculer les aides qu’elles peuvent accorder aux opérations dans les collectivités. Ce cahier des charges vise à aider les collectivités locales à définir une prestation de diagnostic de leurs installations. Cahier des charges de diagnostic disponible sur www.ademe.fr/sites/default/files/assets/documents/cdc_ademe_diagnostic_eclairage_public.pdf

Egalement, le portail des aides à la décision Energie-Environnement de l'ADEME www.diagademe.fr/diagademe/

4.2. Parcours de rénovation durable

« La véritable nuisance réside dans un éclairage public mal conçu, non adapté ou inutile »

D’où la nécessité d'intégrer une méthodologie en amont de tout projet.

1. Connaître : inventaire complet des installations d'éclairage public (points lumineux, armoires de commande, réseaux d'alimentation).

2. Planifier : schéma directeur des éclairements (SDE), hiérarchisation de voierie et des éclairements (objectifs, exigences et efficience des équipements).

3. Evaluer les performances : diagnostics, caractéristiques du parc d'éclairage, indicateurs de performance. 4. Programmer : schéma de rénovation des installations, contractualisation de la situation de référence,

quantification de la rénovation à engager, identification du pourcentage d'économie potentielle, choix technologiques adaptés.

5. Rénover : marché à performance énergétique contractualisant les engagements en économies d'énergie et de performance, mise en œuvre des technologies efficientes, qualité des niveaux de service.

6. Evaluer : suivi régulier des indicateurs de référence, bilan annuel complet (d'exploitation).

Pour faciliter la mise en œuvre d’un projet de rénovation de l’éclairage public, l’Agence Locale de l’Energie et du Climat accompagne les communes dans la rédaction de leurs cahiers des charges.


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CONCLUSION

En conclusion, si les indicateurs et ratios calculés et utilisés pour l’ensemble des projections sont issus de panels très réduits ou insuffisamment représentatifs des différents contextes régionaux, ils permettent de cerner l’importance des enjeux liés à la rénovation des parcs d’éclairage publics de l’ensemble des collectivités de la région PACA. Les grands indicateurs suivants illustrent ces enjeux régionaux :

� Part de la consommation électrique des communes de la grande région Méditerranée : LR, PACA, Corse : 43 % (42 % à l’échelle nationale).

� Le coût moyen de l’éclairage public se situe en France autour de 9,3 € par habitant/an.

� La part des lampes à vapeur de mercure (ballons fluo), dont la commercialisation a pris fin début 2015, reste forte au regard des autres régions : 18 % en Méditerranée (13 % moyenne nationale). Le ratio local PACA reste difficile à préciser, notamment si on se réfère à l’indicateur plus élevé issu des diagnostics « SMED13 » (28 %) amis également si l’on tient compte des rénovations engagées par les communes depuis la fin des diagnostics.

� La durée d’allumage moyenne en France métropolitaine se situe autour de 3 300 heures sachant qu’elle intègre des territoires où la pratique de l’extinction nocturne est très courante. Cela reste une pratique très exceptionnelle en région PACA, ce qui tendrait à relever ce nombre d’heures annuelles de fonctionnement à la hausse. Les perspectives :

� En terme d’investissements, liés à la sécurité électrique et autorisant des économies d’énergie par renforcement de l’efficience des équipements (luminaires, horloges, etc.), les projections font état d’un montant global à l’échelle de la région PACA situé entre 284 M€ et 382 M€, soit un ratio situé entre 56.80 €/habitant et 76.40 €/habitant en région PACA.

� Le potentiel d’économies d’énergie de l’extinction nocturne est de 50%.

� En terme de réduction des impacts environnementaux, le changement massif de luminaires en remplacement de ceux existants obsolètes, peu efficients et diffusant un fort pourcentage de flux perdus, pourrait permettre la suppression de près de 85 % de ces flux perdus.

5 rue Halle Puget – 13001 Marseille

Tél : 04 91 37 21 53

[email protected]

www.alecmm.fr

Documents

ÉCLAIRAGE PUBLIC : ENJEUX ET SOLUTIONS · Eclairage public : Enjeux et solutions Mars 2016 Page 9sur 28 1.4. Les données locales Les données et indicateurs ayant pu être transmis