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durabledurable

Intervention de Bernard DuvalIntervention de Bernard Duval

Les nuisances dues Les nuisances dues àà la lumila lumièèrere

19 juin 2008

Efficacité énergétique et nuisances dues à la lumière

« la pollution lumineuse »

NUISANCES DUES A LA LUMIERE

PollutionPhénomène unanimement reconnu (eau – air)

Touche tous les usagers

• Nuisances lumineuses• Multiples et variées• Ne touchent à chaque fois qu’une partie très faible d’usagers

SELECTION DES NUISANCES

ATMOSPHERIQUES TERRESTRES

PHYSIQUES PSYCHOLOGIQUES

Halo lumineux

Éblouissements ponctuels

Astronomes amateurs

Observations qualitatives du ciel

ÉblouissementsDébordementsSur/Sous éclairage

Êtres vivantsHumains – Animaux – Végétaux

Ambiances négativesInsécurités subjectives

Les résidentsLes usagers

Nuisances lumineusesPOURQUOI UN GUIDE ?

Aucun autre document en France sur le sujet

Il circule beaucoup trop d’affirmations non démontrées – d’erreurs – de Fausses solutions – d’outrances

Communiquer sur une méthode de calcul inédite du Flux maximum potentiellement perdu dirigé vers le ciel.

Dénoncer les principes de sélection utilisés jusqu’à présent

Nuisances lumineusesPOURQUOI UN GUIDE ?

recueillir les points de vues des :

- Éclairagistes- Usagers- Astronomes- Concepteurs lumière

Laboratoire physiologie cellulaire des plantes- Écologues :

Muséum d’histoire naturelle - biodiversité

- Ingénieurs territoriaux de France

- Enseignistes

Point de vue des éclairagistes

Les nuisances sont principalement en milieu urbanisé

En urbain le flux lumineux émis en dehors des voies n’est pas forcément inutile ou gaspillé

est le révélateur de la pollution atmosphérique• Le halo lumineux

n’est pas le seul fait de gaspillage ou d’erreurs techniques

Méthode de calcul duFlux Maximum potentiellement perdu

Les nuisances lumineusesÉvaluation des publications existantes

Publication CIE n°126 (1997) – guide pour réduire le halo lumineux

Publication CIE n°150 (2003) – guide pour limiter les nuisances lumineuses

Normes et règlementsItalieEspagneTchéquieSuisse

ULORULR =

ULOR + DLOR

Calcul du flux maximum potentiellement perdu UPF

UPF = Fla [ ULOR + ρ1u + ρ2(DLOR – u)]

Expressions de U.P.F.

UPF = Fla [ ULOR + ρ1u + ρ2(DLOR – u)]

ULOR DLORUPF = E.S. + ρ1 + ρ2 ( - 1)

u u

Éclairement(lux)

Surface(m2)

Facteurs deréflexions

% flux directhaut

% flux directbas

Facteur d’utilisation

Choix du maître d’ouvrage Choix de l’éclairagiste

Sur les 6 paramètres qui caractérisent le flux perdu, 3 relèvent du choix du maître d’ouvrageEt 3 relèvent des choix de l’éclairagiste

Applications

1. Éclairage fonctionnel

2. Éclairage sportif

3. Éclairage d’ambiance

Entre 4 solutions satisfaisantes

-Éclairement-Luminance- Uniformités-Éblouissements

1

2

4

3

Choix

Halo Lumineuxminimum

Entre 3 solutions satisfaisantes

-Éclairements-Qualitéd’ambiances recherchées

1

2

3

Choix

Halo Lumineuxminimum

4 UPF

HorizVertic

3 UPF

Efficacité énergétiqueSimilitude d’objectifs

Minimum de halo lumineux

Flux maximum potentiellement perdu UPF

Efficacité énergétique

ULOR DLORUPF = E.S. + ρ1 + ρ2 ( - 1)

u u

UPF est minimum lorsque :

E (éclairement à la mise en service)est minimum, c’est-à-dire « M » maximum

u (facteur d’utilisation) est maximum

Watts / lux / m2

1W =

u.M.Fe

W est minimum lorsque :

u max

M max

Fe max

Développement Durable

Point de vue des usagersSYNTHESE

indispensablesLes installations existantes sont jugées

appréciées

Design éclairage et design du bâti

Niveau de lumière souhaitée proportionnelle au degré d’insécurité

Les teintes chaudes sont préférées

Importance des autres éclairages privés

éblouissements•Suppression uniformité exigée

zones d’ombre

Point de vue des astronomes

Perturbations sur les observations optiques (halo lumineux)

Luminance de voile par la perception des lumière directes

Des solutions sont proposées par le guide :

- Zones d’observation protégées

- Optimisation du halo lumineux

Importance de la maintenance (énergie)

Importance de la réduction des nuisances (qualité de vie)

Le point de vue des ingénieurs A.I.T.F.

La lumière s’impose à toutes les réussites urbaines

Choix des objectifs prioritaires

Optimisation de la solution adoptée

Orchestration de toutes les contraintes

Le point de vue des écologues

Monde végétal

Rôle essentiel• Lumière

Commande les rythmes circadiens

Source d’énergie

Sources d’information

Longueurs d’ondes ?• Quelles lumières ? Intensités ?

Durées d’exposition ?

Dommages difficiles à évaluer en milieu naturel. Les effets restent inconnus et peu étudiables

JP Bouly, laboratoire de physiologie cellulaire et moléculaire, Université P.M. Curie

Les points de vue des écologues

Monde animal :Dr Marc Théry, Muséum national d’histoire naturelle, écologie - biodiversité

positifsConstat : effets résultats scientifiques expérimentés

négatifs

Orientation positives – Barrières volontairesConséquences

Désorientation négatives (tortues marines, pétrel, …)

ProiesConséquences réelles mal connues sur les écosystèmes

Prédateurs

« La qualité de la nuit appartient à la qualité de la vie »Les lumières sans intérêt sont à proscrire

Lumière – mélatonine - dérégulation

Quid des contrastes (peinture) pour les malvoyants ?

Point de vue des concepteurs lumière et de l’AFE

« Éclairer juste » - détermination des facteurs de réflexion

La maintenance est fondamentale

Éclairages privés – législation communale ?

LE GUIDE C’EST :

Une méthode de calcul pour estimer le flux alimentant le halo lumineux.

l’optimisation des solution d’éclairage.

Proposer des solutions pour satisfaire aux exigences :

- des astronomes- des écologues- des responsables des collectivités- des critères de Développement Durable (environnement, énergie,

égalité sociale)- des usagers en général

Développement durable

ECLAIRER JUSTE

et Éclairage public

1. Qualité de vie Sécurités des usagersMise en valeur du patrimoine

2. Protection de Efficacité énergétiquel’environnement Réduction des nuisances dues

à la lumière

3. Développement Favoriser par la lumièreÉconomique - secteurs des commerces

- évènements urbains- tourisme- sports- artistiques

4. Parité et égalité Réhabilitation des quartierssociale Continuité des liaisons inter

quartiersSuppression des zones de « non droit »

Efficacité énergétique et éclairage public

• Production française électricité : 550 TWh (1012 W)

• Consommation éclairage public (2005) : 5,5 TWh

1 %

MAIS 48 % des consommations communales

Soit des consommations nationales

Efficacité énergétique en éclairage public

Rendement photométrique : facteur d’utilisation « u »

flux reçu sur surface à éclairer E (lux) x S (m2)

u = u = 1flux émis lampes M x Fla x N

M = facteur de maintenance ( < 1)

Watts / lux / m2 et Watts / cdm-2 / m2

Efficacité énergétique des lampes + auxiliaires (lm.W-1)

lumens lampe (Fla) x Nfe = 2

Watts lampes et aux (W) x N

(N : nombre de lampes)

Efficacité énergétique en éclairage public

E x SW =

u x M x fe

Watts par lux par m2

de surface à éclairer

Facteur d’utilisation

Facteur de maintenance

Efficacité (lmW-1) lampe + Aux.

Watts totauxconsommés

1W =

u x M x fe

E x SW =

u x M x fe

Optimisation du niveau lumineux (E)

Norme européenne NF EN 13201

• Applicable en France depuis janvier 2005

• Classification des voies

• Valeurs minimales à maintenir

LuminanceÉclairementUniformitéÉblouissementAbords

1W =

u x M x fe

Optimisation du facteur d’utilisation « u »

objectifs à atteindre

– Que veut-on éclairer ?– Que veut-on privilégier par l’éclairage ?

- sécurité- ambiance- mise en valeur- énergie- coût

– Que veut-on laisser se révéler seul ?

Luminaires performants (optiques)Lampes tubulaires claires (SHP – iodures métalliques)

Performances photométriques

Ballons fluoMercure

Diffuseurs360 °

Cylindro-paraboliques

u 0,3 0,10 0,2 à 0,3

Écarts extrêmes 1 à 5 en W / lux / m2

Éclairagefonctionnel

ÉclairageD’ambiance

Éclairageprojecteurs

u max 0,4 à 0,5 0,15 à 0,25 0,3 à 0,4

choix

Dépréciations (f(t))

Pollution (forte – moyenne – faible)

1W =

u x M x fe

Optimisation du facteur de maintenance M1. Degré d’étanchéité du bloc optique IP xx2. Matériaux employés3. Type de lampe, flux résiduel, durée de vie4. Fréquence et qualité d’entretien

Écarts extrêmes 1 à 2 en W / lux / m2

1W =

u x M x feOptimisation de l’efficacité lampes (fe) (lampe + auxiliaire)

80 wVapeur de mercure 125 w

(ballon) 250 w

70 wVapeur de sodium 100 w(H. Pression tubulaire) 150 w

250 w

35 w60 w

Iodures métalliques 70 w140 w150 w

lmW-1

40,349,352,7

8289,5101114

78,5101 *79109845 ** Électronique

49

95

80* 101

Moyenne

Écarts extrêmes 1 à 2 en W / lux / m2

Optimisation énergétique en EP1

W =u x M x fe

u M fe

1 ≤ u ≤ 5 1 ≤ M ≤ 2 1 ≤ fe ≤ 2

W / lux / m2 peuvent varier dans le rapport de 1 à 20

Il n’y a donc pas de valeur moyenne à imposer. Mais optimiser U.M.fe.E

Avant d’investir dans des techniques nouvelles d’alimentation, il faut moderniser l’existant

Optimisation énergétique en EP1. Installations anciennes à rénover

• Ne pas retarder le cycle de remplacement du matériel en place par des artifices coûteux.

• La lampe, le luminaire, la maintenance sont indissociables.• Toute modification implique les 3 composantes• Le remplacement lampe + luminaire + nouveau contrat de maintenance

= économie maximale= meilleur rapport coût / bénéfices

• Suppression totale : lampes ballons fluorescents mercurediffuseurs intégraux (sauf cas spéciaux)

2. Installations neuves

• Lampes sodium HP ou iodures (tubulaires)• Luminaires avec optique hermétique > IP 55 – Préférence IP 66• Vasque galbée Verre – Préférence Autonettoyante• Optimisation (hauteur, espacement)• Appareillage électronique (régulateur, variateur)• Variation puissance programmable• Garanties de résultats (performances, nuisances).

MERCI DE VOTRE ATTENTION