Atelier du mardi 2 décembre 2014

Passion Bâtiment

Optimisation de la lumière naturelle

dans le bâtiment:

confort, bien être et santé

1- Eléments physiologiques

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Travailler sur la lumière naturelle nécessite d’avoir pleinement

conscience de son importance pour notre vie au quotidien:

• L’Homme est un « animal » diurne (actif de jour)

• Nous avons besoin de lumière pour vivre: vision et bien-être/santé

• Les rythmes circadiens (alternance jour/nuit) sont au cœur de notre

existence et la lumière influence directement notre horloge

biologique

• La lumière déclenche la sécrétion de cortisol, hormone du « stress

positif » et la sérotonine qui sont responsables de notre éveil et de

notre tonus. La lumière bloque également la sécrétion de la

mélatonine qui favorise l’endormissement et le sommeil.

2 décembre 2014

1- Eléments physiologiques

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A l’inverse, un manque de lumière peut entrainer des troubles:

• Fatigue et céphalées

• Augmentation du stress

• Dépression

• Risques d’accidents

• Voire des pathologies lourdes comme le rachitisme, la myopie ou

l’ostéoporose

• La notion de ressenti (une part de subjectif)

Certaines personnes apprécieront une très forte lumière alors que

d’autres seront vite gênés et préféreront travailler dans la

pénombre

2 décembre 2014

2- Repères

4 2 décembre 2014

La place de la lumière dans l’histoire de l’architecture:

• Préoccupations présentes dès les temps antiques avec une forte

symbolique de la lumière et du soleil (architecture romaine)

• Le Moyens Age est plutôt une période sombre sauf dans

l’architecture religieuse (expression de la spiritualité)

• La Renaissance marque un premier tournant vers la quête de la

transparence (cf. Palladio)

• La révolution industrielle du XIXème siècle libère l’architecture des

contraintes constructives grâce aux possibilités offertes par les

matériaux: fer, verre puis béton

2- Repères

5 2 décembre 2014

• Au XXème siècle, la lumière occupe une place centrale dans les

théories architecturales notamment le mouvement hygiéniste et

le mouvement moderne

• Le Corbusier considère la lumière en tant que matière

« L’architecture est le jeu, savant, correct et magnifique des

volumes sous la lumière ».

• Désormais, la réflexion s’oriente vers la maîtrise de l’éclairage:

capter la lumière, la conduire et la distribuer sont les enjeux

actuels

3- Un volet réglementaire limité

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• Code du travail:

L'article R. 4213-2 du code du travail fixe que « les bâtiments sont

conçus et disposés de telle sorte que la lumière naturelle puisse être

utilisée pour l'éclairage des locaux destinés à être affectés au travail,

sauf dans les cas où la nature technique des activités s'y oppose ».

l'article R. 4223-3 du code du travail dispose que « les locaux de

travail disposent autant que possible d'une lumière naturelle

satisfaisante »

mais aucun seuil minimum n'est actuellement requis.

La législation allemande est plus contraignante en imposant un facteur

lumière du jour de 2% au poste de travail.

2 décembre 2014

4- Un volet réglementaire limité – des recommandations

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Réponse à une question écrite au Sénat (N° 02857)

« Il est recommandé, pour les zones occupées par le personnel, que

les surfaces vitrées représentent au moins le quart de la superficie de

la plus grande paroi du local donnant sur l'extérieur, en ne considérant

que les surfaces en dessous de 3 mètres de hauteur. De plus, chaque

fois qu'il n'y aura pas d'indication précise sur les postures de travail, la

hauteur d'allège ne devrait pas dépasser 1 mètre (la hauteur d'allège

est la hauteur de la partie fixe et pleine comprise entre le sol et le

vitrage) ».

On peut s’étonner que cette réponse se contente d’évoquer la

dimension des surfaces vitrées

2 décembre 2014

4- Un volet réglementaire limité – des recommandations

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Le travail de l’INRS

• L’INRS préconise un niveau d’éclairage naturel de 300 à 400 lux si

uniquement éclairage naturel (notamment pour prévenir les

maladies professionnelles) ou 200 lux avec un complément par un

éclairage artificiel.

• 2 sources d’éclairage naturel:

– L’éclairage latéral (baies en façades)

– L’éclairage zénithal par sheds, dômes ou verrières (pour les locaux ayant

une hauteur importante > 4,5 m)

– Ou un combinatoire des 2

2 décembre 2014

5- Quel cadre pour une réflexion

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La démarche Haute Qualité Environnementale (HQE)

L'éclairage naturel est présent dans la cible 10 « Confort visuel » et

sous-cible 10.1 « Optimisation de l'éclairage naturel » du référentiel.

Cinq aspects liés à la lumière du jour sont considérés :

– Disposer d'accès à la lumière du jour dans les locaux à occupation prolongée

– Disposer d'accès à des vues sur l'extérieur depuis les zones d'occupation

des locaux à occupation prolongée

– Disposer d'un éclairement naturel minimal dans les zones d'occupation

– Disposer de lumière du jour dans les circulations

– Éviter l'éblouissement direct ou indirect

2 décembre 2014

6- Un travail de compromis

10 2 décembre 2014

En matière de construction, la réflexion sur la lumière ne peut pas

être menée seule. Elle doit s’envisager dans le processus global de

conception qui associe un faisceau de considérations et d’objectifs:

• l’apport de lumière naturelle suffisante: de l’ordre de 200 lux

moyen soit un FLJ de 5%

• le volet énergétique: éviter les apports thermiques sources

d’inconfort (par des brise-soleil, stores, vitrages traités)

6- Un travail de compromis

11 2 décembre 2014

• l’usage: prendre en compte l’activité (on n’éclaire pas une école

comme on éclaire une maison de retraite)

• le confort: éviter l’éblouissement c’est-à-dire le rayonnement

solaire direct sur les postes de travail (par le choix de

l’orientation des baies et des dispositifs d’occultation)

• l’environnement: offrir des vues sur l’extérieur tenant compte

des alentours

• la sécurité: résistance aux chocs et au feu des vitrages

• l’acoustique: choix des vitrages vis-à-vis des objectifs

d’affaiblissement acoustique

7- Notre démarche

12 2 décembre 2014

Prise de conscience de l’importance de la qualité de la lumière:

• Pour qu’elle soit suffisante (notion de qualité)

• Pour qu’elle soit adaptée à l’usage (notion de confort)

• Parce qu’elle contribue à l’image globale d’un bâtiment

(transparence, baigné de lumière…)

Démarche régionale:

• Réflexion qui s’inscrit dans le cadre du référentiel HQE (dès la

phase programme)

• Travail étroit avec l’architecte et les utilisateurs futurs

• Réalisation d’études FLJ en phase conception

• Intervention systématique d’un AMO HQE

8- Exemples

13 2 décembre 2014

Département informatique de l’IUT de Laval

Architecte: Atelier Pellégrino (Nantes) / Pièces Montées (Le Mans)

8- Exemples

14 2 décembre 2014

Département informatique de l’IUT de Laval

• Un travail sur la lumière naturelle prenant en compte l’usage des

locaux. 2 enjeux importants pour les salles informatiques:

– Le confort visuel lié au travail sur écrans (éviter éblouissements et reflets)

– La gestion du confort thermique (éviter les apports solaires thermiques

importants compte tenu de la présence de machines qui chauffent)

• De petites ouvertures en façade pour conserver la vue tout en

réduisant les apports thermiques (pour éviter le recours au

rafraichissement )

• et de grands sheds amenant une lumière zénithale adaptée pour

le travail sur écrans (réduction de l’éblouissement et des reflets)

8- Exemples

15 2 décembre 2014

Département informatique de l’IUT de Laval

Ouvertures de faible hauteur

en façade (bandeaux de 70

cm de haut)

Sheds orientés au Nord

ou à l’Est

Coupe sur une salle de TP

informatique à l’étage

8- Exemples

16 2 décembre 2014

Lycée Sud Loire à Clisson

Architecte: Ataub (Bois-Guillaume 76) / Linéa Architectes (Ancenis)

8- Exemples

17 2 décembre 2014

Lycée Sud Loire à Clisson

8- Exemples

18 2 décembre 2014

Lycée Sud Loire à Clisson

• Des objectifs ambitieux définis au profit du confort des usagers

et de la réduction de l’éclairage artificiel

• Démarche de certification HQE avec cible 10 traitée au niveau

« Très Performant » du référentiel

• La définition d’objectifs quantitatifs dès la programmation

• Une conception attentive: simulations tout au long de la

conception (FLJ)

• Une vérification en phase réalisation (mise à jour des études en

fonction du réalisé)

8- Exemples

19 2 décembre 2014

Lycée Sud Loire à Clisson

cibles Objectifs définis Résultats obtenus

10.1 optimisation

de l’éclairage

naturel

Accès à la lumière du jour et à des vues sur

l’extérieur dans:

100% des espaces bureaux et enseignement

100 % du hall

100 % des espaces sensibles

50 % des circulations

Accès à la lumière du jour et à des vues sur

l’extérieur dans:

100% des espaces bureaux et enseignement

100 % du hall

100 % des espaces sensibles

84 % des circulations

Eclairage naturel minimal pour les bureaux et

salles d’enseignement:

FLJ > 2,5% pour 80% de la surface de 1er

rang

FLJ > 2,5% obtenu pour 93% de la surface de

1er rang

Autonomie en éclairage naturel > 60 % du

temps d’occupation

Respecté sauf pour la salle polyvalente (55%)

Qualité du traitement de la lumière Etude spécifique des conditions

d’éblouissement des locaux avec description

des dispositions prises pour limiter

l’éblouissement

8- Exemples

20 2 décembre 2014

Technocampus Composites à Bouguenais

Architecte: Michel Joyau (Montaigu)

8- Exemples

21 2 décembre 2014

Technocampus Composites à Bouguenais

• Pour les locaux tertiaires

Des patios et cloisons vitrées en réponse à l’épaisseur des

bâtiments

Des châssis vitrés à hauteur pour permettre des vues qualitatives

en position assise

• Pour les halles industrielles

Des châssis vitrés à hauteur pour permettre des vues sur l’extérieur

associés à un éclairage zénithal

8- Exemples

22 2 décembre 2014

Technocampus Composites à Bouguenais

Coupe d’un bâtiment mixte laboratoires (RDC) et locaux tertiaires (étage)

Patio central permettant

un apport de lumière

dans l’épaisseur du

bâtiment

Baies filantes en partie

basse (lumière et vues

sur l’extérieur)

8- Exemples

23 2 décembre 2014

Technocampus Composites à Bouguenais

Coupe d’une halle industrielle

Voutes en toiture

Éclairage zénithal

Baies filantes en partie

basse (lumière et vues

sur l’extérieur)

9- Débat

24 2 décembre 2014

• Faut-il un contexte législatif plus contraignant ? Ou doit-on laisser

les architectes proposer des solutions spécifiques adaptées au

contexte?

• Comment fixer des objectifs cohérents (atteignables) en phase

programmation?

• Faut-il généraliser les études FLJ en phase conception?

• Faut-il réaliser des mesures en fin de chantier?

• Comment intégrer les questions d’ergonomie (implantation des

postes de travail) dès les études de conception?

• Quelle méthode de mesure du bien être des usagers? Ressenti?

• Quel impact de la lumière sur la qualité du travail fourni par les

occupants?

10- Sources

25 2 décembre 2014

• INRS - Institut national de recherche et de sécurité pour la prévention des

accidents du travail et des maladies professionnelles (INRS)

http://www.inrs.fr/

Fiche pratique ED 82 « l’éclairage naturel »

• AFE – Association Française de l’Eclairage

http://www.afe-eclairage.com.fr/

Actions de sensibilisation et formation, publications

• GIF Lumière

Regroupement d’entreprises – axé sur l’éclairage zénithal

http://www.gif-lumiere.com/