intervention de bernard duval les nuisances dues à la lumière
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L'L'ééclairage publicclairage publicau cau cœœur du dur du dééveloppement veloppement
durabledurable
Intervention de Bernard DuvalIntervention de Bernard Duval
Les nuisances dues Les nuisances dues àà la lumila lumièèrere
19 juin 2008
« 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
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
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).
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