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 Dossier - Avril 2015

Éclairage des locaux d’enseignement


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« Rénover les salles  de classe en LED ? »

La maîtrise de l’énergie et surtout la réduction des consommations dans le tertiaire se trouvent au cœur des préoccupations des collectivités, notamment dans les locaux scolaires. Avec les exigences de la RT 2012, l’éclairage devient le premier poste de consommation devant la ventilation et le chauffage et, par là-même, impose désormais de faire appel à des solutions efficientes qui allient un éclairage de qualité pour un meilleur confort visuel et un meilleur coût global (investissement et maintenance).
Il faut reconnaître que le parc installé dans les établissements scolaires utilise des produits énergivores, peu performants et parfois même dangereux, avec des ballasts ferromagnétiques d’ancienne génération qui défient les exigences de sécurité. Jusqu’à maintenant, les programmes de rénovation s’appuyaient essentiellement sur le remplacement de ces matériels par des luminaires à haut rendement équipés de tubes fluorescents T5. Aujourd’hui, nous pouvons franchir le pas grâce à la LED, avec sans doute un investissement supérieur de l’ordre de 15 % comparé aux luminaires T5, mais avec des réductions drastiques de consommation et de coûts de maintenance. Un exemple : le programme de rénovation de 250 salles de classe de la ville de Pau (Pyrénées-Atlantiques), en 2008, a permis d’économiser 77 % de l’énergie, économies mesurées sur une période de cinq ans et sur un total de 1 500 appareils. Avec des solutions LED, nous estimons gagner encore 40 %, avec, bien entendu, la mise en place de détecteurs de présence et de lumière du jour dans tous les espaces : salles de classe, lieux de circulations, sanitaires et bureaux.
Ce virage technologique ne peut se faire que si tous les acteurs s’impliquent : installateurs et distributeurs doivent se former et s’informer pour mieux accompagner les collectivités. En effet, les nouvelles technologies ont quelque peu changé le métier de l’installateur, qui doit procéder à certains réglages afin de vérifier que les valeurs obtenues correspondent bien aux données initiales. Nombreux sont ceux qui, aujourd’hui, utilisent un luxmètre, le logiciel DiaLux et suivent des formations spécifiques à l’éclairage notamment auprès de l’AFE. Côté distributeurs, il n’est pas rare non plus de trouver un référent « éclairage », voire spécifique LED, qui accompagne les installateurs.
C’est donc toute la filière qui doit s’engager pour mettre à profit ces avancées technologiques afin d’offrir des installations sécurisées, économes, efficaces et qui améliorent le confort visuel, essentiel à de bonnes conditions d’apprentissage à l’école.

Guilhem Massip,
Responsable cellule énergie, chargé d’exploitation électrique Communauté d’agglomération Pau-Pyrénées, ville de Pau Direction urbanisme, aménagement et construction durable Membre actif de l’Association française de l’éclairage

 


Éclairage des locaux d’enseignement


Les programmes de rénovation de l’éclairage dans les locaux scolaires se multiplient, en particulier dans le primaire et le secondaire. Sont concernés les écoles, les collèges et les lycées, où il devient urgent de rénover le parc. Des sources aux luminaires, l’offre produits cible le confort visuel, les économies d’énergie et la création d’ambiances lumineuses adaptées au type de locaux.

 

em75 doss 1ouvLes établissements scolaires, de la maternelle au supérieur, neufs ou existants, connaissent, pour une grande part, une période de rénovation importante, obsolescence oblige. Les maîtres d’ouvrage, maîtres d’œuvre, BET et concepteurs ont à leur disposition tous les outils nécessaires pour réaliser des installations performantes et efficaces : la RT 2012, les normes européennes, 12 646 pour l’éclairagisme et 60 598 pour les luminaires, lampes, luminaires et systèmes de gestion de l’éclairage.
Les installations existantes ne correspondent plus aux critères actuels pour procurer un éclairage de qualité. En effet, les valeurs que l’on trouve se situent soit autour de 200 lux, soit, au contraire, à 700 lux, et donc en situation de suréclairage, alors que les niveaux d’éclairement exigés par la norme d’éclairage intérieur EN 12 464 vont de 300 à 500 lux (voir tableau). L’indice de rendu des couleurs recommandé doit être supérieur à 80 et la norme préconise également, dans les salles de classe, la gestion de l’éclairage.

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Lampes : LED ou fluorescence ?
Dans les locaux d’enseignement, les caractéristiques techniques des lampes fluorescence ou LED en font les sources les mieux adaptées. De plus, elles peuvent fonctionner avec des systèmes de gestion, comme des détecteurs de présence, qui déclenchent automatiquement l’allumage ou l’extinction de l’éclairage dès qu’une personne entre ou sort d’une pièce, ou/et des détecteurs de lumière du jour qui offrent la possibilité de maintenir un niveau d’éclairement constant quels que soient les apports de lumière naturelle.
La diode électroluminescente constitue la meilleure réponse aux enjeux de l’éclairage des salles de classe : longue durée de vie, efficacité lumineuse élevée, et surtout, possibilité de gestion de l’éclairage. Dans le neuf, la LED se fait une place au premier rang, tandis que, en ce qui concerne la rénovation, elle s’impose principalement dans les locaux annexes, comme les lieux de circulation, les sanitaires et les cantines, principalement pour cause de budgets limités, et que le tube fluorescent T5 reste le premier choix dans les salles de classe, car il offre des performances très compétitives à des coûts encore inférieurs.
Notons cependant que, dans le cadre de rénovations, les luminaires doivent être changés, qu’il s’agisse de LED ou de tubes T5. Ceux-ci se déclinent traditionnellement en encastré 600 x 600, mais la nouveauté réside dans le fait qu’ils sont connectés entre eux et comprennent des automatismes qui permettent un éclairage à la carte.

Des solutions au plus près des besoins
em75 doss1Les industriels de l’éclairage, études à l’appui, ont démontré que la lumière pouvait avoir une incidence sur la concentration et l’attention. Ainsi, Trilux se consacre à l’influence de la lumière sur l’homme sous le terme « Human Centric Lighting ». Selon une étude récente de ZVEI, Lighting Europe et d’A.T. Kearney : « L’éclairage centré sur l’homme sera l’un des thèmes d’avenir du secteur européen de l’éclairage. Cette approche qui dépasse la conception traditionnelle d’installations, basée sur de purs critères d’éclairage et d’efficacité énergétique, place au contraire au centre de son attention l’effet de la lumière sur le bien-être et la santé de l’homme, et la lumière biologique en fait partie. » Pour Éric Jacquot, directeur marketing et service commercial sédentaire, « l’utilisation de l’éclairage Human Centric Lighting n’est pas réservée au seul secteur médico-thérapeutique ; elle peut également s’appliquer aux bureaux ou aux salles de classe ». Éric Jacquot rappelle toutefois que des automatismes simples comme la détection de présence dans les salles de classe, les lieux de circulation et les sanitaires permet de réaliser des gains importants de consommation et de préciser que le basculement en LED est en train de s’opérer. Afin de répondre au mieux à la demande, Trilux propose des luminaires dans les deux versions, T5 ou LED, à l’instar d’Ector encastré 600 x 600. Le fabricant joue l’esthétique également, avec le dernier-né de la gamme Siella LED (1) notamment, qui présente un rendement lumineux de 80 lm/W pour une température de couleur de 3 000 K et une durée de vie de 50 000 heures.
Chez Osram, la capacité d’attention est aussi au cœur des recherches en matière d’éclairage des écoles. Le fabricant a réalisé une étude en collaboration avec le Centre de transfert pour la neuroscience et l’apprentissage dans des écoles de la ville d’Ulm, en Allemagne, afin de déterminer comment un éclairage optimisé sur le plan biologique dans une salle de classe peut contribuer à stabiliser le rythme circadien. Les résultats se sont révélés globalement positifs pour les élèves qui avaient suivi les cours dans la classe équipée d’un système d’éclairage efficace sur le plan biologique. Ainsi, la rapidité des performances cognitives et les tests menés sur les capacités de mémorisation se sont avérés améliorés pour les élèves qui avaient bénéficié d’un tel éclairage.

em75 doss2« En ce sens, les produits LED constituent des produits très intéressants, souligne David Meyer, responsable marketing et communication, notamment nos luminaires dotés d’optiques Eldacon, qui assurent un confort visuel très élevé. » Citons par exemple Quadrature 2 (2), qui se décline en version 600 x 600 mm ou 1 200 x 300 mm, qui présente un rendement lumineux qui peut atteindre 4 600 lm et propose deux températures de couleur : 3 000 K et 4 000 K. « En ce qui concerne les amphithéâtres, ajoute David Meyer, il faut veiller à ce que l’enseignant bénéficie d’une télécommande pour faire varier l’intensité, voire éteindre et allumer, sans avoir à se déplacer. En général, et plus particulièrement dans les écoles primaires où le tableau est beaucoup utilisé, il est essentiel que celui-ci bénéficie d’un éclairage spécifique réalisé à l’aide de luminaires asymétriques. »

Une alternative à la fluorescence
em75 doss3Havells-Sylvania prône également la LED, notamment avec Insaver 175 LED (3) de sa marque Lumiance, un downlight LED de forte puissance doté d’un flux lumineux allant jusqu’à 2 900 lm, avec un rendement de 77 lm/W et un UGR inférieur à 19, pour une durée de vie de 50 000 heures. Il est proposé dans une température de couleur de 3 000 K pour un indice de rendu des couleurs de 85 et offre une faible hauteur d’encastrement (<100 mm). Le groupe propose par ailleurs Ivy 2 LED, luminaire encastré, sous la marque Sylvania, avec un flux sortant de 3 240 lm, soit une efficacité lumineuse de 75 lm/W.

em75 doss4Chez Philips, on s’attache à répondre précisément à la demande des maîtres d’ouvrage dont certains, pour la construction ou la rénovation d’un bâtiment, désirent aujourd’hui des solutions d’éclairage de qualité économes en énergie, en prix d’achat et en coût de maintenance. La gamme CoreLine (4) répond parfaitement à ces exigences avec un confort de l’utilisation grâce aux versions UGR19 pour les salles de classe et à la durée de vie de la technologie LED, 30 000 heures (avec 70 % de maintien du flux à 25° C). Le flux lumineux varie de 2 700 lm à 3 700 lm, soit une efficacité lumineuse qui peut atteindre 96 lm/W, c’est-à-dire plus de 30 % d’économie d’énergie par rapport à une solution avec tubes fluorescents 5, et un retour sur investissement en moins de cinq ans. Il existe en deux formats, pour plafond modulaire 600 x 600 ou 1 200 x 300 mm (filin de sécurité fourni).

em75 doss5CoreLine se décline aussi en un panneau LED carré (5), qui permet de remplacer les luminaires fonctionnels utilisés dans les applications d’éclairage général. Le processus de sélection, installation et maintenance est extrêmement simple : un geste suffit. Il offre un rendement lumineux de 3 400 lm pour une durée de vie de 30 000 heures(L80B50), soit 35 % d’économie par rapport à des tubes fluorescents T5. Les deux modèles se déclinent en deux températures de couleur, 3 000 K et 4 000 K. Pour Christophe Bresson, directeur marketing et communication, Philips Lighting France, « il est temps de passer aux nouvelles technologies ; la LED a maintenant fait ses preuves et la qualité de l’éclairage tout comme les durées de vie constituent des réponses fiables aux préoccupations des chefs d’établissement. Avec la LED, il n’existe quasiment plus de maintenance, et ceci est valable pendant des années ; ceci est primordial dans les écoles, où la maintenance ne peut s’effectuer que pendant l’été, les locaux étant souvent utilisés pendant les petites vacances scolaires. Dans le neuf, les temps de retour sur investissement sont passés en dessous de la barre des cinq ans. Et, il faut ajouter que les avantages liés aux possibilités de gestion sont particulièrement attractifs en ce qui concerne la maîtrise des consommations, notamment les systèmes de détection de présence. »

 


Certificats d’économies d’énergie
La troisième période a commencé le 1er janvier 2015, avec un objectif d’économie d’énergie de 700 TWh cumac, soit une multiplication par deux de l’ambition de la deuxième période.
Une révision complète de l’ensemble des fiches d’opérations standardisées a été engagée et un arrêté du 22 décembre 2014 définit les opérations standardisées d’économie d’énergie pour les actions les plus fréquemment réalisées.
Des fiches sont associées à ces opérations et déterminent un forfait d’économie d’énergie correspondant, ainsi que les différentes parties de l’attestation sur l’honneur. Cet arrêté présente, dans ses annexes, 89 fiches d’opérations standardisées applicables aux opérations engagées depuis le 1er janvier 2015. Il abroge les fiches d’opérations standardisées en vigueur en deuxième période, et prévoit des dispositions transitoires.
En éclairage, pour le secteur tertiaire il s’agit des fiches :
– BAT EQ 116 – Lampe à LED de classe A+ (France d’outre-mer) : 830 ou 1 300 kWh cumac ;
– BAT EQ 127 – Luminaire d’éclairage général à modules LED : 1 600, 2 200 ou 2 800 kWh cumac.

 


Maîtriser les consommations et réduire les coûts de maintenance
em75 doss6Les consommations d’énergie restent la préoccupation majeure des différentes instances chargées des établissements : municipalités pour les écoles, départements pour les collèges, régions pour les lycées. Les luminaires LED dits « rétrofits », qui s’installent en lieu et place des appareils existants, sont disponibles chez tous les fabricants. GE lighting, par exemple propose Lumination™ BR Series LED (6), un luminaire doté d’une optique à la technologie de pointe qui offre un éclairage uniforme associé à des contrôles de l’éblouissement. Le luminaire présente une efficacité lumineuse élevée de 95 lm/W pour une durée de vie de 50 000 heures avec un maintien du flux lumineux de 80 %.

em75 doss7Thorn, de son côté, propose le Base LED (7) qui, comparé à des downlights équipés de lampes fluocompactes, peut représenter jusqu’à 50 % d’économies, voire davantage, avec la version 12 W à gradation analogique et Dali. Installé dans les couloirs, ce luminaire peut être associé à un système de détection de présence pour aller encore plus loin dans la réduction des consommations.
En règle générale, les lieux de circulation, les sanitaires et les bureaux des établissements scolaires devraient être systématiquement équipés de détecteurs de présence. « La répartition de la lumière devrait y être régulière, la lampe de longue durée et stable et le nombre des luminaires devrait être maintenu le plus petit possible », souligne Éric Jacquot. Trilux offre des luminaires pour les couloirs avec un rayonnement régulier et un grand rendement lumineux. Ils permettent de plus grandes interdistances entre les luminaires et fonctionnent avec détection de présence. De ce fait, le nombre de luminaires nécessaires est réduit et on obtient une économie supplémentaire grâce aux coûts d’investissement et d’exploitation minimisés. La rentabilité maximale est ainsi garantie.
En effet, ces locaux restent longtemps allumés, sans pour autant être occupés. De même, les locaux annexes doivent eux aussi bénéficier d’un éclairage efficace et de qualité. Les cantines, par exemple, doivent être traitées comme n’importe quel lieu de restauration, et l’éclairage étudié pour apporter une lumière confortable et chaleureuse. Dans les gymnases, il faudra compter sur la résistance des appareils aux impacts de ballons et sur leur étanchéité (degré de protection IP), afin de limiter le plus possible les opérations de maintenance, souvent difficiles et longues à réaliser, car il est difficile d’accéder aux appareils.
Enfin, rappelons, qu’un arrêté du 22 décembre 2014 définit les opérations standardisées d’économie d’énergie pour les actions les plus fréquemment réalisées dans le cadre des certificats d’énergie (voir encadré). Il existe déjà deux fiches concernant l’éclairage dans le tertiaire, qui ont fait l’objet de révisions, d’autres sont attendues en cours d’année 2015.

Isabelle Arnaud


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Havells-Sylvania
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