La gestion énergétique naturelle

Livre Blanc //9 Dans les locaux tertiaires, logistiques, commerciaux ou industriels, les lanterneaux simples ou flants sur toit plat (Fig. 3.1 et Fig. 3.2) constituent des solutions techniquement simples et esthétiques. Les solutions proposées par les fournisseurs intègrent désormais les problématiques d’éblouissement et d’isolation thermique. De même, à la faveur de grands chantiers de rénovation – tel l’HôtelDieu à Lyon –, les verrières (Fig. 3.3) connaissent un renouveau pour leur qualité d’éclairage et de protection contre les éléments. Souvenons nous qu’elles sont à l’origine du commerce moderne au milieu du XIXe siècle, avec leur utilisation dans les passages couverts parisiens… Quant aux sheds, équipements caractéristiques des bâtiments industriels, ils possèdent pour intérêt primordial de pouvoir être orientés au nord – afin de maîtriser totalement l’éblouissement – et de recevoir tout type de remplissage. Optimiser le ratio surfaces vitrées / parois opaques Si la réglementation thermique demande un ratio minimal de 1 m² de paroi vitrée pour 6 m² habitable, l’objectif d’exploiter au maximum ces apports lumineux laisse la porte ouverte à plus de créativité pour proposer un confort optimal. Une formule simple permet aux concepteurs d’élaborer une approche satisfaisante : le facteur de lumière du jour, ou FLJ. Déterminé pour un point intérieur précis – sur le plan de travail d’un bureau, au sol… –, c’est le rapport entre l’éclairement naturel reçu sur l’éclairement extérieur par ciel couvert : FLJ = E intérieur ×100% E extérieur Composer avec trois règles de base Qualité de transmission lumineuse, uniformité d’éclairage, autonomie d’éclairage naturels... ces demandes peuvent être satisfaites en respectant une approche simple et rigoureuse : 1 . Atteindre le seuil minimal de 300 lux durant 50 % de l’occupation et sur 90 % de la surface.Pré- conisé depuis de nombreuses années au niveau international, ce niveau d’autonomie de lumière naturelle est clairement indiqué dans la nouvelle norme EN 17 037 relative à « l’éclairage naturel des bâtiments ». Pourgérerlavariationlumineuseselonlalocalisation, il est possible d’exploiter des bases de données géographiques, par exemple les informations diffusées par le site www.satellight.com. Retenons cependant que la lumière disponible à l’extérieur varie selon la situation géographique. On prendra en compte le niveau de lumière requis suivant l’activité du bâtiment et sa localisation pour déterminer la surface d’éclairage nécessaire ainsi que le type de remplissage (verre, ombrage, polycarbonate…). 2 . Uniformiser l’éclairage naturel grâce aux maté- riaux diffusants ou transparents aident à homogé- néiser la répartition de lumière dans les bâtiments et règlent les situations d’inconfort classiques : éblouissement, ombres… Des protections solaires peuvent y être associées. 3 . Calculer la surface géométrique de lumière, ou SGL, car ce ratio est basé sur le facteur de lumière du jour rapporté au facteur de transmission lumi- neuse du remplissage (du verre transparent au matériau opalescent), dite « TV ». Il permet de dé- terminer la surface d’ouverture, essentiellement en toiture. Sa formule est : SGL = 2,3 FLJ TV Un éventail d’outils pour concevoir Les outils d’aide pour lesmaîtres d’œuvre permettent d’optimiser, analyser et simuler l’orientation du bâtiment à construire ou à équiper. Les concepteurs ont à leur disposition des outils de localisation géographique, d’historiques d’événements météo… Il leur est alors possible de prédimensionner les projets. Le récent « Guide de l’éclairage naturel zénithal », réalisé par les industriels réunis au sein du groupement GIF Lumière (cf. « Pour en savoir plus »), présente une approche avec quelques outils (formules de calcul, tableaux, exemples...) qui permettent de cerner les options réalistes. Témoignage Fournir un grand confort de travail « Lorsque nous travaillons sur des ouvrages neufs ou à rénover tels que des gymnases, des ateliers d’usine ou des entrepôts, nous considérons qu’il est important de sensibiliser le maître d’ouvrage à l’exploitation du gisement de lumière naturelle Pour tous ceux qui y travaillent, il en va de leur confort visuel Avec l’expérience, nous savons que cela va même au-delà : c’est une manière de redonner aux occupants du bien-être, de l’énergie, et de prendre en compte certaines formes de fatigue au travail. En construction neuve sous RT 2012, pour réduire le coeffcient bioclimatique Bbio, l’éclairage naturel présente des avantages importants : il faut garder à l’esprit que, dans la formule de calcul, les consom- mations d’énergie par l’éclairage artifciel sont affec- tées d’un coeffcient 5 ! L’augmentation des surfaces d’ouverture, en façade ou en toiture, améliore globa- lement le résultat Nous avons mis ce type d’éclai- rage en pratique, chez un industriel français, dans un atelier de soudage manuel de composants élec- troniques, ce qui demande beaucoup de précision L’éclairage naturel a fait l’objet d’une indispensable étude pour éviter l’éblouissement Il fournit réelle- ment un grand confort de travail aux opérateurs. Nos garde-fous vis-à-vis de ces solutions sont, en premier lieu, d’éviter à tout prix l’éblouissement en travaillant la simulation – nous collaborons avec des éclairagistes, et il existe aussi des outils gratuits de visualisation –, et, en second lieu, de traiter les risques thermiques, de surchauffe ou de déperdition. Parmi l’ensemble des solutions disponibles, nous apprécions particulièrement les tunnels verticaux à concentration de lumière Ces équipements pré- sentent à la fois un intérêt en termes d’éclairement et d’isolation thermique du bâtiment : ils ne diffusent jamais de lumière directe car la concentration est associée à une diffusion et la colonne d’air entre l’émergence extérieure du spot et le débouché in- térieur garantit une faible transmission thermique. Cette caractéristique vaut pour le confort d’hiver, mais aussi pour le confort d’été, car ces conduits de lumière évitent la surchauffe » Joséphine Ledoux, ingénieure, cogérante du bureau d’études Enera Conseil