Dossier - Novembre-Décembre 2012
Gestion de l’éclairage :
des systèmes qui répondent aux exigences de la RT2012
Edito
"Vers la standardisation de la gestion en éclairage intérieur : pour des performances élevées et des compétences accrues"
Les exigences de la RT2012 marquent une véritable révolution en matière de gestion de l’éclairage. En effet, jusqu’à présent, même si les technologies existaient depuis longtemps, les dispositifs de contrôle et les automatismes restaient d’utilisation marginale ; elles sont déjà obligatoires depuis 2011 avec la nouvelle règlementation thermique, pour l’ensemble des surfaces, en ce qui concerne les bâtiments neufs de bureaux, d’enseignement, et d’accueil de la petite enfance et sont obligatoires pour certaines surfaces des bâtiments à usage d’habitation dont le permis de construire a été déposé à partir du 1er janvier 2013.
Si l’orientation et l’isolation des bâtiments neufs sont réalisées en respectant la RT2012, le besoin de chauffage est réduit, et le recours obligatoire à l’énergie électrique pour l’éclairage - la bougie et la lampe à huile ayant fait leur temps - fait que celui-ci représente le premier poste de consommations dans le bâtiment tertiaire. Il va donc jouer un rôle important, d’une part au travers de la performance propre aux systèmes d’éclairage mis en œuvre et d’autre part au travers de la méthode de calcul (Th-BCE) qui permet de prendre en compte l’usage réel de l’éclairage artificiel et l’apport de la lumière naturelle qui se trouve par ailleurs obligatoirement renforcée par les règles du Bbio de la RT2012. Citons aussi pour exemple l’article 39 de l’arrêté du 26 octobre qui s’applique aux circulations et parties communes intérieures verticales et horizontales et impose, en cas d’inoccupation, un dispositif automatique permettant l’extinction des sources de lumière ou l’abaissement de l’éclairement au niveau minimum réglementaire et un dispositif permettant une extinction automatique du système d’éclairage dès que la lumière naturelle est suffisante.
Obligations de moyens donc, avec détection de mouvement et de lumière du jour, mais aussi obligations de performance car l’ensemble des locaux concernés doit maintenir un niveau d’éclairement constant et assurer l’extinction automatique pour être conforme. Les outils de gestion disponibles sur le marché permettent de répondre à ces exigences, notamment les détecteurs de luminosité qui tiennent compte à fois de la lumière du jour et de l’éclairage artificiel et peuvent offrir deux fonctions : déclenchement en association avec la présence et extinction de l’éclairage artificiel si la lumière naturelle est suffisante et ajustement du flux lumineux afin de conserver un niveau d’éclairement constant.
Le contrôle de l’éclairage devient alors synonyme de maîtrise des consommations et donc d’économies d’énergie mais aussi d’amélioration de la qualité de l’éclairage par la sélection des sources les plus performantes et de luminaires offrant rendement et confort élevés. Les différents acteurs de la filière vont se former à ces outils de gestion, et ainsi accroître leurs compétences ; les gammes de produits vont s’élargir et la législation sans doute encore se durcir.
Le déploiement de ces savoir-faire et technologies conduira à la généralisation des automatismes et tout laisse à penser qu’ils seront les standards de demain, non seulement dans le neuf mais aussi en rénovation, et que leur application sera bientôt étendue à d’autres types de bâtiments.
Hervé Plackowski - Président de la Division « Systèmes de gestion et composants pour l’éclairage », du Syndicat de l’éclairage
Gestion de l’éclairage :
des systèmes qui répondent aux exigences de la RT2012
Jusqu’à maintenant, une gestion de l’éclairage, aussi basique soit-elle, était un atout pour améliorer le confort et l’ergonomie visuelle dans les bureaux. Avec les exigences de la RT2012, la gestion de l’éclairage devient quasiment obligatoire : allumages/extinctions automatiques, variation, détection de mouvement, détection de lumière du jour, sont autant d’outils pour maîtriser les consommations et bénéficier de performances d’éclairage accrues.
Qualité de l’éclairage améliorée, réduction des consommations et du coût global de l’installation, les systèmes de contrôle de l’éclairage, de la simple variation jusqu’à la gestion centralisée, apportent des solutions de gestion efficaces et performantes.
La régulation de l’éclairage commence par la variation en remplaçant les interrupteurs par des boutons poussoirs, elle peut s’obtenir à l’aide d’un potentiomètre, d’un bouton poussoir ou d’une télécommande. La télécommande constitue une bonne alternative aux interrupteurs et est particulièrement appréciée dans les salles de réunion dans lesquelles le besoin en lumière change en fonction des tâches à réaliser et suivant les utilisateurs. Un récepteur encastré dans le plafond et un boîtier de commande mobile ou fixé au mur permettent les commandes d’allumage et de gradation. Ce simple système de variation permet déjà de réaliser 30 % d’économie.
En rénovation, l’arrêté du 3 mai 2007, et dans le neuf, la RT2012 indiquent les contraintes de mise en œuvre de dispositifs automatiques. Le meilleur moyen de respecter ces obligations est d’associer des lampes et luminaires performants à des automatismes de détection de mouvement et de lumière du jour. En effet, avec les exigences de la RT2012, l’éclairage, dans les bâtiments tertiaires, devient le premier poste de consommations et la méthode de calcul Th-BCE va permettre de prendre en compte l’usage réel de l’éclairage artificiel.
Selon David Le Vély, responsable marketing Legrand France pour solutions bâtiments tertiaires « 43 % de l’énergie consommée en France concernent les bâtiments tertiaires, et l’éclairage représente 24 %. Un bâtiment neuf consomme en moyenne 413 kWhEP/m²/an, valeur bien loin des exigences de la RT2012 de 50 kWhEP/m²/an ! L’éclairage constitue donc un levier important d’économies d’énergie. Legrand a développé un certain nombre d’outils de gestion, à commencer par des compteurs de mesure d’éclairage avec affichage des consommations, ce qui permet à l’exploitant de prendre les mesures nécessaires pour mieux gérer son éclairage ».
Détecteurs de mouvement
Ces capteurs déclenchent l’allumage ou l’extinction de l’éclairage en répondant à la température et au mouvement du corps dans la zone de détection. Parfois, une temporisation est associée au système : le détecteur (avec ballast A1) abaisse progressivement le niveau d’éclairement s’il n’y a plus de mouvement dans l’espace considéré.
Le détecteur de mouvement utilise des technologies passives infrarouges ou actives radio hyperfréquences ou ultrasonique. Il comprend un capteur sensible au déplacement des personnes, couplé à des composants électroniques traitant les signaux. Intégré ou non dans le luminaire, il peut commander un ou plusieurs appareils, être raccordé à un système de gestion centralisée via une interface de communication afin de gérer plusieurs espaces ou piloter plusieurs fonctions.
B.E.G. par exemple, propose le détecteur de mouvement à infrarouge LUXOMAT PD9-M-1C-SDB à encastrer en faux plafond, particulièrement destiné aux salles de bains des hôpitaux avec un angle de détection de 360°, tandis que Gesis RC (radio-fréquence) de Wieland Electric offre aussi la possibilité de programmation horaire et de scénarios lumineux.
Conformément à l’arrêté du 1er août 2006 relatif à l’accessibilité des personnes handicapées, certains systèmes permettent de réaliser l’extinction progressive. Ils peuvent conserver un faible niveau d’éclairement (éclairage de veille).
Souvent, les détecteurs de mouvement associent également la fonction détection de lumière du jour : LUXOMAT PD4-M-TRIO-DALI (B.E.G.) adapté aux salles de classe, ou Gesis KNX (Wieland) qui intègre aussi un dispositif de gradation.
Pour David Le Vély, « Les détecteurs constituent le socle de l’installation : cette étape est essentielle, donc il faut bien identifier le besoin du client et les usages du bâtiment pour définir la solution adaptée. Ainsi les solutions ECO1 et ECO2 de Legrand, adaptées aux pièces de passage sans lumière naturelle (couloirs, sanitaires, archives…) permettent de réduire les consommations de 40 % à 55%. ».
Détecteurs de lumière du jour
On peut trouver aussi le terme « détecteur de luminosité ». Un capteur de lumière, associé ou non au détecteur de mouvement, permet de contrôler le niveau d’éclairement d’une zone bénéficiant de lumière du jour et régule l’éclairage artificiel en fonction de ces apports de lumière gratuite.
Par ailleurs, ces systèmes peuvent comporter une fonction qui permet également de garantir un niveau d’éclairement constant sur la zone à éclairer, quelles que soient les variations de la lumière naturelle. La combinaison des deux dernières solutions (détection de mouvement et cellule photoélectrique) peut conduire à une économie de 60 %.
Ces détecteurs permettent de supprimer des interrupteurs et câblages verticaux, et s’ils sont intégrés aux luminaires, ils ne peuvent être ni obturés ni cassés car ils sont soustraits à la vue directe. Stéphane Veniel, chef de marché, systèmes de gestion, chez Thorn, précise : « certains modèles comme le SensaLite de Thorn peuvent être vendus intégrés ou non aux luminaires ; le choix dépend de la configuration des locaux, de leur taille et également de l’implantation des luminaires. Par ailleurs, les luminaires peuvent être positionnés de façon judicieuse pour procurer une bonne répartition de la lumière mais ne pas correspondre à des emplacements adéquats en ce qui concerne la détection de lumière du jour. Installer un capteur à la porte d’entrée n’est pas toujours le meilleur choix, celle-ci étant le plus souvent éloignée des baies vitrées. Il faut donc procéder à une analyse fine des besoins afin d’opter pour la solution la plus appropriée ». De la détection à la gestion centralisée, en passant par la gestion locale, Thorn déploie une série de gammes (Sensaday, SensaModular) dont les fonctionalités s’adaptent à tout type d’application ; sans oublier les outils développés dans le cadre du TEP (Thorn Energy Partnership) dont une des fonctions permet le calcul en coût global de l’installation et d’obtenir le retour d’investissement.
Dans le neuf, l’offre luminaires avec détecteurs intégrés est généreuse et nombreux sont les fabricants à mettre sur le marché des appareils équipés de dispositifs de détection de mouvement et de lumière du jour, à l’instar de Trilux, par exemple, qui propose Neximo, un lampadaire LED pour l’éclairage des bureaux à répartition directe-indirecte, avec possibilité de variation ou encore Havells-Sylvania, dont la cellule 312 peut intégrer tout type d’appareil, plafonnier ou encastré.
Osram, de son côté, a développé Multi3 LS/PD qui peut s’intégrer ou non dans un luminaire et dont la modularité offre de multiples fonctions : outre la détection de mouvement et de lumière du jour, la variation, un préavis d’extinction, la temporisation est réglable de 10 s à 1 h, et peut relier 6 luminaires entres eux. Hervé Plackowski, responsable systèmes de gestion, Osram explique « le DALI Multi3 professionnel peut commander 64 luminaires, avec 4 sorties, ce ne sont pas moins de 256 luminaires qui peuvent être contrôlés via une programmation par ordinateur ».
Non seulement ces systèmes présentent des gisements d’économies importants, mais ils offrent une qualité d’éclairage et un confort améliorés, notamment avec la possibilité de maintenir un niveau d’éclairement constant grâce à un réglage préprogrammé.
Une gestion à multi-fonctionnalités
Pour Alain Minet, chef de marché pour le tertiaire, l’hospitalier, l’industrie et l’hospitalier, Philips Lighting, « il ne fait nul doute qu’avec la RT2012, les systèmes intelligents de gestion de l’éclairage vont se généraliser, apportant des sources d’économies d’énergie ainsi qu’un éclairage de qualité adapté aux besoins de l’utilisateur, en particulier dans les bureaux ». Citons pour exemple ActiLume, qui est un système de commande de l’éclairage DALI conçu pour offrir un confort optimal et des économies d’énergie pouvant atteindre 75 % (en mode complètement automatique et lorsqu’il est utilisé avec les ballasts Philips HF-Regulator EII Touch et DALI). ActiLume se compose d’un détecteur et d’un contrôleur qui s’intègrent aisément aux luminaires, solution « plug & play » pour les bureaux paysagers (jusqu’à 11 luminaires) ou individuels (4 luminaires par exemple). Utilisé dans une configuration de luminaire maître-esclave, il est facile à utiliser et à installer.
Intelligence également au service du confort avec les systèmes développés par Theben et, entre autres, le Compact office DALI qui offre deux fonctions : type « school » pour les salles de classe et de réunion où la variation manuelle arrête la régulation à lumière constante et l’éclairage est maintenu à la valeur variée tant qu’une présence est détectée (aucune influence de luminosité) ; type « office » pour bureaux individuels et paysagers qui maintient la régulation à lumière constante activée à la nouvelle valeur de consigne de luminosité après la variation manuelle. La désactivation et la réactivation renvoient au mode de régulation avec la valeur de luminosité initialement programmée.
Wago, de son côté, propose un système de gestion d’éclairage intérieur tertiaire basé sur la combinaison d’un automate programmable WAGO-I/O-SYSTEM et un ou plusieurs détecteurs de présence. Cette solution offre une gestion complète de l’éclairage : découpage en différentes zones, gestion de scènes et de niveaux de gradation, prise en compte de l’apport de luminosité naturelle existante et de l’occupation/inoccupation.
Programmation d’ambiances et gestion centralisée
De nombreux protocoles ouverts et systèmes de communication intelligents (DALI, KNX, LON…) permettent d’aller au-delà de ces automatismes pour ajouter des fonctions de recueil d’informations et de télégestion. Avec une gestion fine des ambiances et une flexibilité de l’installation d’éclairage (voire l’interconnectivité de plusieurs systèmes), il est possible d’améliorer encore l’efficacité énergétique et le confort des usagers. A noter que Philips, outre les systèmes ouverts comme LightMaster Modular (LON), LightMaster (KNX) par exemple, a développé ses propres protocoles, notamment le Dynalite.
Les systèmes de gestion d’ambiances offrent la possibilité d’enregistrer plusieurs scénarios que l’utilisateur peut activer simplement et modifier selon ses besoins. Ils permettent de programmer des ambiances lumineuses, de les mémoriser et de les activer d’un simple geste. Le signal est envoyé au récepteur infrarouge qui commande un ou plusieurs luminaires, les mouvements de lumière, la variation de niveaux d’éclairement ou même celle de températures de couleurs. Ce dispositif est peu coûteux du point de vue de l’installation électrique (plus d’interrupteurs ni de câblage vertical), ce qui permet de modifier facilement l’organisation de l’espace.
Pour aller encore plus loin, des systèmes de gestion permettent de piloter et de paramétrer l’ensemble du bâtiment en intégrant plusieurs fonctions comme l’éclairage, le chauffage, les volets roulants.
Schneider, qui propose Konnex (KNX), entre autre, permet de contrôler de manière simultanée : l’éclairage, les ouvrants, le chauffage, les prises… En fonction de la lumière naturelle, de la température externe et interne, de la présence, le chauffage se mettra en action ou en veille ; de même pour l’éclairage, les ouvrants se ferment ou s’ouvrent pour garantir un maximum de confort, et économiser de l’énergie.
Avec, la gamme i-bus® KNX, ABB propose des produits qui couvrent l’ensemble des applications que l’on retrouve dans les bâtiments, de l’éclairage ou de la commande de volets au chauffage à la ventilation en passant par la sécurité et la gestion d’énergie, et bien plus encore.
Citons également Philips, qui a créé « Light Balancing » en partenariat avec Somfy, outil qui permet d’obtenir un juste équilibre entre lumière naturelle et éclairage artificiel. Leurs systèmes fonctionnent en harmonie : lorsque la lumière naturelle est bloquée afin de réduire la température intérieure et les reflets, la lumière artificielle compense automatiquement le niveau de luminosité, et vice-versa. « Une alliance qui offre un confort maximal pour une consommation d’énergie minimale » constate Alain Minet.
Isabelle Arnaud
