L'éclairage naturel des bâtiments

Sommaire

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Table des matières.............................................. 7

Introduction....................................................... 15

Première partie : la lumière naturelle........... 19

Chapitre 1 : les caractéristiques physiques............................. 21

1.1 Le rayonnement électromagnétique...................................... 22

1.2 La décomposition du spectre lumineux................................. 23

1.3 La propagation de la lumière................................................ 25

• La trajectoire

- La ligne droite

- La diffraction

• L'absorption

• La réflexion

• La transmission

- La diffusion

- La réfraction

- La polarisation

1.4 Les transformations de la lumière......................................... 30

1.5 La bibliographie................................................................... 31

Chapitre 2 : les grandeurs photométriques............................ 33

2.1 La photométrie.................................................................... 34

2.2 Les instruments de mesure................................................... 34

2.3 Le flux lumineux.................................................................. 35

2.4 La répartition spectrale lumineuse........................................ 36

• La température de couleur

• L'indice de rendu des couleurs

2.5 L’intensité lumineuse............................................................ 39

2.6 L’éclairement....................................................................... 40

2.7 La luminance........................................................................ 41

2.8 Le facteur de lumière du jour................................................ 42

2.9 La bibliographie................................................................... 43

Chapitre 3 : les sources de la lumière diurne.......................... 45

3.1 Le soleil............................................................................... 46

• Les projections solaires

3.2 Les ciels............................................................................... 50

• Les modèles standards

• La convention actuelle

3.3 L’éclairement solaire global.................................................. 53

• L’éclairement énergétique

• L’éclairement lumineux

3.4 La bibliographie................................................................... 56

Deuxième partie : le bâtiment....................... 57

Chapitre 4: la stratégie de la lumière naturelle...................... 59

4.1 La stratégie.......................................................................... 60

• Les simulations

4.2 Capter.................................................................................. 62

• Le principe

• L’influence du type de ciel

• L’influence du moment de l’année

• L’influence de l’heure

• L’influence de l’orientation de l’ouverture

• L’influence de l’inclinaison de l’ouverture

• L’influence de l’environnement

- Le calcul des masques solaires

4.3 Transmettre.......................................................................... 78

• Le principe

• Les caractéristiques de la fenêtre

- Les dimensions de l’ouverture

- La forme de l’ouverture

- La position de l’ouverture

- Le matériau de transmission

• Les dimensions du local

• L’aménagement intérieur du local

4.4 Distribuer............................................................................. 94

• Le principe

• Le type de distribution lumineuse

• La répartition des ouvertures

• L’agencement des parois intérieures

• Le matériau des surfaces du local

• Les zones de distribution lumineuse

- Les puits de lumière

- Les serres

- Les atria

• Les systèmes de distribution lumineuse

- Les light shelves

- Les systèmes anidoliques

- Les conduits solaires

- Les appuis de fenêtre réfléchissants

- L’inclinaison du matériau de transmission

- Les stores réfléchissants

- Les laser-cut panels

- Les systèmes holographiques

- Les vitrages directionnels

4.5 Se protéger......................................................................... 113

• Le principe

• Les objectifs de la protection

- La limitation de l’éblouissement

- La diminution des surchauffes

- La suppression de l’insolation directe

- L’intimité des occupants

- L’occultation des locaux

- La décoration de la fenêtre

• Le choix de la technologie

- L’emplacement des protections solaires

- La mobilité des protections solaires

• Les types de protections solaires

- Les éléments architecturaux

- Les protections ajoutées

- Les vitrages protecteurs

• Le choix de la protection

4.6 Contrôler............................................................................ 130

• Le principe

• Les systèmes adaptables

- La végétation

- Les éléments de contrôle amovibles

• Le zonage de l’installation d’éclairage artificiel en

fonction de la lumière naturelle

• La régulation du flux des lampes en fonction de la lumière naturelle

- Le système par commandes en paliers

- Le dimming

- Le choix du système de régulation

Le pouvoir isolant des protections solaires

La réduction de la décoloration de certains matériaux

Les protections liées à l’environnement

Le système par enclenchement/déclenchement

Les déflecteurs diffusants dans des ouvertures zénithales

• La sensibilisation du personnel

• L’automatisation des commandes

- Exemple: l’automatisation des protections solaires

- La gestion centralisée de l’éclairage

4.7 La bibliographie................................................................. 140

Chapitre 5 : les ambiances lumineuses.................................. 143

5.1 Les types d’ambiances lumineuses...................................... 144

5.2 La relation entre la lumière et l’espace................................ 145

• La lumière et les limites

- La lumière sert de lien entre l’intérieur et l’extérieur.

- La lumière relie des pièces.

- La lumière sépare des pièces.

• La lumière dans l’espace

- La lumière unifie l’espace.

- La lumière divise l’espace.

- La lumière influence les proportions.

• La lumière qui dirige

- La lumière crée un lieu focal.

- La lumière souligne une direction.

- La lumière est porteuse d’une dynamique.

- La lumière développe une hiérarchie.

5.3 La relation entre la lumière et la forme............................... 154

- La lumière accentue la forme.

- La lumière dissout la forme.

5.4 La relation entre la lumière et la structure........................... 157

- La lumière met en évidence la structure.

- La lumière dissimule la structure.

5.5 La relation entre la lumière et le matériau.......................... 159

• La lumière et la matière

- La lumière met en évidence le matériau.

- La lumière efface le matériau.

- Le matériau est une source de lumière.

La lumière marque la séparation entre l’intérieur et l’extérieur.

• La lumière et la couleur

- Les surfaces colorées

- La lumière colorée par réflexion

- La lumière colorée par transmission

5.6 Les significations de la lumière........................................... 166

• La lumière et l’ombre

• La signification des ambiances lumineuses

- La lumière-éclairage

- La lumière scénographique

- La lumière-émotions

- La lumière contemplative

- La lumière métaphorique

- La lumière symbolique

5.7 La bibliographie................................................................. 172

Chapitre 6 : la prédétermination de l’éclairage naturel....... 173

6.1 Les outils de prédétermination............................................ 174

6.2 Les méthodes de calcul simplifiées...................................... 175

6.3 Les simulations à l’aide d’un logiciel...................................... 177

• Un exemple: ADELINE

6.4 Les modèles réduits................................................................. 183

• La construction des modèles réduits

• Les modèles réduits sous ciel réel

- Les prototypes de taille réelle

• Les modèles réduits sous ciel artificiel

- Le soleil artificiel

6.5 Le choix de l’outil d’étude...................................................... 197

6.6 La bibliographie....................................................................... 199

Un exemple: la méthode de calcul du facteur de lumière du jour

Troisième partie : l’occupant.......................... 201

Chapitre 7 : la perception visuelle............................................. 203

7.1 La vision.................................................................................. 204

7.2 La perception de l’intensité lumineuse................................... 206

• La rétine

- Les cônes

- Les bâtonnets

• L’éblouissement

• La sensibilité aux contrastes

7.3 L’appréciation de l’espace....................................................... 210

• Le champ visuel

• La perception des distances

7.4 La distinction des couleurs...................................................... 212

7.5 L’acuité visuelle....................................................................... 213

7.6 L’influence du psychisme......................................................... 214

7.7 La bibliographie....................................................................... 215

Chapitre 8 : le confort visuel..................................................... 217

8.1 Les paramètres du confort visuel............................................ 218

8.2 Le niveau d’éclairement........................................................... 219

• L’éclairement des lieux de travail

• L’éclairement des autres types de locaux

• Le facteur de lumière du jour

8.3 La distribution lumineuse......................................................... 223

• La répartition de la lumière

• Les rapports de luminance

• Les ombres gênantes

• La mise en valeur du relief et du modelé

8.4 La relation au monde extérieur............................................... 227

8.5 Le spectre lumineux................................................................ 228

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