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L’ÉCLAIRAGISME
L’éclairage naturel
REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE PUBLIQUE
UNIVERSITE BATNA 1
INSTITUT D’ARCHITECTURE ET D’URBANISME
DEPARTEMENT D’ARCHITECTURE
Réalisé par :
Baatache Salim
Bakhouche Sara
Benaicha Latifa
Ben Amor Amani
Ben Terki Touba
INTRODUCTION
L’éclairage naturel a été durant des siècles un facteur
proéminent durant la phase de conception d’un bâtiment,
Négligé durant un certain temps, il ré-émergea suite a la
crise énergétique des années 1970, La lumière est un
élément essentiel de la vie sur terre et il semble logique que
la lumière naturelle fasse partie intégrante d’un
bâtiment. tout bâtiment devrait donc fournir assez de
lumière naturelle pour ne pas interférer dans le cycle naturel
des êtres vivants. L’éclairage naturel devrait toujours être
pris en compte dans la conception lumière d’un intérieur.
Définition de l’éclairage naturel:
Éclairage: L'éclairage est l'ensemble des moyens qui permettent à
l‘homme de doter son environnement des conditions de
luminosité qu'il estime nécessaires à son activité ou son
agrément.
Selon Wikipédia
L’éclairage naturel est définit par l’apport lumineux fournit par
le soleil, directement ou indirectement.
L’éclairage naturel est une source de lumière dynamique, elle
varie continuellement à travers la journée et l’année. Il se
caractérise par le facteur de lumière du jour FLJ, rapport de
l'éclairement intérieur en un point du local à l'éclairement
extérieur simultané sur une surface horizontale, en site
parfaitement dégagé, par ciel couvert.
www.alternative-consulting.fr
L’éclairage naturel:
Durant l’antiquité, le seul moyen de
faire entrer la lumière naturelle à
l’intérieur d’un bâtiment était à l’aide de
percements.
• Le moyen-âge voit par ailleurs apparaître le
développement du vitrail, des petits morceaux
de verre qui sont soudés entre eux. Principe
qui est souvent utilisé pour réaliser des motifs.
L’éclairage naturel a été durant des siècles
un facteur proéminent durant la phase de
conception d’un bâtiment.
Négligé durant un certain temps, il ré-
émergea suite a la crise énergétique des
années 1970, engendrant une
reconsidération des concepts d’éclairage
alors utilisés.
Antiquité et Moyen-âge
Les fenêtres ont pour but principal de permettre a
un bâtiment de fonctionner, mais il faut garder a
l’esprit que créer un environnement visuellement
plaisant est également important afin de créer un
sentiment de bien-être.
Les avantages de la lumière naturel
L'éclairage naturel
CARACTÉRISATION DE LALUMIÈRE
NATURELLE
La lumière naturelle est la partie visible du rayonnement énergétique provenant du soleil. Sa disponibilité dépend de
nombreux paramètres dont la position du soleil et la couverture nuageuse.
La distribution de la lumière naturelle provenant
du soleil et de la voûte céleste peut être modélisée
par différents types de ciel.
Les grandeurs photométriques
permettent de quantifier la lumière
naturelle reçue par une surface
l’éclairement, et l’impression visuelle produite : la
luminance. L’éclairement est la grandeur la plus utilisée
Les objets et matériaux absorbent, réfléchissent ou
transmettent la lumière naturelle de manière plus
La source de lumière naturelle :
le rayonnement solaire
visible:
La lumière naturelle est la partie visible du rayonnement
électromagnétique provenant du soleil. Les longueurs
d’onde de son spectre
s’étendent de 380 à 780 nanomètres pour la vision diurne.
La composition du rayonnement énergétique global est
variable sur la planète et au cours de l’année, elle varie
également selon les sources. En première approximation,
on peut dire que la répartition est d’environ la moitié
de rayonnement visible et l’autre moitié de non-visible.
Néanmoins, on peut trouver des données chiffrées :
• 51 % de visible et 49 % de non-visible.
[Association Française de l'Éclairage, 1983
Lorsqu’ils traversent l’atmosphère, une partie des
rayons du soleil est réfléchie dans l’espace.
Une autre partie absorbée par l’atmosphère et les
nuages ne parviendra pas jusqu’à la
surface terrestre
. Une dernière partie, après de nombreuses réflexions
dans l’atmosphère,
produira le flux diffus de lumière naturelle. Si la
couverture nuageuse est faible, une partie
du flux lumineux du soleil nous parviendra
directement,
ce rayonnement constitue le flux direct de la lumière
naturelle.
• Les fenêtres ne sont pas seulement un apport de
lumière, elles constituent comme des éléments du
décor, une source d’équilibre. Il ne s’agit pas
seulement en l’occurrence d’un luxe mais également
d’une obligation légale qui prévoit bénéficiassions des
vues sur l’extérieur.
.
• Permettent d’ouvrir des fenêtres qui diffusent la
luminosité au cœur du bâtiment.
.
• Permet d’éclairer le centre d’un bâtiment large, il évite
l’ombre.
• Les types d’éclairage naturel :
Les sheds et lanterneaux
C’est la meilleure solution pour
l’éclairage naturel. Les sheds
permettent de concilier un éclairage
suffisant, homogène et une limitation
des apports solaires. Le vitrage sera
orienté au nord. Ils peuvent
être verticaux, inclinés à 45 °- 60 °
par rapport à l’horizontale.
Les atriums/patios et puits de lumière
pour éviter l’éblouissement
des opérateurs, les prises de jour ne doivent pas être
dans un angle de 30° au-dessus de l’horizontale
Les étagères à lumières
Les conduits à lumière
Les caractéristiques géométriques du local conduisent à choisir soit
un éclairage latéral, soit un éclairage zénithal, soit un mélange des
deux. Trois possibilités s’offrent donc au concepteur pour des:
• locaux de faible hauteur sous plafond (de 2,50 mètres à 3 mètres),
on retiendra un éclairage latéral.
• Pour ceux dont la hauteur est supérieure à 4,50 mètres, l’éclairage
zénithal est indispensable, sauf pour les locaux de faible
profondeur, avec éventuellement un complément par un éclairage
latéral en
• partie haute des façades. Pour les locaux de hauteur intermédiaire,
de 3 mètres à 4,50 mètres, le choix dépend de leurs autres
caractéristiques : la profondeur, la largeur et la forme du bâtiment.
Il est important de ne pas confondre la vue sur l’extérieur à
hauteur des yeux qui est obligatoire,
avec l’éclairage naturel latéral et/ou zénithal qui nécessite la
détermination des dimensions des
prises de jour.
Comment choisir le type d’éclairage naturel ?
COMMENT LA LUMIÈRE NATURELLE S'INSCRIVENT-ELLES DANS LES
PROJETS ARCHITECTURAUX?
1_ La lumière aide à comprendre la
fonctionnalité d'un ouvrage tout en lui allouant
une identité.
2_ Sur le plan architectural, la lumière naturelle
apparaît comme un « outil » particulièrement
riche.
3_ Elle peut révéler un bâtiment par son action
sur les espaces, les formes, les structures, les
matériaux, les couleurs et les significations de
l'édifice.
COMMENT EXPLOITER AU MIEUX LA LUMIÈRE NATURELLE
DANS LES BÂTIMENTS ?
La réflexion architecturale porte son attention sur la
maîtrise d'un éclairage naturel adapté en prenant en
compte la consommation énergétique, le confort des
occupants et la valorisation de l'espace.
C'est le « transport » de la lumière qui doit
désormais être maîtrisé, ce qui suppose de capter,
conduire puis distribuer la lumière.
Capter la lumière du jour :
C'est la recueillir pour :
Capter la lumière du jour consiste à la recueillir pour
éclairer naturellement un bâtiment.
Pour un bâtiment d'implantation déterminée, la
quantité de lumière naturelle disponible est en
fonction :
•Du type de ciel .
•Du moment de l'année.
•De l'heure.
•De l'orientation et l'inclinaison de l'ouverture.
•De l'environnement physique de l'édifice :
bâtiments voisins, type de sol, végétation.
Conduire la lumière :
Transmettre la lumière naturelle
consiste à favoriser sa pénétration à
l'intérieur d'un local.
La pénétration de la lumière dans un
espace est influencée par les
caractéristiques des ouvertures
telles que ses dimensions, leurs
formes, leurs positions et le
matériau de transmission utilisé, qui
peut être transparent ou translucide
Distribuer la lumière naturelle :
Distribuer la lumière naturelle consiste à diriger et à
transporter les rayons lumineux de manière à créer une
bonne répartition de la lumière naturelle dans le bâtiment.
Une répartition harmonieuse de la lumière naturelle dans
un bâtiment peut être favorisée par différentes approches
basées
sur :
• Le type de distribution lumineuse (direct, indirecte).
• La répartition des ouvertures.
• L'agencement des parois intérieures.
• Le matériau des surfaces du local.
• Les zones de distribution lumineuse.
• Les systèmes de distribution lumineuse.
Contrôler la lumière:
Contrôler la lumière naturelle consiste à gérer la
quantité et la
distribution de la lumière dans un espace en
fonction de la variation des conditions
climatiques et les besoins des occupants.
La gestion de l'éclairage permet, d'une part, de
répondre à la variation continue de la lumière
naturelle et, d'autre part, d'adapter l'ambiance
lumineuse d'un local pour correspondre au
mieux aux besoins de ses utilisateurs.
On peut diviser les solutions de contrôle de l'éclairage naturel en trois catégories:
1- L'utilisation des systèmes d'éclairage naturel adaptables, tels que
des éléments de contrôle amovibles
2- Le zonage de l'installation d'éclairage artificiel en fonction
de la lumière naturelle disponible.
3- La régulation du flux des lampes en fonction de la
présence de la lumière naturelle.
Se protéger de la lumière:
Se protéger de la lumière naturelle
consiste à arrêter partiellement ou
totalement le rayonnement lumineux
lorsqu'il présente des caractéristiques
néfastes à l'utilisation d'un local.
Pour atteindre le confort visuel, il est
essentiel de se protéger de
l'éblouissement.
On appelle protection solaire tout corps
empêchant le rayonnement solaire
d'atteindre une surface qu'on souhaite ne
pas voir ensoleillée. Citons, par exemple,
la végétation, les auvents, les écrans
mobiles ou les vitrages spéciaux.
Le fonctionnement d'une protection solaire peut être basé
sur plusieurs phénomènes physiques:
-L'absorption
- La réflexion
- la réfraction
-La diffraction
Les problèmes poser par une
étude d’ensoleillement sont
rarement simples.
En effet, les variables sont
nombreuses : variation de la
position du soleil en fonction du
temps (heure et date) et du lieu
(l’attitude et orientation).
Par ailleurs, l’attitude de l’utilisateur du bâtiment
est complexe : c’est principalement en hiver qu’il
recherche l’ensoleillement ; en été, il faut
absolument qu’il puise s’en protéger sans
toutefois réduire de façon trop importante
l’éclairage naturel de l’intérieur des locaux.
Le choix du vitrage influence non seulement la lumière
transmise mais aussi les gains solaires et les pertes de
chaleur au travers de la fenêtre. La transmission lumineuse
et énergétique d'un vitrage peut être caractérisée par trois
paramètres :
i. son coefficient de conductivité thermique k (aussi
appelé U),
ii. son facteur solaire (FS ou g),
iii. son coefficient de transmission lumineuse (Tl).
La lumière qui rencontre un vitrage est
transmise, absorbée et réfléchie, selon des
proportions qui dépendent en grande partie du
type de vitrage.
LES PRINCIPES DE CONCEPTION DE L’ÉCLAIRAGE
NATUREL
L’orientation:
les ouvertures zénithales
La taille des baies
• L’éclairage naturel est depuis toujours une constante de l’architecture. La lumière naturelle met en
valeur l’architecture, anime les espaces intérieurs. Ses effets bénéfiques sur la santé, le moral, la
productivité …. ne sont plus à démontrer.
• Domestiquer la lumière naturelle à l’intérieur d’un bâtiment relève de la pure démarche
architecturale, mais intègre également un savoir technique avancé. En effet, la recherche des
ambiances utilisant la lumière naturelle prend en compte pour chaque projet les données du site
et de son climat, les formes architecturales du bâtiment, ainsi que les avancées technologies
actuelles.
• Maîtriser l'éclairage naturel est primordial dès la conception pour garantir un éclairement
suffisant qui respecte les contrastes pour procurer une confortable perception visuelle, mais en
évitant les inconvénients comme les apports thermiques excessifs, l'éblouissement, les nuisances
sonores.
Conclusion:

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L'éclairage naturel

  • 1. L’ÉCLAIRAGISME L’éclairage naturel REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE PUBLIQUE UNIVERSITE BATNA 1 INSTITUT D’ARCHITECTURE ET D’URBANISME DEPARTEMENT D’ARCHITECTURE Réalisé par : Baatache Salim Bakhouche Sara Benaicha Latifa Ben Amor Amani Ben Terki Touba
  • 2. INTRODUCTION L’éclairage naturel a été durant des siècles un facteur proéminent durant la phase de conception d’un bâtiment, Négligé durant un certain temps, il ré-émergea suite a la crise énergétique des années 1970, La lumière est un élément essentiel de la vie sur terre et il semble logique que la lumière naturelle fasse partie intégrante d’un bâtiment. tout bâtiment devrait donc fournir assez de lumière naturelle pour ne pas interférer dans le cycle naturel des êtres vivants. L’éclairage naturel devrait toujours être pris en compte dans la conception lumière d’un intérieur.
  • 3. Définition de l’éclairage naturel: Éclairage: L'éclairage est l'ensemble des moyens qui permettent à l‘homme de doter son environnement des conditions de luminosité qu'il estime nécessaires à son activité ou son agrément. Selon Wikipédia L’éclairage naturel est définit par l’apport lumineux fournit par le soleil, directement ou indirectement. L’éclairage naturel est une source de lumière dynamique, elle varie continuellement à travers la journée et l’année. Il se caractérise par le facteur de lumière du jour FLJ, rapport de l'éclairement intérieur en un point du local à l'éclairement extérieur simultané sur une surface horizontale, en site parfaitement dégagé, par ciel couvert. www.alternative-consulting.fr L’éclairage naturel:
  • 4. Durant l’antiquité, le seul moyen de faire entrer la lumière naturelle à l’intérieur d’un bâtiment était à l’aide de percements. • Le moyen-âge voit par ailleurs apparaître le développement du vitrail, des petits morceaux de verre qui sont soudés entre eux. Principe qui est souvent utilisé pour réaliser des motifs. L’éclairage naturel a été durant des siècles un facteur proéminent durant la phase de conception d’un bâtiment. Négligé durant un certain temps, il ré- émergea suite a la crise énergétique des années 1970, engendrant une reconsidération des concepts d’éclairage alors utilisés. Antiquité et Moyen-âge Les fenêtres ont pour but principal de permettre a un bâtiment de fonctionner, mais il faut garder a l’esprit que créer un environnement visuellement plaisant est également important afin de créer un sentiment de bien-être.
  • 5. Les avantages de la lumière naturel
  • 7. CARACTÉRISATION DE LALUMIÈRE NATURELLE La lumière naturelle est la partie visible du rayonnement énergétique provenant du soleil. Sa disponibilité dépend de nombreux paramètres dont la position du soleil et la couverture nuageuse. La distribution de la lumière naturelle provenant du soleil et de la voûte céleste peut être modélisée par différents types de ciel. Les grandeurs photométriques permettent de quantifier la lumière naturelle reçue par une surface
  • 8. l’éclairement, et l’impression visuelle produite : la luminance. L’éclairement est la grandeur la plus utilisée Les objets et matériaux absorbent, réfléchissent ou transmettent la lumière naturelle de manière plus
  • 9. La source de lumière naturelle : le rayonnement solaire visible: La lumière naturelle est la partie visible du rayonnement électromagnétique provenant du soleil. Les longueurs d’onde de son spectre s’étendent de 380 à 780 nanomètres pour la vision diurne. La composition du rayonnement énergétique global est variable sur la planète et au cours de l’année, elle varie également selon les sources. En première approximation, on peut dire que la répartition est d’environ la moitié de rayonnement visible et l’autre moitié de non-visible. Néanmoins, on peut trouver des données chiffrées : • 51 % de visible et 49 % de non-visible. [Association Française de l'Éclairage, 1983
  • 10. Lorsqu’ils traversent l’atmosphère, une partie des rayons du soleil est réfléchie dans l’espace. Une autre partie absorbée par l’atmosphère et les nuages ne parviendra pas jusqu’à la surface terrestre . Une dernière partie, après de nombreuses réflexions dans l’atmosphère, produira le flux diffus de lumière naturelle. Si la couverture nuageuse est faible, une partie du flux lumineux du soleil nous parviendra directement, ce rayonnement constitue le flux direct de la lumière naturelle.
  • 11. • Les fenêtres ne sont pas seulement un apport de lumière, elles constituent comme des éléments du décor, une source d’équilibre. Il ne s’agit pas seulement en l’occurrence d’un luxe mais également d’une obligation légale qui prévoit bénéficiassions des vues sur l’extérieur. . • Permettent d’ouvrir des fenêtres qui diffusent la luminosité au cœur du bâtiment. . • Permet d’éclairer le centre d’un bâtiment large, il évite l’ombre. • Les types d’éclairage naturel :
  • 12. Les sheds et lanterneaux C’est la meilleure solution pour l’éclairage naturel. Les sheds permettent de concilier un éclairage suffisant, homogène et une limitation des apports solaires. Le vitrage sera orienté au nord. Ils peuvent être verticaux, inclinés à 45 °- 60 ° par rapport à l’horizontale.
  • 13. Les atriums/patios et puits de lumière pour éviter l’éblouissement des opérateurs, les prises de jour ne doivent pas être dans un angle de 30° au-dessus de l’horizontale
  • 14. Les étagères à lumières
  • 15. Les conduits à lumière
  • 16. Les caractéristiques géométriques du local conduisent à choisir soit un éclairage latéral, soit un éclairage zénithal, soit un mélange des deux. Trois possibilités s’offrent donc au concepteur pour des: • locaux de faible hauteur sous plafond (de 2,50 mètres à 3 mètres), on retiendra un éclairage latéral. • Pour ceux dont la hauteur est supérieure à 4,50 mètres, l’éclairage zénithal est indispensable, sauf pour les locaux de faible profondeur, avec éventuellement un complément par un éclairage latéral en • partie haute des façades. Pour les locaux de hauteur intermédiaire, de 3 mètres à 4,50 mètres, le choix dépend de leurs autres caractéristiques : la profondeur, la largeur et la forme du bâtiment. Il est important de ne pas confondre la vue sur l’extérieur à hauteur des yeux qui est obligatoire, avec l’éclairage naturel latéral et/ou zénithal qui nécessite la détermination des dimensions des prises de jour. Comment choisir le type d’éclairage naturel ?
  • 17. COMMENT LA LUMIÈRE NATURELLE S'INSCRIVENT-ELLES DANS LES PROJETS ARCHITECTURAUX? 1_ La lumière aide à comprendre la fonctionnalité d'un ouvrage tout en lui allouant une identité. 2_ Sur le plan architectural, la lumière naturelle apparaît comme un « outil » particulièrement riche. 3_ Elle peut révéler un bâtiment par son action sur les espaces, les formes, les structures, les matériaux, les couleurs et les significations de l'édifice.
  • 18. COMMENT EXPLOITER AU MIEUX LA LUMIÈRE NATURELLE DANS LES BÂTIMENTS ? La réflexion architecturale porte son attention sur la maîtrise d'un éclairage naturel adapté en prenant en compte la consommation énergétique, le confort des occupants et la valorisation de l'espace. C'est le « transport » de la lumière qui doit désormais être maîtrisé, ce qui suppose de capter, conduire puis distribuer la lumière.
  • 19. Capter la lumière du jour : C'est la recueillir pour : Capter la lumière du jour consiste à la recueillir pour éclairer naturellement un bâtiment. Pour un bâtiment d'implantation déterminée, la quantité de lumière naturelle disponible est en fonction : •Du type de ciel . •Du moment de l'année. •De l'heure. •De l'orientation et l'inclinaison de l'ouverture. •De l'environnement physique de l'édifice : bâtiments voisins, type de sol, végétation.
  • 20. Conduire la lumière : Transmettre la lumière naturelle consiste à favoriser sa pénétration à l'intérieur d'un local. La pénétration de la lumière dans un espace est influencée par les caractéristiques des ouvertures telles que ses dimensions, leurs formes, leurs positions et le matériau de transmission utilisé, qui peut être transparent ou translucide
  • 21. Distribuer la lumière naturelle : Distribuer la lumière naturelle consiste à diriger et à transporter les rayons lumineux de manière à créer une bonne répartition de la lumière naturelle dans le bâtiment. Une répartition harmonieuse de la lumière naturelle dans un bâtiment peut être favorisée par différentes approches basées sur : • Le type de distribution lumineuse (direct, indirecte). • La répartition des ouvertures. • L'agencement des parois intérieures. • Le matériau des surfaces du local. • Les zones de distribution lumineuse. • Les systèmes de distribution lumineuse.
  • 22. Contrôler la lumière: Contrôler la lumière naturelle consiste à gérer la quantité et la distribution de la lumière dans un espace en fonction de la variation des conditions climatiques et les besoins des occupants. La gestion de l'éclairage permet, d'une part, de répondre à la variation continue de la lumière naturelle et, d'autre part, d'adapter l'ambiance lumineuse d'un local pour correspondre au mieux aux besoins de ses utilisateurs.
  • 23. On peut diviser les solutions de contrôle de l'éclairage naturel en trois catégories: 1- L'utilisation des systèmes d'éclairage naturel adaptables, tels que des éléments de contrôle amovibles
  • 24. 2- Le zonage de l'installation d'éclairage artificiel en fonction de la lumière naturelle disponible.
  • 25. 3- La régulation du flux des lampes en fonction de la présence de la lumière naturelle.
  • 26. Se protéger de la lumière: Se protéger de la lumière naturelle consiste à arrêter partiellement ou totalement le rayonnement lumineux lorsqu'il présente des caractéristiques néfastes à l'utilisation d'un local. Pour atteindre le confort visuel, il est essentiel de se protéger de l'éblouissement. On appelle protection solaire tout corps empêchant le rayonnement solaire d'atteindre une surface qu'on souhaite ne pas voir ensoleillée. Citons, par exemple, la végétation, les auvents, les écrans mobiles ou les vitrages spéciaux. Le fonctionnement d'une protection solaire peut être basé sur plusieurs phénomènes physiques: -L'absorption - La réflexion - la réfraction -La diffraction
  • 27. Les problèmes poser par une étude d’ensoleillement sont rarement simples. En effet, les variables sont nombreuses : variation de la position du soleil en fonction du temps (heure et date) et du lieu (l’attitude et orientation). Par ailleurs, l’attitude de l’utilisateur du bâtiment est complexe : c’est principalement en hiver qu’il recherche l’ensoleillement ; en été, il faut absolument qu’il puise s’en protéger sans toutefois réduire de façon trop importante l’éclairage naturel de l’intérieur des locaux.
  • 28. Le choix du vitrage influence non seulement la lumière transmise mais aussi les gains solaires et les pertes de chaleur au travers de la fenêtre. La transmission lumineuse et énergétique d'un vitrage peut être caractérisée par trois paramètres : i. son coefficient de conductivité thermique k (aussi appelé U), ii. son facteur solaire (FS ou g), iii. son coefficient de transmission lumineuse (Tl). La lumière qui rencontre un vitrage est transmise, absorbée et réfléchie, selon des proportions qui dépendent en grande partie du type de vitrage.
  • 29. LES PRINCIPES DE CONCEPTION DE L’ÉCLAIRAGE NATUREL L’orientation:
  • 31. La taille des baies
  • 32. • L’éclairage naturel est depuis toujours une constante de l’architecture. La lumière naturelle met en valeur l’architecture, anime les espaces intérieurs. Ses effets bénéfiques sur la santé, le moral, la productivité …. ne sont plus à démontrer. • Domestiquer la lumière naturelle à l’intérieur d’un bâtiment relève de la pure démarche architecturale, mais intègre également un savoir technique avancé. En effet, la recherche des ambiances utilisant la lumière naturelle prend en compte pour chaque projet les données du site et de son climat, les formes architecturales du bâtiment, ainsi que les avancées technologies actuelles. • Maîtriser l'éclairage naturel est primordial dès la conception pour garantir un éclairement suffisant qui respecte les contrastes pour procurer une confortable perception visuelle, mais en évitant les inconvénients comme les apports thermiques excessifs, l'éblouissement, les nuisances sonores. Conclusion: