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Interview

Conception de l'éclairage : « Le bon éclairage au bon moment »

Mathias Wambsganß est professeur de conception de l'éclairage et de technologie du bâtiment à l'université des sciences appliquées de Rosenheim, siège au conseil d'administration de l'Association allemande des technologies de l'éclairage (LiTG) et est l'un des associés fondateurs de 3lpi, un studio de conception d'éclairage à Munich. Depuis 15 ans, il participe au contrôle de l'énergie sous les auspices du ministère fédéral de l'économie, où il divise les bâtiments en « tranches d'énergie ». Dans cet entretien, Wambsganß parle de l'utilisation de systèmes d'éclairage choisis sans soin, des économies potentielles manquées et de la nécessité absolue de placer l'humain au centre de toute conception.

Aujourd'hui, l'éclairage est censé être aussi efficace que possible. En même temps, les utilisateurs veulent du confort. Ces exigences peuvent-elles coexister?

Oui, c'est possible, car des moyens d'éclairage très efficaces sont désormais disponibles. Il n'est plus nécessaire d'optimiser un système d'éclairage en se basant uniquement sur sa consommation d'énergie. En outre, la consommation d'énergie et les coûts associés doivent toujours être considérés par rapport à d'autres coûts. Les coûts de personnel, par exemple, représentent un poste beaucoup plus important dans le budget des entreprises. L'éclairage d'un bureau coûte, dans le pire des cas, c'est-à-dire lorsque la lumière naturelle est faible et que les heures de fonctionnement sont longues, entre 8 et 10 euros par mètre carré et par an. À titre de comparaison, les employeurs paient 5 000 euros et plus par employé sur la même période, mesurée en fonction du même espace. De ce point de vue, nous devons absolument cesser de mesurer les solutions d'éclairage principalement en fonction de leurs caractéristiques énergétiques et commencer à mettre davantage l'accent sur la qualité de l'éclairage. Car en fin de compte, l'éclairage exerce une influence considérable sur le bien-être des employés et leurs performances.

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Si la qualité de l'éclairage n'est pas utilisée comme base pour la conception d'un système d'éclairage conventionnel pour un bâtiment commercial, qu'est-ce qui l'est?

Il existe des normes d'éclairage d'un lieu de travail, qui imposent de respecter certains seuils, par exemple 500 lux dans un bureau. Beaucoup considèrent que le respect de ces niveaux d'éclairage équivaut à la qualité de l'éclairage. Cependant, l'éclairement lumineux ne peut pas être vu. Il décrit la quantité de lumière qui frappe une surface. L'effet sur l'œil humain dépend cependant du matériau de la surface.

En outre, cette norme suppose un employé de 20 ans. Une personne de 50 ans, en revanche, a besoin de 50 % de lumière en plus pour effectuer des tâches visuelles avec le même niveau de qualité. Par conséquent, je commence par me demander si « 500 lux » est le bon objectif de conception. En examinant la productivité et les influences de la lumière sur la santé, il est devenu évident que nous avons besoin de plus de lumière pour certaines tâches à certains moments. Dans un forum d'experts au LiTG, nous discutons de la question de savoir si cette norme est durable dans sa forme actuelle à long terme. Dans ce cas, définir une bande passante de 500 à 1 000 lux serait probablement une meilleure solution.

Mais l'ordonnance sur les économies d'énergie comprend également des spécifications. Votre désir de « plus de lumière » entrera-t-il en conflit avec les objectifs d'efficacité?

Dans une certaine mesure, mais faible, oui. Cependant, vous devez examiner la relation globale et considérer les choses d'un point de vue différent. Par exemple, la puissance installée par rapport à ce qui est réellement utilisé, puisque le bilan énergétique tient compte en fin de compte de ce qui a été réellement consommé.

Pour arriver à un bon résultat, un processus en deux temps est plus judicieux à mon avis : tout d'abord, nous devons nous demander quelles sont les conditions d'éclairage les plus utiles dans la situation de travail. L'importance de la personne qui travaillera dans cet espace joue un rôle important. Ensuite, nous prenons les mesures nécessaires pour configurer la solution d'éclairage la plus efficace. Outre la sélection de produits efficaces, il convient également de se poser des questions sur la manière de contrôler ou de réguler la lumière. Bien qu'il ait été démontré que l'installation d'un peu plus de puissance d'éclairage est financièrement intéressante, les économies possibles grâce à un système de gestion de l'éclairage sont encore plus importantes.

Le choix d'un système d'éclairage spécifique est moins motivé par les coûts. Au contraire, les lignes directrices émises par le législateur ont plus de poids, et elles ont déclaré que la question concerne la santé et la productivité des employés.

La phrase clé ici est « la bonne lumière au bon moment ». Cela concerne la quantité de lumière et, le cas échéant, le spectre utilisé. Cela signifie que le type et les moyens de contrôler la lumière doivent être développés davantage afin que le choix du « bon » type d'éclairage devienne tout aussi important que l'efficacité.

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À votre avis, à quoi cela devrait-il ressembler?

Si vous considérez la sensibilité et la réactivité de nos yeux, il est en réalité assez difficile de contrôler ou de réguler l'éclairage. À mon avis, cela n'a pas encore été suffisamment décrit. Nous avons donc besoin de renseignements sur la meilleure façon d'harmoniser les spécifications techniques avec l'ergonomie de l'œil humain. Un exemple : si un bureau est équipé d'un système de contrôle de l'éclairage en fonction de la lumière du jour, la luminosité ne doit pas commencer directement à 100 % puis descendre jusqu'au point de consigne. L'utilisateur a l'impression qu'il fait trop sombre, car l'œil humain s'adapte rapidement à des niveaux de lumière plus élevés, mais met plus de temps à s'adapter à une lumière réduite. Le message envoyé à l'utilisateur est inévitablement qu'il pourrait avoir plus de lumière, mais qu'il n'en a pas. Inversement, la quantité de lumière ne doit pas s'allumer lentement, en augmentant progressivement vers l'éclairage nominal – l'utilisateur supposera rapidement qu'il y a un problème avec l'interrupteur. Afin de régler correctement ces points dans le contrôleur, le programmeur doit connaître les valeurs appropriées pour chaque fonction et les caractéristiques du système attendues par l'utilisateur lors du démarrage.

La procédure actuelle d'acceptation des systèmes d'éclairage n'est-elle donc pas suffisamment mature parce que les ingénieurs électriciens ne connaissent pas suffisamment les spécificités de l'ergonomie visuelle?

Dans une certaine mesure, oui. De nombreux experts ne le savent pas encore. En général, ils ne savent pas comment l'œil fonctionne et ne peuvent donc pas prendre en compte de manière adéquate les facteurs pertinents lors de l'opération ou de la réception. Nous devrions en déduire qu'il est en fait logique de travailler à une meilleure méthode d'utilisation et de réception des systèmes d'éclairage. Il n'est pas nécessaire qu'il s'agisse d'une norme établie par le législateur. Elle pourrait, par exemple, également être basée sur les renseignements fournis par les fabricants de contrôleurs d'éclairage concernant le fonctionnement le plus ergonomique d'un système avec leurs composants dans des applications spécifiques. Les connaissances que nous avons déjà ne sont utiles à l'opérateur que si quelqu'un a appliqué ces renseignements pour améliorer les choses. En d'autres termes, nous avons besoin de lignes directrices pour mettre en œuvre les meilleures pratiques.

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Pensez-vous donc que votre prétendue volonté de promouvoir la qualité de l'éclairage par le contrôle de l'éclairage façonnera la conception et la technologie des capteurs?

Cela pourrait s'avérer nécessaire, car les capteurs actuellement disponibles ne mesurent généralement que la luminosité en plus de la présence. Si vous examinez le sujet « Éclairage et santé », les capteurs sont nécessaires pour évaluer la lumière reçue par la fonction non visuelle de l'œil, ou pour mesurer la composition spectrale de la lumière. Le professeur Herbert Plischke, titulaire de la chaire « Éclairage et santé » à l'université de Munich, expérimente actuellement des capteurs qui y contribueront. Cependant, je suppose qu'il faudra quelques applications à grande échelle pour rendre ces capteurs abordables.

Pensez-vous qu'un système qui fonctionne bien diffère d'un point de vue investissement d'un système qui ne fonctionne pas aussi bien? L'utilisation de la technologie est souvent assez similaire...

Il n'y a certainement aucune différence du côté du matériel. J'ai vu des solutions d'éclairage avec du matériel coûteux qui ne fonctionnaient pas ou qui n'avaient qu'une fonctionnalité limitée. Le matériel peut évidemment être une source d'erreurs, par exemple si un capteur a été sélectionné avec des caractéristiques qui ne correspondent pas à l'emplacement de l'installation. Cependant, si je suppose que les concepteurs ont recherché les bons composants, la question est de savoir si des dépenses plus importantes sont engagées lors d'une mise en service correctement exécutée, c'est-à-dire si elle a été correctement dimensionnée et paramétrée. Dans ce cas, je pense que oui. Cependant, je pense que ces dépenses devraient être payées. Si les défis de la conception sont correctement documentés, ils ne devraient pas être classés comme des coûts « supplémentaires » par les propriétaires des bâtiments.

Pouvez-vous compter sur des économies pendant l'exploitation si la mise en service a été effectuée avec soin?

Pas nécessairement. Cependant, vous vous épargnerez des désagréments de la part de vos utilisateurs, et cela n'a pas de prix. Si un système commandé sans soin conduit à des contrôles pratiquement inopérants, les coûts d'exploitation augmentent naturellement. Les économies potentielles sont perdues.

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Les exigences de l'ordonnance sur les économies d'énergie s'appliquent également aux bâtiments existants. Selon vous, les économies potentielles en matière d'éclairage sont-elles suffisamment importantes pour être budgétées lors de rénovations?

Bien entendu, cela dépend de l'âge du système actuel et de la radicalité des rénovations. Cependant, même en posant la simple question « quelle quantité de lumière par watt utilisée atteint réellement l'espace », on obtient rapidement un résultat positif. Si l'on compare les lampes modernes à DEL avec les tubes fluorescents conventionnels d'il y a 15 ans, le facteur de différence est proche de deux. Changer simplement les lampes peut être considéré comme « cueillir les fruits à portée de main ». L'automatisation du système est une autre option qui offre un potentiel d'économies supplémentaire.

Quels sont les défis que vous rencontrez le plus souvent dans les projets de rénovation?

Lors d'une rénovation lourde, c'est-à-dire lorsque de nouveaux câbles sont posés, cela fonctionne comme une nouvelle construction pour les concepteurs. Une rénovation partielle est tout à fait différente. Si les points d'éclairage au plafond sont maintenus (c'est-à-dire qu'il n'y a qu'une seule ligne d'alimentation électrique disponible), les solutions qui vont bien au-delà des simples interrupteurs analogiques sont très limitées. À l'avenir, il serait judicieux de recommander des solutions sans fil.

Imaginez que vous soyez l'opérateur et que vous puissiez décider quel système sera installé. Voyez-vous un avantage à ce que votre propre personnel soit en mesure de remplacer des composants défectueux ou d'adapter le système lorsque les espaces sont restructurés?

Beaucoup de systèmes ne sont-ils pas essentiellement propriétaires parce qu'ils portent la marque du programmeur? Même en choisissant un système à code source ouvert, un certain niveau de dépendance est généré lors de la mise en service. Dans ce contexte, ce que vous décrivez semble presque être un rêve. Cela devrait se passer comme suit : si je convertis l'espace, je pourrais assigner les lumières et les interrupteurs avec mon propre personnel et je n'aurais pas besoin d'un programmeur hautement qualifié et coûteux. En tant qu'opérateur, je ne serais certainement pas heureux d'être marié de force à mon programmeur système.

Entretien : Martin Hardenfels et Julia Ockenga

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