Un sacré potentiel de business éclairage connecté

Dans les bâtiments anciens, l’éclairage est le 3^ème poste des consommations, après le chauffage et l’électricité spécifique avec 24 % des consommations d’énergie. En agissant de suite sur l’éclairage, le propriétaire n’agit pas seulement sur le premier poste de dépense mais sur celui qui est visible et le plus facile à mettre en œuvre. D’autant que depuis la numérisation de l’éclairage et l’arrivée des LED, les solutions de pilotage connectées permettent une gestion quotidienne des plus simples et intuitives.

Il existe des solutions « de pilotage de l’éclairage » qui permettent d’obtenir une efficacité énergétique maximum. Ces solutions sont intelligentes. Elles permettent d’apporter un éclairage artificiel tenant compte de l’éclairage naturel et de gérer la demande uniquement pendant l’occupation. Plus le bâtiment est éclairé plus l’investissement est faible au regard des économies. Dès la première minute de fonctionnement, la facture d’électricité est divisée par un facteur 4, voire plus !

© Technilum – Hugo Da Costa (Theben)

La gestion active de l’énergie est un concept indispensable à tout projet

En 2017, seulement 8% surfaces étaient contrôlées par détection de présence et 4% par des systèmes de gradation en fonction des apports de lumière du jour car la mise en œuvre de ces systèmes implique d’installer des luminaires électroniques.

Le vivier d’affaires pour les installateurs est gigantesque. Ceux qui l’ont compris s’en frotte les mains car la concurrence est faible et leur assure du business pour des années. Pourtant l’argumentaire est simple car, associé à des systèmes de gestion active de l’énergie, éclairage compris, le propriétaire peut dégager un gain sur la facture énergétique compris entre 37% (pour un établissement hôtelier) et 56% (pour des bureaux).

Selon Bruno Lafitte, ingénieur Adème, « les collectivités ont beaucoup à gagner en favorisant la gestion de l’éclairage dans les écoles, la variation en fonction de la lumière du jour dans les salles de classe et la détection de présence dans les couloirs : un meilleur confort pour les élèves et une facture d’électricité réduite. »

Gestion et pilotage de l’éclairage avec la lumière du jour

Certains installateurs objecteront que des travaux de rénovation de l’éclairage représentent des dépenses auxquelles il peut être difficile de faire face. Beaucoup ont du mal à argumenter face à ces travaux. Or un investissement raisonné, basé sur une qualité de lumière bénéfique à tous et à long terme, permet également de réduire les coûts de consommation énergétique et de maintenance. Cette importante réduction des coûts est à prendre en compte lors de l’élaboration du projet : on parle alors d’approche en coût global.
Dans un bâtiment tertiaire, il est nécessaire de distinguer les espaces avec lumière du jour et les espaces sans fenêtre. Effectivement les espaces avec lumière naturelle demandent un éclairage ponctuel pour améliorer le confort des occupants en fonction de leurs usages. De plus, la réglementation thermique 2012 demande l’extinction des éclairages lorsque la lumière du jour est suffisante. En parallèle, les espaces sans fenêtre sont éclairés exclusivement par de l’éclairage artificiel.

« Peu importe le protocole, nous pilotons toutes les sources d’éclairage. Qu’il soit en Dali, Lon, KNX, tout ou rien. Ce qui ressort aujourd’hui est le Dali adressable car, contrairement au KNX, celui-ci est plus accessible. » explique Benoit Henneton, directeur marketing BEG France.

Christophe PUGA est le Directeur Général du groupe Farenheit dont le pôle électricité est porté par Stelec (Croissy-Beaubourg 77) et résulte de l’alliance originale de cinq sociétés spécialisées dans l’installation et la maintenance d’équipements électriques dans le domaine des courants faibles et des courants forts (PSEG, SETELEC, SVEE, SN EHS, SOFRACOM). Pour lui, l’éclairage connecté est important mais c’est surtout le changement de GTB qui impacte le plus l’évolution du bâtiment et des comportements. Nous pouvons tout faire sur les nouvelles GTB dont une gestion intelligente de l’éclairage associant, détection de présence, ajustement par rapport à la lumière naturelle, extinction de l’éclairage selon le niveau de CO2… explique-t-il.

Selon le Syndicat de l’éclairage, par rapport à une installation de plus de 15 ans, chaque mètre carré d’installation d’éclairage rénové avec des luminaires LED performants et des automatismes simples de contrôle de la lumière, aboutit aujourd’hui àune économie de 5 à 8 euros par an. Et si l’installation est bien faite, et laisse aux utilisateurs la capacité d’ajuster l’éclairage de leur poste, il y a obligatoirement amélioration des conditions de travail.

« Tout le monde tombe d’accord lors de la présentation powerpoint même le surcoût par rapport au traditionnel ralentit les ardeurs. Mais la vraie question est : voulons-nous réellement aller dans ce smartbuilding et donner la possibilité à l’occupant de piloter son espace ? Chaque personne est différente et la notion du confort est personnel aussi bien sur le ressenti de luminosité et de la température. Ces solutions d’éclairage connecté ou piloté s’adaptent très pour tous les lieux communs » précise Christophe Puga. « Notre difficulté est de fournir un bâtiment qui correspondent aux demandes du preneur mais aussi aux attentes du locataire qui peut parfois cloisonner les espaces. C’est pourquoi, nous laissons des boîtiers de raccordement dans les faux-plafonds qui donnent la possibilité d’ajouter ultérieurement des détecteurs.
Dans les espaces aveugles, il est nécessaire de mettre en œuvre des solutions entièrement automatisées. Alors que sans les espaces avec un apport de lumière naturelle, il est possible en présence des usagers et lorsque la lumière du jour est suffisante d’opérer à un abaissement voire une extinction des éclairages tout en assurant le confort nécessaire. Des détecteurs de mouvements allument automatiquement l’éclairage au passage de l’usager. Lorsque celui-ci quitte la pièce le détecteur de mouvements assure l’extinction de l’éclairage quelques instants après son départ.

« Mais il est impératif de distinguer les solutions. Dans le petit tertiaire, nous proposons plutôt des systèmes autonomes car la GTB n’est pas une priorité dans la gestion quotidienne. Ainsi ce sont des solutions de variation zone par zone avec des détecteurs intégrés aux luminaires. Le pilotage se fait individuellement avec une télécommande collée au mur ou posée sur le bureau. Cela plait beaucoup car cela s’apparente presque à de la domotique compte-tenu des petites surfaces, » ajoute Christophe Puga groupe Fareneit.

Pour l’agrandissement des bureaux et du site de production de 4 600 m² de Technilum, le système d’éclairage Theben a permis de répondre à de multiples besoins : gestion automatique du ratio lumières naturelle / artificielle, déclenchement des éclairages par détection sur grande hauteur, évolutivité de l’installation, etc. Finalement, ce sont près d’une centaine d’équipements KNX de Theben qui ont été installés (détecteurs de présence 180° et 360°, capteurs de luminosité, modules d’entrée et actionneurs). Ces détecteurs de présence PIR (passif infrarouge) Theben thePrema P360 KNX, theRonda P360 KNX et PresenceLight 360 KNX sont installés dans les différents espaces, facilitant la circulation des employés dans les locaux.

Après l’âge de 45 ans tout change
Une personne de plus de 45 ans a besoin de plus de lumière pour distinguer les contrastes. Le poste de travail doit donc permettre de réaliser les tâches sans frein. Toute personne subit une baisse de ses capacités visuelles, à mesure qu’elle vieillit₄. A partir de 45 ans, c’est la vision de près qui diminue. Des recherches₅ indiquent par ailleurs, qu’une personne de 60 ans a besoin de deux à cinq fois plus de lumière qu’une personne de 20 ans.

L’éclairage pilotable poste par poste par le salarié permet cet ajustement. 30 à 50% des travailleurs ont plus de 45 ans₁. En Europe, l’éclairage minimal recommandé pour la lecture, la saisie et le traitement de données dans les bureaux est fixé à 500 lux₂. Une étude réalisée par Philips montre que près d’un tiers des actifs jugent l’éclairage sur leur lieu de travail insuffisant₃.

Les effets de la lumière sur le rythme circadien
70 % des informations que nous recevons passent par les yeux. Si la luminothérapie permet d’éviter les dépressions hivernales, imaginez les effets néfastes sur la productivité des occupants d’un bâtiment mal éclairé. Le rythme circadien (rythme biologique selon la lumière) correspond à un cycle d’une durée de 24 heures environ, lié aux mouvements de rotation de la terre et aux variations lumineuses qui sont le fait des alternances jour/nuit, ainsi qu’à des mécanismes cérébraux. Une trop faible dose de lumière pendant la journée peut entraîner un dérèglement de ce rythme qui s’exprime par des troubles du sommeil ou des états dépressifs. Associés à des horloges, l’éclairage variera de manière dynamique pour stimuler l’attention en ajustant les couleurs. L’avènement des LED permet à la lumière de passer d’ajouter des teintes bleues, jaunes, blanches et rouges pour reproduire le cycle naturel inscrit dans notre cerveau. La lumière agit sur la sécrétion de la mélatonine, hormone qui régule le sommeil. Celle-ci est inhibée en présence de lumière et activée à l’approche de la nuit lorsque la luminosité diminue.

Le manque de lumière dynamisante, par exemple le matin, rend l’apprentissage difficile. Or, un bon éclairage favorise la concentration et supprime ce problème en combinant une lumière indirecte à grande composante bleue (qui forme le ciel diffus du jour) et une lumière directe blanc neutre (qui correspond aux rayons du soleil). Ce concept d’éclairage non seulement revitalise mais, en plus, minimise les frais d’exploitation grâce à sa grande efficacité énergétique.

Focus sur les écoles
Si la lumière permet l’apprentissage, comment se fait-il que trop peu de mairies n’investissent dans un éclairage piloté et connecté ? Une étude terrain menée par Philips sur une classe de CM2 à l’école de La Hodéyère (Vitré – 35) équipé de SchoolVision a montré les bienfaits de l’éclairage. Quatre scenarii étaient proposés : standard, énergie, concentration et repos. Selon le professeur Damien Léger (Centre du sommeil et de la vigilance, Hôtel-Dieu, Paris), « les résultats, bien que provenant d’une seule classe, montrent que ce changement d’ambiance lumineuse améliore la vitesse et la diminution d’erreurs lors de la réalisation des tests standardisés d’attention soutenue, sans modifier les horaires ni le temps de sommeil et sans conséquence sur la somnolence ressentie. La première caractéristique de cette étude a été la très bonne tolérance de ce changement d’éclairage dynamique dans cette classe. Aucun enfant n’a manifesté d’effets secondaires. »

Une autre étude mené par Ledvance ex-Osram à Ulm (Allemagne) a comparé deux classes. Une était équipée d’un éclairage centré sur l’utilisateur (Human Centric Lighting – HCL) qui varie en intensité et en température de couleur, et l’autre n’avait rien changé. Le groupe test a obtenu des résultats nettement meilleurs que les autres élèves des classes de référence. La rapidité des performances cognitives et les capacités de mémorisation étaient également bien supérieures. Il est donc possible d’augmenter l’attention et les performances cognitives des élèves à l’aide d’un éclairage optimisé sur le plan biologique.

Dans les bureaux, un mètre carré rénové avec des luminaires fluorescents électroniques et gestion automatique selon la présence et la lumière du jour, c’est en moyenne chaque année : – 50 kWh économisés – 5 kg d’émission de CO2 en moins – 5 € économisés sur la facture d’électricité – 2,50 € économisés sur la facture de maintenance Soit 7,50 € par m2 et par an d’économies globales. Source Ademe

Ce que disent les réglementations
Le Code du travail (articles R4223-2 et R4223- 3 décret n° 2008-244 – 7/03/08) stipule que « l’éclairage est assuré de manière à éviter la fatigue visuelle et les affections de la vue qui en résultent et à permettre de déceler les risques perceptibles par la vue. Les locaux de travail disposent autant que possible d’une lumière naturelle suffisante ».
La norme NF X35-103 (juin 2013) « Principes d’ergonomie visuelle applicables à l’éclairage des lieux de travail », d’application volontaire préconise les valeurs d’éclairement, les contrastes, la limitation de l’éblouissement sont nuancées en fonction des déficiences visuelles (de l’âge) des utilisateurs ; l’incontournable constitue la référence en la matière.
Les unités telles que l’éclairement à maintenir (exprimé en lux), le taux d’éblouissement unifié limite (UGRL), l’uniformité (Uo) et l’indice de rendu des couleurs (Ra) sont expliquées et des valeurs sont précisées pour des applications en éclairage intérieur et détaillées par activité dans la norme européenne EN 12464.
La réglementation ERP impose 2 circuits d’éclairage distincts dans les locaux de plus de 50 personnes. Le contrôleur ON/OFF permet de doubler les circuits d’éclairage/ventilation.