Éclairage dans les bâtiments

Éclairage dans les bâtiments

L’éclairage provient de deux sources distinctes soit de la lumière naturelle ou de la lumière artificielle. Tout d’abord, la lumière naturelle est définie comme une source de lumière blanche qui provient de la lumière directe et diffuse du soleil. Elle permet à la fois d’améliorer le confort des occupants et de contribuer à leur productivité et ainsi réduire le niveau d’absentéisme au travail (Leather et al., 1998; Aries et al., 2010). De plus, elle offre un environnement de travail stimulant et plus agréable que l’éclairage artificiel (Heschong, 2002; Peter Boyce, 2003; Heschong et al., 2013).

La lumière artificielle est définie comme une source de lumière provenant d’appareils électriques. Elle peut être utilisée comme une source d’éclairage complémentaire dans les bâtiments lorsque l’éclairage naturel n’est pas suffisant soit la nuit ou lors des journées partiellement ou complètement nuageuses.

Dispositifs d’ombrage 

Un dispositif d’ombrage est un système qui permet de contrôler l’apport en éclairage naturel en bloquant les rayons solaires directs et en laissant pénétrer les rayons diffus. En agissant à titre d’intermédiaire entre l’extérieur et l’intérieur, ces dispositifs offrent de l’ombrage, peuvent redistribuer la lumière naturelle dans la pièce et réduisent les risques d’éblouissement (Konstantoglou & Tsangrassoulis, 2016).

Il existe plusieurs types de dispositifs d’ombrage. L’auvent est un élément extérieur en saillie, fixe ou mobile, offrant à la fois d’abris et de protection contre les rayons directs. Le pare-soleil est semblable à l’auvent. Il peut être fixe ou mobile et offre une protection contre les rayons directs devant une fenêtre. Pour ce qui est du store, plusieurs types sont disponibles. Le store vénitien est un système composé de lamelles horizontales inclinables. Le store conventionnel, opaque ou semi-opaque, est le plus fréquemment utilisé. Le store opaque bloque les rayons directs du soleil et préserve l’intimité, mais limite toutefois l’apport de lumière diffuse. Le store semi opaque bloque les rayons directs du soleil, mais laisse passer la lumière diffuse. Le store bas haut fonctionne à l’inverse du store conventionnel (Kapsis et al., 2010). Ce dispositif permet de bloquer les rayons solaires à proximité de la fenêtre tout en laissant pénétrer les rayons solaires en profondeur dans la pièce. Par contre, ce dispositif bloque la vue directe vers l’extérieur du bâtiment.

Parmi ces systèmes, ce sont le store vénitien et le store conventionnel qui font le plus souvent l’objet d’études sur l’éclairage naturel dans les bâtiments (Dubois, 2003). Le store vénitien permet de redistribuer une partie de la lumière au fond de la pièce en réfléchissant les rayons sur les lamelles du store vers le plafond (Reinhart & Walkenhorst, 2001). Il permet de contrôler les rayons directs qui entrent dans la pièce, ce qui limite les risques d’éblouissement. Par contre, la vue à l’extérieure peut être limitée lorsque les lamelles sont inclinées. Le store conventionnel peut être ajusté dépendamment des conditions extérieures. Lorsque le ciel est nuageux, le store est ouvert afin de laisser entrer le maximum de lumière naturelle. Lorsque le ciel est éclairci, le store est partiellement ou totalement fermé afin de limiter l’apport en rayons directs.

Le mode manuel nécessite que l’utilisateur se déplace pour ajuster le dispositif selon ses besoins et son confort. Un problème lié au mode manuel est que l’occupant ajuste le dispositif seulement lorsqu’il est inconfortable (Kim et al., 2009). Aussi, la fréquence à laquelle le dispositif d’ombrage est ajusté n’est pas optimale puisque l’occupant est peu actif à ajuster la position de celui-ci (O’Brien et al., 2013). L’occupant peut aussi avoir recours au mode motorisé afin d’ajuster le dispositif. Le mode automatique permet de régler le système d’ombrage, en incluant le contrôle de l’éclairage électrique si désiré, à un niveau de luminosité confortable ce qui permet de réaliser des économies d’électricité dans le bâtiment (Karizi et al., 2014). Un dispositif d’ombrage automatisé est plus avantageux pour l’occupant puisqu’il n’a pas besoin de l’ajuster. Donc, l’occupant reste concentré sur ses tâches et il maintient sa productivité (Kim et al., 2009). Toutefois, lorsque le contrôle automatisé n’est pas bien utilisé selon l’emplacement et les conditions des lieux, il peut y avoir un décalage entre les réglages et les conditions réelles. Aussi, les stratégies de contrôle liées à l’automatisation des dispositifs sont souvent trop simples ou trop complexes à conceptualiser et à appliquer (Konstantoglou & Tsangrassoulis, 2016).

Interactions avec les occupants 

Selon l’étude de Sadeghi et al. (2016), les principales raisons qui incitent les occupants à fermer les stores sont de réduire le niveau de luminosité global sur le plan de travail et de réduire l’éblouissement sur les écrans d’ordinateur. À l’inverse, les raisons qui incitent les occupants à ouvrir les stores sont d’augmenter le niveau d’éclairage naturel dans l’espace de travail et d’avoir une meilleure vue à l’extérieur. Escuyer et Fontoynont (2001) ont aussi déterminé que le contrôle de l’éclairage naturel dépend de l’intérêt des occupants à vouloir regarder à l’extérieur et à avoir une vue privée. Selon l’étude de Van Den Wymelenberg (2012), les trois éléments qui affectent l’utilisation des stores sont l’orientation du bâtiment, les saisons et les conditions du ciel. Dans certains cas, l’utilisation du store peut être non désirée, non appropriée ou impossible. Cela est dû à l’inaccessibilité de la fenêtre, le besoin d’avoir une vue en continu avec l’extérieur ou le besoin d’avoir un niveau de luminosité élevé pour le travail (Hopkinson, 1972).

Ce ne sont pas tous les occupants qui ont le même intérêt à utiliser un dispositif d’ombrage. En effet, il existe deux types d’utilisateurs de l’éclairage naturel soit l’utilisateur passif et l’utilisateur actif (Bourgeois et al., 2006). Le type d’utilisateur a une influence sur le niveau d’éclairage dans une pièce et sur l’utilisation de l’éclairage électrique. Un utilisateur passif priorise l’éclairage électrique et limite l’apport en éclairage naturel. Un utilisateur actif ajuste les dispositifs d’ombrage afin de prioriser la lumière naturelle à l’éclairage électrique. Malgré la présence d’utilisateurs actifs, l’optimisation de l’éclairage naturel peut être difficilement atteinte en considérant que l’utilisateur ajuste le dispositif d’ombrage selon ses propres critères de confort. Ce contrôle n’est pas fiable et les occupants doivent constamment ajuster le dispositif pour atteindre les résultats escomptés (Athienitis & Tzempelikos, 2002).