[Dossier Santé] #6 - Confort visuel et ambiances lumineuses, définitions et enseignements

Parmi tous ses sens, l’être humain est beaucoup plus attentif et confiant en l’un d’eux : la vue. La bonne prise en compte du confort visuel de l’usager au sein d’un bâtiment est une préoccupation qui doit être appréhendée conjointement avec le confort thermique et la performance énergétique. L’ambiance visuelle d’un espace est réussie lorsque nous pouvons voir les objets nettement et sans gêne. Cette ambiance lumineuse est caractérisée par des paramètres quantitatifs, les besoins, et des paramètres qualitatifs, le confort et l’agrément.  Une enquête de terrain, nous a permis de mettre en évidence des dysfonctionnements et des bonnes pratiques mises en place pour y remédier.

Le confort visuel

Les grandeurs physiques

La lumière peut être définie par plusieurs grandeurs physiques qui caractérisent la source de lumière, sa transmission et la réception par un support. Les principales grandeurs sont :

• Le flux lumineux : puissance émise par une source, exprimée en lumen.
• L’éclairement lumineux : flux reçu par unité de surface. 20 lux est le seuil de perception, 100 000 lux est le flux perçu par ciel clair à midi en été.
• La luminance : intensité lumineuse d’une source dans une direction donnée. Elle sert à évaluer les risques d’éblouissement. En éclairage naturel, l’éblouissement intervient à partir de 2000 cd/m2.

 Caractéristiques physiques de la lumière

© L’éclairage naturel – Les Guides BIO-TECH

Ambiances lumineuses et bien être

L’ambiance lumineuse d’un lieu est liée à la manière dont un individu sera affecté par l’ensemble des aspects de son environnement lumineux. Elle peut se décomposer suivant trois composantes : les besoins, le confort et l’agrément.

L’ambiance lumineuse d’un espace sera affectée dès lors qu’une moindre attention sera portée à l’un de ces trois paramètres. 

• Les besoins : Les besoins sont liés à la quantité de lumière nécessaire pour effectuer une activité dans de bonnes conditions lumineuses. Ces besoins sont directement liés à la nature de l’activité et donc à l’usage du local considéré. Ces besoins seront, par exemple, définis à hauteur d’un bureau ou du sol. On parle alors de « plan de travail » ou de « plan utile ».
• Le confort : La notion de confort est ici définie par l’absence d’inconfort, lui-même caractérisé par l’éblouissement. L’éblouissement apparaît dès lors que le sujet éprouve une gêne ou une réduction de l’aptitude à distinguer les détails ou les objets.
• L’agrément : Ce qui est confortable n’est généralement pas désagréable, mais n’est pas nécessairement agréable ! Il existe des lieux dans lesquels il n’y a pas de gêne visuelle, le lieu est confortable, mais l’ambiance lumineuse peut être monotone, ennuyeuse, voire triste, elle n’est donc pas agréable. La limite est subtile et dépend de la sensibilité de l’individu et de la fonction de l’espace.

Optimisation des ambiances lumineuses

Composer avec l’environnement extérieur

Il convient en premier lieu de s’appuyer sur l’analyse du site afin de tirer le meilleur parti possible de ses atouts et d’anticiper ses éventuelles contraintes :

• Les masques solaires (relief, végétation, bâtiments voisins…)
• Les orientations : Chaque espace, à l’intérieur d’un bâtiment, aura une orientation privilégiée en fonction de l’usage auquel il est destiné́.
• La forme du bâtiment : la profondeur et la largeur des pièces vont fortement influencer la qualité de l’éclairage naturel.

Capter la lumière

A surface égale, une ouverture n’apportera pas la même qualité́ d’éclairage en fonction de sa forme et de sa position. Ainsi, une imposte permettra à̀ la lumière de pénétrer plus en profondeur dans la pièce mais risque de créer une zone d’ombre si elle trop haute. La qualité́ de l’éclairage dépendra aussi de la forme des ouvertures. On veillera à̀ choisir une fenêtre large à la place d’une fenêtre haute ou de plusieurs petites fenêtres étroites afin de repartir la lumière de façon homogène en limitant la succession de contrastes.  Le vitrage joue un rôle essentiel dans la transmission de la lumière.

Afin de limiter le rayonnement solaire aux heures ou aux saisons les plus chaudes, en fonction des orientations, il conviendra de choisir un dispositif de protection fixe ou mobile. La géométrie du système dépendra de l’orientation et de l’usage de la pièce.

Distribuer la lumière

Quand un local ne bénéficie d’aucun accès direct à la lumière naturelle, il est possible d’apporter ou de redistribuer la lumière via différents dispositifs :

• Sheds et lanterneaux : ils laissent la lumière naturelle zénithale pénétrer par une ouverture donnant sur l’extérieur
• Atrium et puits de lumière : ils amènent la lumière extérieure par un volume extrudé plus ou moins grand au cœur d’un bâtiment
• Étagères à lumière : elles permettent de rediriger la lumière naturelle en fond de pièce à l’aide d’un plan réfléchissant positionné sur une baie, perpendiculairement à celle-ci.
• Conduits de lumière : tubeen matériau ultra réfléchissant (type aluminium) qui collecte la lumière en toiture et la conduit dans le bâtiment. 

Retours d’expériences et enseignements

Ces retours d’expériences sont extraits de 12 enseignements issus d’une analyse réalisée dans le cadre du Dispositif REX Bâtiments Performants porté par l’Agence Qualité Construction. Le choix de ces enseignements s’est fait en fonction de la récurrence des constats concernés au sein de l’échantillon, de leur gravité et de l’appréciation des spécialistes du sujet.

LUMIERE NATURELLE – MAISONS INDIVIDUELLES

TRAITEMENT DU CONFORT THERMIQUE D’HIVER AU DETRIMENT DU CONFORT VISUEL 

Description

Certaines pièces de la façade Nord manquent de luminosité. 

Origine

Conception

Lors de la rénovation, la démarche bioclimatique conduit parfois la maîtrise d’œuvre à minimiser les ouvertures au Nord afin de diminuer les déperditions.

Dans l’exemple présenté ici, une isolation thermique par l’extérieur (ITE) a été mise en œuvre sur la maçonnerie existante. Cette ITE a été prolongée afin de diminuer les ouvertures au Nord de moitié pour ne conserver qu’un bandeau vertical.

L’absence de maçonnerie sur la moitié de l’ouverture initiale a été utilisée pour inclure une bibliothèque (projet 1).

Impact

Perte de luminosité - Contrastes

La diminution des surfaces vitrées a réduit l'apport de lumière naturelle. 

Par conséquent, les usagers sont obligés d’utiliser l’éclairage artificiel pour compenser.                                        

Solution corrective

• Peindre l’encadrement en blanc.
• Ajouter des réflecteurs de lumière (ou miroir) pour capter la lumière extérieure.

Bonnes pratiques

La mise en place de vitrages très performants (ex. : triple vitrage) fait office de compromis entre le confort thermique d’hiver et le confort visuel car l’apport de lumière naturelle est conservé sans diminuer les performances thermiques (projet 2).  Si la mise en œuvre de vitrages performants est impossible (raisons budgétaires par exemple), il est possible d’utiliser des bandeaux horizontaux qui limitent les contrastes en diffusant la lumière sur une grande surface. Une autre solution est la réalisation d’embrasures inclinées qui laissent plus facilement pénétrer la lumière.

LUMIERE NATURELLE – BUREAUX

ABSENCE DE SECTORISATION ET/OU DE GRADATION LUMINEUSE

Description

Malgré un apport conséquent de lumière naturelle, les luminaires à proximité de la fenêtre de toit sont allumés à la même intensité que

les luminaires situés plus bas, en partie sombre de l’escalier.

Origine

Conception

Ce problème est dû à l’absence de sectorisation et de gradation lumineuse. La sectorisation permet de dissocier le pilotage des sources d’éclairage. La gradation permet de faire varier l’intensité lumineuse manuellement (bouton poussoir) ou automatiquement, en fonction de la lumière naturelle à l’aide de détecteurs de luminosité.

Impact

Surconsommation - Surcoût

L’allumage non nécessaire de certains luminaires engendre un gaspillage d’électricité 

Solution corrective                                                                   

Différencier les luminaires en partie sombres de ceux en partie éclairée avec des interrupteurs ou des systèmes de pilotage différents. (projet 2). Coupler les tubes fluorescents à un détecteur de luminosité qui permet la graduation de l’éclairage artificiel en fonction 

de la lumière naturelle. (projet 2)

Bonnes pratiques

En fonction des apports de lumière naturelle, l’association de la sectorisation des rampes

et de la gradation permet de garder un éclairage homogène en gommant

les contrastes entre le pied de façade très éclairé et le fond de la pièce plus sombre. 

LUMIERE ARTIFICIELLE – ETABLISSEMENT RECEVANT DU PUBLIC

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