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UNIVERSITE HASSAN II ECOLE NATIONALE SUPERIEURE D’ELECTRICITE ET DE MECANIQUE C

UNIVERSITE HASSAN II ECOLE NATIONALE SUPERIEURE D’ELECTRICITE ET DE MECANIQUE Cours d’éclairagisme 3ème année Filière GSE Semestre 5 présenté par F.ELMARIAMI Année Universitaire : 2013/2014 1 Eclairagisme Plan du cours : I- Introduction II- Grandeurs et unités utilisées en photométrie III- Projets d’éclairages 1- éclairage intérieur 1- a- Différents modes d'éclairage 1- b- Facteur d’utilisation 1- c- Calcul d'une installation d'éclairage intérieur 2- éclairage public 2- a- Introduction 2- b- Quelques définitions 2- c- Présentation de la méthode du rapport R 2- d- Calcul des sections des lignes 2- e- Alimentation des réseaux d’éclairage public 2- f- Mise à la terre des candélabres 2- g- Systèmes de commande IV- Etudes de cas - Exercice 1 : étude d'installation d'éclairage intérieur - Exercice 2 : étude d'installation d'éclairage public 2 ECLAIRAGISME I- Introduction : Le problème de l'éclairage est avant tout un problème de vision. Les lampes sont faites pour éclairer et non pour être vues. Une bonne lumière conserve les yeux, protège contre les racines, augmente le rendement du travail, accroît les ventes.....etc. Les yeux se fatiguent lorsque le regard va, sans transition, d'un lieu éclairé à un autre obscure ou inversement. Il est donc très important de bien répartir la lumière. Les faisceaux de lumière doivent être parfaitement orientés. Pour lire, il y a toujours intérêt à éclairer le livre et non le visage, tandis que pour se raser il vaut mieux éclairer le visage que la glace. De là la nécessité de savoir judicieusement distribuer la lumière vers les zones d'utilisation. Il faut retenir qu'avant de réaliser une installation d'éclairage ou de la transformer, il est nécessaire et indispensable de connaître tous les éléments directs qui se rapportent à la vision (éblouissement, réflexion, luminance, niveaux d'éclairement,...etc.), ainsi que les facteurs entrant en ligne de compte pour l'implantation des foyers de lumière et qui comprennent: - La fonction du local: habitation (chambre, salle de séjours, cuisine....), atelier (genre de travail, dimensions de local), commerce (marchandises exposées, vitrines, magasins), - Type de voie (étroite, autoroute,…) - L'exposition du local (humide, poussiéreux, danger d'incendie, .....). - Le revêtement du local et de la chaussée (nature du revêtement, couleur, facteur de réflexion.). - Le choix des appareils et des sources de lumières (genre de l'éclairage: direct, indirect, mixte...). II- Grandeurs et unités utilisées en photométrie 1- Intensité lumineuse : Elle représente l'éclat perçu par l'œil humain d'une source lumineuse dans une direction donnée. Elle se mesure en candela "Cd". La candela est l'intensité lumineuse, dans une direction donnée, d'une source qui émet un rayonnement dont l'intensité énergétique dans cette direction est de 1 / 683 W/Sr. (watt par stéradian) Exemples: - bougie : 1 cd - Lampe à incandescence standard 100 W : 120 cd - Lampe fluorescente 65 W : 220 cd 2- Flux de lumière : L'intensité lumineuse est variable selon les différentes directions. On appelle flux lumineux l'ensemble des rayons lumineux dans toutes les directions. C'est la quantité totale de lumière émise par une source de lumière. Le flux de lumière se mesure en lumen (lm). Exemples : SHP 400 W 55 000 lm SHP 250 W 32 000 lm IM 70 W 6 500 lm Fluo compacte 18 W 1 200 lm Incandescence 60 W 800 lm 3 3- Luminance : C'est le nombre de candelas par mètre carré de surface apparente. Cette définition s'applique aussi bien aux sources directes (lampes) qu’aux surfaces réfléchissantes qui sont alors considérées comme des sources secondaires de lumière. Exemples : Neige ensoleillée 20 000 cd/m² Tunnel 50 cd/m² Voie routière 2 cd/m² Soleil 100 000 cd/cm² Lampe à incandescence 40 W 220 V 0,7 cd/cm² Ciel clair 0,4 cd / cm² La luminance que l'œil peut supporter sans fatigue ne doit pas excéder 0,5 Cd / cm². Toute installation de l’éclairage public doit assurer une certaine capacité de perception et un certain confort visuel. Les critères de qualité sont exprimés en termes de luminance. 4- Eclairement : Il représente le flux lumineux qui tombe sur chaque mètre carré de surface. L'unité de l'éclairement est le "Lux". 1 Lux est l'éclairement d'une surface de 1 m² recevant un flux lumineux de 1 lumen. On mesure l’éclairement par un Luxmètre. (Fig.1) Exemples : Eclairement Plein Soleil 100 000 lux Eclairement Jour couvert 20 000 lux Stade de football (L1) 1 500 lux Bureau 400 lux Parking 20 Lx Rues faible circulation 5 Lx Eclairage urbain 35 lux Pleine lune 0.5 lux Il faut noter que l’éclairage varie dans le temps (en fonction de l’age et la durée d’utilisation), pour cela on parle de trois types d’éclairement moyens : ’’ initial ’’, ’’ en service’’ et ’’à maintenir ’’ (fig.2). Fig.1 : Luxmètre Fig.2 : Notions d’éclairements moyens 4 Eclairement moyen initial : C'est l’éclairement moyen lorsque l’installation est neuve. L’éclairement moyen initial est la valeur prise en considération dans les calculs relatifs au projet d’éclairage. En absence d’indication, l’éclairement moyen initial est de : - 1,5 fois l’éclairement à maintenir pour les locaux à faible empoussièrement, - 1,75 fois l’éclairement à maintenir pour les locaux à empoussièrement moyen, - 2 fois l’éclairement à maintenir pour les locaux à empoussièrement élevé. Eclairement moyen en service : C'est l’éclairement moyen que l’on doit constater entre deux interventions d’entretiens consécutifs. Eclairement moyen à maintenir : C'est l’éclairement moyen, juste encore acceptable avant une intervention d’entretien : nettoyage des luminaires complété ou non par le remplacement simultané des lampes. Il faut noter que pour avoir une bonne répartition des éclairements sur la surface à éclairer, il faut que l’uniformité d’éclairement moyen : Uo = Emin/Emoy > 0.40. Le tableau 1 donne les niveaux d'éclairement moyens à maintenir recommandés par l'association française de l'éclairage. 5 Tab.1 : Exemples d’éclairements moyens à maintenir (lux) Bâtiments industriels Industrie de papier Bâtiments agricoles Calandrage 250 Poulaillers Etables, salles de traites Etables, couloirs d’alimentation Préparation des aliments de bétail Laiterie 40 125 25 125 250 Stockage Entrepôts 125 Industries du vêtement Piqûre Control final 850 850 Industries alimentaires Industries textiles Brassage Préparation du chocolat brut Conditionnement bouchées confiserie Conserverie, mise en boite Laiterie Cuisson 250 125 425 425 250 250 Cordage, étirage Bobinage Filage Tissage gros ou clair Tissage fin ou foncé Comparaison de couleurs 250 250 425 425 625 850 Industrie du bois Industries de verre Scieries Travail à l’établie Travail aux machines Finition, polissage, vernissage Control final 125 250 425 425 625 Chaufferie Composition Soufflage ou moulage Décoration Gravure 125 125 250 425 425 Industries céramiques Bureaux et locaux administratifs Fours Moulage, presses Vernissage Décoration 125 250 425 425 Bureaux de travaux généraux Dactylographie Salles de dessin, tables 425 425 850 Industries chimiques Etablissements d’enseignement Eclairage de circulation Broyeurs, malaxeurs Calandrage, injection Fabrication des pneus Salles de contrôle Laboratoires Comparaison des couleurs 175 250 425 250 425 425 850 Salles de classe Tableaux Amphithéâtres Tables de démonstration Laboratoires Salles de dessin d’art Bibliothèques, tables de lecture 325 425 325 625 625 425 425 Industries de cuir Magasins Vernissage Couture Comparaison des couleurs 425 850 850 Boutiques Self-services Grandes surfaces 200 300 300 Constructions électriques et électroniques Loisirs, résidences, lieux de culte Montage Travail de pièces moyennes Travail de petites pièces Travail très délicat ou très petites pièces 625 425 625 1500 Salles de spectacles Foyers Amphithéâtres Salles de cinéma Salles de fêtes 125 80 40 250 Fonderies Habitations Nettoyage Modelage grossier Modelage fin Sablerie Fabrication des noyaux 175 175 425 250 425 Lecture Travail d’écolier Couture Chambre à coucher, éclairage localisé Préparations culinaires Coin bricolage 325 325 625 175 425 425 Industries de livre Hôtels Typographie Pupitre de composition Lithographie Reliure de livre 425 625 850 425 Réception, halls Salles à manger Cuisines Chambres et annexes 250 250 425 250 Mécanique générale Circulation Machines-outils et établis, soudure Travail de pièces moyennes Travail de petites pièces Travail très délicat ou très petites pièces 250 425 625 1500 Couloirs, escaliers 80- 250 Espaces extérieurs Entrées, cours, allées Voies de circulation couvertes Postes de pompage, stations services 25 40 250 6 5- Indice de rendu de couleur (IRC) L'indice de rendu de couleur ou IRC est la capacité d'une source de lumière à restituer les différentes couleurs du spectre visible sans en modifier les teintes. L'indice général de rendu des couleurs Ra détermine la qualité d'une lumière à partir de l'indice de rendu de 8 couleurs normalisées. L'indice maximum Ra=100, correspond à une lumière blanche ayant le même spectre que celui de la lumière solaire.  La lumière du jour est par définition de Ra=100.  Les lampes à incandescence sont proches de Ra=100.  Les tubes fluorescents ont un IRC de 60 à 90.  Les lampes à décharge ont un IRC variable qui dépend du gaz contenu dans l'ampoule et de la poudre fluorescente placée à l'intérieur du tube.  Les lampes à vapeur de sodium basse pression ont un IRC particulièrement bas (environ 25).  Les lampes au sodium haute pression ont un bien meilleur IRC (65-80), avec une lumière plus blanche convenant à un usage commercial, mais un rendement et uploads/s3/ eclair-agis-me.pdf