07/04/2015

Un éclairage qui s’allume et s’éteint tout seul, déclenché par la seule présence ou le mouvement furtif d’une personne, qui modifie son intensité en fonction de celle de la lumière naturelle, qui change de couleur, qui se commande à distance…
Des informations qui passent d’un luminaire à un autre, d’une pièce, voire d’un étage, à l’autre… Des scénarios audacieux pour des ambiances variées… À l’intérieur comme à l’extérieur, les systèmes de gestion intelligents redynamisent la lumière qui obéit au doigt et à l’œil.
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De la simple variation jusqu’à la gestion centralisée en passant par la détection de présence et de luminosité, les systèmes de contrôle de l’éclairage marquent de façon radicale l’évolution technologique déjà amorcée par l’arrivée des LED. Outre une qualité de lumière améliorée, et donc un meilleur confort visuel, ils permettent d’obtenir des réductions des consommations et du coût global de l’installation non négligeables dans un contexte économique difficile et une règlementation exigeante. En effet, l’arrêté du 3 mai 2007, pour la rénovation, et la RT2012 pour le neuf, indiquent les contraintes de mise en œuvre de dispositifs automatiques. En France, l’éclairage représente plus de 10 % des consommations totales d’électricité (Avis de l’ADEME, février 2013). Premier poste de consommation dans le tertiaire neuf, il devient donc aussi un levier important d’économies d’énergie. Comment ? Par l’utilisation de sources peu énergivores – lampes fluorescentes et à LED occupent le devant de la scène – la mise en œuvre de luminaires à haut rendement et le recours de plus en plus fréquent à des systèmes de gestion.
Gérer l’éclairage devient donc quasiment obligatoire : variation, allumages/extinctions déclenchées par programmation horaire ou détection de mouvement, maintien et adaptation du niveau d’éclairement en fonction des apports de lumière du jour, communication entre luminaires, changements de teinte de lumière, couleur, constituent autant d’outils pour maîtriser les consommations tout en bénéficiant d’une lumière adaptée aux besoins de chacun. Les protocoles ouverts et systèmes de communication intelligents DALI (Digital Addressable Lighting Interface), LON (Local Operating Network) KNX (Konnex) permettent d’ajouter à ces automatismes des fonctions de recueil d’informations et de télégestion. On peut ainsi piloter et paramétrer l’ensemble du bâtiment en intégrant plusieurs fonctions comme l’éclairage, le chauffage, les volets roulants. Par exemple, Philips Lighting, en partenariat avec Somfy, spécialiste international dans le domaine de la commande des volets, des stores automatisés et des systèmes de gestion de façades, a créé « Light Balancing », outil qui s’appuie sur une approche entièrement intégrée pour la gestion des niveaux d’éclairement et de la température des environnements intérieurs. (Grand Prix de l’alliance de compétences décerné à Batimat 2013).
La régulation de l’éclairage commence par la variation en remplaçant les interrupteurs par des boutons-poussoirs ou d’une télécommande. Cette dernière est particulièrement appréciée dans les salles de réunion où le besoin en lumière peut changer en fonction des tâches à réaliser et des utilisateurs. Un récepteur encastré dans le plafond et un boîtier de commande mobile ou fixé au mur permettent allumage et gradation. Ce simple système de variation permet déjà de réaliser 30 % d’économie, qui viennent s’ajouter à celles dues au remplacement des anciens éclairages par des lampes et luminaires plus efficaces.
 

Les détecteurs de mouvement, premier gisement d’économies

Ces capteurs déclenchent l’allumage ou l’extinction de l’éclairage en répondant à la présence et/ou au mouvement du corps dans la zone de détection. Le détecteur utilise des technologies passives infrarouges ou actives radio hyperfréquences ou ultrasonique. Le capteur est couplé à des composants électroniques traitant le signal. Intégré ou non dans le luminaire, ce système simple peut commander un ou plusieurs appareils, ou être relié à une gestion centralisée afin de gérer plusieurs espaces ou piloter plusieurs fonctions. Conformément aux arrêtés du 1er août 2006 relatifs à l’accessibilité des personnes handicapées, la plupart assurent une extinction progressive ou la conservation d’un faible niveau d’éclairement (éclairage de veille), dans les circulations par exemple.
La détection de mouvement commence à être utilisée en éclairage extérieur : une première installation a été réalisée en 2012 sur une piste cyclable et piétonne à Vif (Isère). Chacun des 67 lampadaires à LED est équipé d’un capteur (LumiMotion® de Philips) par radio fréquence, placé en partie arrière du mât, à 500 mm en dessous de chaque luminaire. En mode veille, l’éclairage permanent reste à 10 % du flux lumineux. Tous les appareils communiquent entre eux : lorsqu’un cycliste ou un piéton s’approche du premier lampadaire, ce dernier monte en puissance à 100 % en 4 secondes et envoie un signal aux 3 lampadaires suivants ; lorsque l’usager s’approche du 2e lampadaire, celui-ci envoie à son tour une information au suivant, de sorte que 4 luminaires sont allumés à 100 % en permanence. L’extinction du premier luminaire a été temporisée à 1 minute, laissant largement le temps à un cycliste ou un piéton de franchir l’interdistance d’environ 20 m qui le sépare du prochain point lumineux. La généralisation de la détection de présence en extérieur dépendra de son acceptation par les utilisateurs des voies.
En intérieur, l’extinction progressive devient un standard dans les parties communes (circulations, escaliers, sanitaires), les LED permettant de courtes durées d’allumage et des extinctions fréquentes sans nuire à la durée de vie des appareils. Havells-Sylvania propose notamment des modèles avec une temporisation ajustable de 10 secondes à 30 minutes. L’utilisation de détecteurs de présence seuls peut aboutir à des économies de 40 % ; et jusqu’à 70 % en y associant des détecteurs de lumière du jour.
 

Détecteurs de lumière du jour pour un niveau d’éclairement constant

On peut trouver aussi le terme « détecteur de luminosité ». Le capteur déclenche l’allumage de l’éclairage artificiel lorsque les apports de lumière naturelle sont insuffisants et peut également réguler en continu l’éclairement de façon à maintenir un niveau constant prédéfini. Ils sont installés séparément ou pré-intégrés dans les luminaires. C’est le cas du SensaLite de Thorn : le choix dépend de la configuration des locaux, de leur taille et également de l’implantation des luminaires. En effet, les appareils peuvent être positionnés de façon judicieuse pour procurer une bonne répartition de la lumière mais ne pas correspondre à des emplacements adéquats en ce qui concerne la détection de lumière du jour. Installer un capteur à la porte d’entrée n’est pas toujours le meilleur choix, celle-ci étant le plus souvent éloignée des zones de travail. Il faut donc procéder à une analyse fine des besoins afin d’opter pour la solution la plus appropriée.
De même, le DALI CB Type 1 de GE Lighting propose les deux types de détection associés à un choix de 4 séquences préprogrammées : 100 % du flux, 70 %, 50 % et 30 %, laissant à l’utilisateur la liberté d’adapter l’éclairage à la tâche de travail. Flexibilité aussi pour OriDIM de Havells-Sylvania dédié aux applications tertiaires, qui offre la possibilité de personnaliser l’installation selon les besoins par la programmation de différents scénarios tout en bénéficiant de fonctionnalités telles que détection de présence et gradation automatique en fonction de la lumière du jour.
 

Des mises en lumière à la carte

Avec une gestion fine des ambiances et une flexibilité de l’installation d’éclairage, il est possible d’enregistrer plusieurs scénarios que l’utilisateur peut activer simplement et modifier selon ses besoins. Ces systèmes permettent de programmer des ambiances lumineuses, de les mémoriser et de les activer d’un simple geste. Le signal est envoyé au récepteur infrarouge qui commande un ou plusieurs luminaires, les mouvements de lumière, la variation de niveaux d’éclairement ou même celle de températures de couleur des sources de lumière. Ce dispositif est peu coûteux du point de vue de l’installation électrique (plus d’interrupteurs ni de câblage vertical), ce qui permet de réadapter facilement l’éclairage en cas de reconfiguration de l’espace de travail.
Ainsi, le Light System DALI d’ERCO s’appuie sur cette technologie avec des appareils adressables individuellement, au service du confort visuel et de l’éclairage scénographique. L’intégration de composants logiciels et matériels donne l’exemple en matière de confort d’utilisation : configuration ergonomique de scènes d’éclairage complexes grâce au logiciel Light Studio, enregistrement de multiples données système et données scéniques dans le Light Server 64+, et utilisation intuitive au quotidien avec l’appareil de commande mural Light Changer+. Grâce aux ports Ethernet et aux entrées numériques à commutateur, il est facile de connecter le Light System DALI à des solutions de commande multimédia, à des boutons-poussoirs ou à des capteurs.

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Hopital Ikazia by Erco

 
Chez Zumtobel, le physicien Dr. Walter Werner lançait, dès 1991, le Luxmate Professional, qui n’a cessé de se perfectionner depuis pour proposer aujourd’hui différentes gammes avec des fonctions à la carte : gradation, détection de mouvement et de lumière du jour, gestion de plusieurs locaux, commande associée de l’éclairage et des stores, mises en scène lumineuses dynamiques de façades extérieures.
Toujours pour des applications intérieures, Vossloh-Schwabe, fabricant de composants de l’éclairage (groupe japonais Panasonic) a développé LiCS qui fonctionne sous protocole DALI. La mise en service ne nécessite pas de périphérique supplémentaire : toutes les configurations sont effectuées directement sur l’appareil. Une fois que les connexions sont réalisées, le système va adresser chaque ballast ; l’utilisateur peut constituer des groupes, par exemple, le groupe 1 pour les luminaires des circulations, le 2 pour ceux côté fenêtre, le groupe 3 pour les appareils côté couloir, etc. Comme pour tous les matériels sous DALI, il est possible de piloter 64 adresses en tout et de créer jusqu’à 16 groupes.
Intelligence également au service du confort avec ActiLume, système de commande DALI de Philips Lighting, qui permet de réaliser 75 % d’économies d’énergie (en mode complètement automatique et lorsqu’il est utilisé avec les ballasts Philips HF-Regulator EII Touch et DALI). ActiLume se compose d’un détecteur et d’un contrôleur qui s’intègrent aisément aux luminaires, une solution « plug & play » pour les bureaux individuels (pilotage de 4 luminaires) ou paysagers (jusqu’à 11 luminaires).
Pour le maître d’ouvrage, ces systèmes permettent d’optimiser les économies importantes dues au seul changement de lampes et luminaires, en palliant la négligence des utilisateurs qui ne pensent pas à éteindre ou moduler leur éclairage. Mais des études commencent à apparaître qui montrent que ces économies « automatiques » ne sont au rendez-vous que si les besoins des utilisateurs ont été pris en compte, et, pour la gestion centralisée, si les systèmes sont entretenus. Pour l’utilisateur, une gestion de l’éclairage réellement intelligente, et qui a des chances d’être acceptée, est celle qu’il peut s’approprier, parce qu’elle lui laisse la possibilité de déroger à ces automatismes garde-fous, et d’adapter son éclairage à son vrai besoin.
 

L’intelligence programmée

La lumière naturelle est loin d’être statique : de l’aube au crépuscule, elle varie sans cesse. C’est pourquoi Trilux offre la possibilité de faire varier également l’éclairage artificiel en température de couleur. Grâce à une accentuation ciblée des composantes bleues de la lumière du jour, l’être humain est conforté dans son biorythme naturel. De plus, des applications avec configuration décorative de couleur sont recommandées dans de nombreux domaines recevant du public. Les systèmes DALI Easy et DALI Dynamic Control sont appropriés pour le réglage individuel de n’importe quelle couleur de lumière ainsi que pour des courbes de couleurs dynamiques à commande horaire.
Chez Osram, « la bonne lumière dans la bonne quantité au bon endroit et au bon moment permet de stimuler notre activité et d’améliorer notre sensation de bien-être. Outre les aspects techniques et architecturaux, les systèmes de gestion jouent un rôle important dans la définition d’une lumière de haute qualité. » Ainsi, le Dali Professionnel convient aux applications complexes pour le contrôle de pièces et d’étages, par la régulation de l’éclairage artificiel en fonction de la lumière du jour, la variation de couleurs et les effets dynamiques. Tous les réglages peuvent être effectués simplement grâce au logiciel disponible sous Windows® pour PC et via le port USB. Une installation « Plug&Play » est préconfigurée pour une utilisation instantanée sans aucune procédure de démarrage complexe. Il est possible de connecter ensemble quatre lignes DALI avec un total de 256 ballasts électroniques.
Interfaces intelligentes avec la gestion
La lumière se colore également en extérieur, notamment dans les illuminations de façades, de jardins, où les scénarios sont orchestrés à l’aide de systèmes de gestion mettant en œuvre des changements de couleur, programmés au rythme des saisons, des événements, des heures, etc.
Dans les bureaux, les établissements d’enseignement, les commerces, les musées, les rues ou les places, comme en témoignent les réalisations présentées dans les pages qui suivent, l’éclairage s’adapte, se conçoit sur mesure, qu’il s’agisse de réaliser des économies d’énergie, de dynamiser un espace de vente, de préserver des œuvres, de mettre en valeur des éléments architecturaux, d’obtenir des effets colorés. C’est par l’intelligence programmée des systèmes de gestion que la lumière se module pour épouser une forme, un mouvement, une couleur, et se laisse guider, dématérialisée, pour mieux servir le bien-être de tous. Isabelle Arnaud