Règles techniques

RT2012 : les limites de calcul du besoin d’éclairage en tertiaire

Mots clés : Eclairage - Métier de la construction - Réglementation thermique et énergétique

A l’heure où la RT2012 s’applique à la quasi–totalité des bâtiments neufs, Antoine Boulla, chef de projet, ingénieur thermicien et environnement chez AI Environnement, bureau d’étude énergie et environnement, alerte sur l’une des formules du moteur de calcul qui peut aboutir à des résultats incohérents en matière d’éclairage.

La grande nouveauté en RT 2012, même pour des professionnels habitués au BBC RT2005, reste l’apparition du Bbbio. Il peut être difficile de respecter le Bbio Max, et ce malgré un Cep conforme, et pour cause… Le Bbio étant défini comme 2*besoin chaud + 2*besoin froid + 5*besoin éclairage, il apparaît notamment en tertiaire que celui-ci est très sensible à l’accès à la lumière naturelle. On cherchera donc à optimiser celui-ci, en favorisant des grandes baies vitrées, des faibles épaisseurs de plateaux…

Le besoin en éclairage est calculé en fonction du niveau d’éclairement naturel (Einat) des zones d’une pièce. En dessous d’un certain seuil, celui-ci est considéré comme trop faible, et l’éclairage artificiel est activé. Il apparaît donc logique d’augmenter au maximum l’accès et le niveau d’éclairement naturel afin de diminuer le besoin d’éclairage et de valider le Bbio.

Or ce niveau d’éclairement est calculé, entre autre, en fonction de la quantité de lumière transmise par les baies d’une pièce rapportée à la surface de la pièce ayant accès à cette lumière (formule 9.1.3.4 p 487 du moteur de calcul TH-BCE). Plus cette surface va être faible, plus le niveau d’éclairement va être grand, et donc moins la lumière artificielle sera allumée. Il apparaît alors une absurdité : moins vous avez accès à la lumière naturelle, moins vous consommez d’éclairage…

Le niveau d’éclairement de la partie de la pièce n’ayant pas accès à la lumière naturelle est tout simplement égal au quart de celui ayant accès à la lumière naturelle. Ainsi si le % d’accès à la lumière naturelle diminue, le niveau d’éclairement naturel calculé augmentera pour l’ensemble de la pièce (celui situé près des baies augmentera comme expliqué précédemment, celui pour le fond de la pièce étant son quart, il augmentera aussi…).

 

Exemple de besoin d’éclairage d’une pièce de 20m²  pour 2m² de baie, allège à 90 (cas 1) ou 70 cm de hauteur (cas 2), géométrie différente (cas 3). Eclairage non fractionné.

 

L’accès à la lumière naturelle dépend de la profondeur de pénétration de la lumière (formule p 495 moteur TH-BCE), qui elle-même dépend de la hauteur des fenêtres. Pour une géométrie de pièce et de baie fixée,  vous aurez plus de facilité à respecter le Bbio en la plaçant bas bien que cela soit défavorable au FLJ, étant connu que les parties vitrées situées sous le plan de travail n’éclairent pas le fond de la pièce… (cf différence entre cas 1 et 2).

De la même manière si la longueur de pièce augmente (mais pas sa surface, cas 3), son % d’accès à la lumière naturelle diminuera, ainsi que son besoin en éclairage…

Il apparaît alors selon le moteur de calcul qu’une pièce dont l’accès à l’éclairage naturelle est médiocre, a un besoin d’éclairage plus faible (ici de presque 20%) qu’une pièce mieux éclairée. Cet écart est d’autant plus important qu’il sera multiplié par 5 dans le calcul du Bbio…
Dans le cas où l’éclairage artificiel est fractionné (c’est-à-dire que l’on peut commander indépendamment les luminaires situés près ou éloignés des fenêtres), le problème demeure.

 

Exemple de besoin d’éclairage d’une pièce de 20 m² pour 2m² de baie en fonction de sa forme. Eclairage fractionné.

 

Même si ces exemples peuvent paraître exagérés, ils illustrent bien que la sensibilité du besoin d’éclairage par rapport au pourcentage d’accès à la lumière naturelle pourra être différente en fonction de la géométrie de la pièce, du ratio de baies vitrées… et donc poser des difficultés aux architectes et équipes de conception.

Dans tous les cas, il apparaît important de connaître ces limites des règles de calculs – dont les résultats peuvent défier tout bon sens – afin que la RT2012 ne soit pas un frein à l’atteinte des objectifs qu’elle a elle-même fixés.

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  • - Le

    Valeurs limites

    Bonjour, Tout d’abord félicitations pour cette étude, j’avais également en interne réussi à démontrer la relation aberrante « augmentation de la part du local ayant accès à l’éclairage naturel=augmentation des consommations d’éclairage ». J’ajouterais à cette article l’incroyable effet de seuil des valeurs aux limites que je vous invite à tester. En effet les valeurs de consommations d’éclairage augmentent subitement quand on passe de 0.01% à 0% de la part du local ayant accès à l’éclairage naturel (12 points sur le Cep dans un de nos projets) et inversement diminuent subitement quand on passe de 0.99% à 1% (chute de 11 points). Le calcul est donc complètement faussé et le thermicien a entre les mains une valeur qui a un impact énorme sur le résultat et dont la logique est inversée. Nous pourrions à l’occasion échanger des données sur le sujet pour améliorer notre compréhension du phénomène. Cordialement.
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  • - Le

    Reponse à Remi Jonquieres

    Bonjour, L’algorithme n’est pas figé à un rapport largeur/longueur (bien que le coefficient Rgr A,At de la formule de calcul prenne en quelque sorte en compte la « compacité » de la pièce). Le problème vient plutôt du calcul de la surface de la pièce ayant un accès direct à la lumière naturelle (qui dépend de la longueur de pénétration de la lumière dans la pièce), et de son impact dans la formule. Cette surface étant au dénominateur de la formule permettant de calculer l’éclairement naturel, plus elle va être petite, plus celui-ci va être grand. Il en résulte que la l’éclairage artificiel sera moins utilisé, et donc la consommation d’éclairage sera réduite… La formule donne globalement des résultats corrects, mais certaines géométrie de pièces et positionnement de baies peuvent échapper à toute logique… Je vous invite à étudier la formule 9.1.3.4 p 487 du moteur de calcul pour y voir plus clair. Cordialement,
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  • - Le

    Est-ce que l'algorithme est figé sur un rapport largeur/longueur de la pièce ?

    Bonjour, Avez-vous une idée de la cause de l’erreur ? Cordialement, Rémi Jonquières
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