Ensemble, valorisons la
lumière naturelle

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visite guidée

Méthodologie

Afin d'avoir des éléments cohérent et pertinent, les travaux ont été menés sur plusieurs axes :

1/ caractérisation des lanterneaux représentatifs du marché via mesures et modélisation numérique

2/ caractérisation de ces derniers sur des bâtiments via mesures et modélisation de ces bâtiments numériquement afin de corréler les résultats et déterminer les équations de calculs les plus exactes possible.

capture de l'outil du GIF

1ère étape

Détermination de la Surface Lumière Efficace des ouvertures en toiture :

Chaque ouverture zénithale possède intrinsèquement des qualités quant à sa capacité à retransmettre la lumière naturelle vers l'intérieur du bâtiment.

Il a été mis au point une méthode simple et rapide pour estimer la Surface Lumière Efficace (SLE) d'un lanterneau ou d'une voûte à partir de sa géométrie (parallélépipédique : largeur, une longueur, et une hauteur) et de ses matériaux. Et comme il préexiste, pour la normalisation des exutoires de fumée, la définition de la SGL (Surface Géométrique Lumière) qui est égale à la plus petite surface (en m²) horizontale ouverte au passage de la lumière (du lanterneau ou de la voûte) et donc des fumées, il était logique d'utiliser cette notion de SGL et de la corriger en fonction de la fonction de transfert lumineux du lanterneau donnant ainsi la SLE (Surface Lumière Efficace), formulée ci-dessous :

SLE = FLJ moyen en surface de sortie (du lanterneau) x SGL


Avec SGL = largeur x longueur

Et FLJ Moyen est essentiellement lié à l'aspect photométrique des matériaux, forme et couleur de la costière, transmission lumineuse du remplissage.

A cela nous avons ajouté un coefficient permettant de prendre en compte les effets induits par des éléments de structure de cintrage du remplissage, de mécanisme de désenfumage, d'incertitude sur les matériaux, ceci en minorant le résultat.

2ème étape

Détermination de l'autonomie en fonction du facteur lumière du jour :

En prenant en compte l'aspect géométrique et photométrique du bâtiment, et en considérant, une répartition homogène et la SLE des lanterneaux en surface de toiture, la méthode permet de calculer l'autonomie en éclairage naturel zénithal, avec une recommandation minimum de 300 LUX pendant 50% du temps d'occupation du bâtiment.

A noter que nous nous intéresserons au FLJ dans des bâtiments parallélépipédiques et sur la surface horizontale du Plan Utile, à 80 cm du sol. Dans les calculs nous considérons qu'il n'y a aucun masque prononcé autour du bâtiment d'étude qui perturberait l'arrivée de lumière naturelle sur le toit (montagne, bâtiment particulièrement haut et proche).

Ci-après la formule simplifiée du FLJ moyen sur le plan utile :

FLJmoyen sur PU = (Utilancebâtiment / Surfacebâtiment) x SLE x Nombred'ouvertures x Coefficientbâtiment


Avec :

Utilance bâtiment = Rendement de bâtiment indiquant la capacité à diffuse, propager la lumière, exemple un bâtiment avec des surfaces claires (murs, plafond et sol) permet une meilleure diffusion et propagation de la lumière qu'un local avec des surfaces sombres.

Coefficientbâtiment = il permet de prendre en compte les effets induits par des incertitudes sur la mise en œuvre, les matériaux et l'aménagement intérieur, ceci en minorant le résultat. Nous l'avons fixé à 0,8.

3ème étape

Mise en corrélation de la méthode de calcul avec des cas réels

Afin de valider la méthodologie, simplifiée et harmonisée, un ensemble de bâtiments ont été sélectionnés et plusieurs diagnostics ont pu être menés afin d'obtenir des données en condition réelle, couvrant différentes hauteurs de bâtiment, différentes ouvertures en toiture avec des implantations également variée ; afin d'appliquer sur des cas concrets les modes de mesure, de simulations numériques, et la méthode générale présentée dans ce document.