La lumière correspond aux radiations électromagnétiques visibles par l’œil humain, c’est-à-dire aux longueurs d’onde comprises entre 380 et 780 nm. Sans la lumière, nous ne pouvons voir, mais la lumière n’est pas visible en elle-même. Elle ne l’est que grâce aux surfaces qui la réfléchissent.
Chaque source de lumière est caractérisée par son spectre d’émission, qui correspond aux différentes longueurs d’ondes dans lesquelles elle émet. Comme le montrent les expériences de Newton ou le phénomène de l’arc-en-ciel, une lumière blanche, qu’elle soit naturelle ou artificielle, est composée de plusieurs radiations colorées ayant chacune sa propre longueur d’onde.
D’où vient la lumière naturelle ?
La lumière naturelle, appelée aussi lumière du jour, correspond à l’éclairage direct ou indirect provenant du soleil. Cette lumière blanche possède un spectre complet et continu, c’est-à-dire qu’elle émet dans toutes les longueurs d’onde du spectre visible.
Sa richesse provient de sa variabilité continue d’intensité, de direction et de teinte au fil des heures et des saisons. Outre les phénomènes liés aux mouvements de rotation de la terre, les modifications du spectre d’émission de la lumière du jour sont liées aux conditions atmosphériques et météorologiques, aux interactions avec les particules de l’atmosphère.
La lumière du jour, par sa richesse et son universalité, constitue notre lumière de référence. Elle nous donne des repères temporels et spatiaux et c’est grâce à elle que nous attribuons leurs couleurs aux objets.
D’où vient la lumière artificielle ?
La lumière artificielle est l’éclairage qui est produit artificiellement à l’aide de lampes et de projecteurs.
La source de lumière artificielle n’est produite que lorsqu’on allume.
La lumière incandescente émet selon un spectre continu et possède de ce fait la capacité de restituer fidèlement les couleurs des objets. Avec la lumière du jour, elle constitue une référence dans la perception de notre environnement et pour notre vie quotidienne. Nous y sommes sans doute attachés car c’est une lumière chaude qui se rapproche de celle du soleil.
De nombreuses sources artificielles sont désormais utilisées pour l’éclairage des espaces architecturaux et urbains, qui offrent une large palette d’intensités, de teintes et de couleurs et dont on améliore constamment les qualités et les performances.
Pour autant, aucune des sources de lumière artificielle, pour la grande majorité électriques, ne possède en elle-même la richesse de la lumière naturelle.
La lumière naturelle agit bien sûr sur la vision, mais aussi sur nos fonctions biologiques : notre horloge interne, notre sommeil, notre humeur, nos performances cognitives, notre système cardio-vasculaire, la sécrétion de certaines hormones et notre métabolisme en général.
En effet, des chercheurs ont récemment découvert un nouveau type de cellules rétiniennes, sensibles à la lumière et responsables du réglage de l’horloge circadienne (le rythme jour/nuit) du corps.
Leur sensibilité spectrale, concentrée sur les bleus, est totalement différente de celle du système visuel. Ainsi, l’œil humain est plus sensible à certaines « couleurs » de lumière.
Notre organisme est davantage adapté à la lumière naturelle qu’à la lumière de nos ampoules tungstènes ou halogènes, beaucoup trop riches dans le rayonnement rouge, et pauvres dans le rayonnement bleu qui pilote en partie la production et la suppression de certaines hormones, comme la MELATONINE, la VITAMINE D, le CORTISOL.
La mélatonine, qui contribue à la sensation de fatigue et à la baisse de la vigilance. Elle est virtuellement absente le jour entre la fin et le début de sa sécrétion nocturne.
L’exposition à la lumière fait rapidement chuter sa concentration dans le sang. On peut donc comprendre que notre vigilance est largement stimulée par notre exposition à de larges quantités de lumière naturelle.
La lumière naturelle favorise la synthèse de la VITAMINE D qui participe au bon fonctionnement de notre immunité. Nous sommes des êtres diurnes, nous sommes actifs de jour ! Malheureusement certains modes de production (poste de nuit) ou de consommation (télévision tardive le soir) perturbent le corps humain. Ainsi les journées paraissent bien plus épuisantes si elles sont passées dans des espaces totalement clos (commerces, usines, etc.).
Le cortisol est une hormone qui joue sur l’éveil et l’humeur, son taux augmente lorsque nous sommes exposés à la lumière naturelle.
L’intensité lumineuse est le flux lumineux émis par unité d’angle solide dans une direction donnée. Elle se mesure en candéla, équivalent à 1 lm/sr.
Pour assurer une même intensité lumineuse à un plan de travail, une fenêtre latérale doit être 5 fois plus grande qu’un lanterneau placé à égale distance.
Dans le même temps, les contrastes élevés d’intensité lumineuse dus à la proximité de la fenêtre augmente l’impression d’aveuglement et fatiguent la vision.
Le flux lumineux d’une source est l’évaluation, selon la sensibilité de l’œil, de la quantité de lumière rayonnée dans tout l’espace par cette source. Il s’exprime en lumen (lm).
Un lanterne
au ponctuel est un élément de construction, destiné aux toitures, constitué d’une costière isolée assurant la connexion à la couverture, et d’une ou plusieurs parois éclairante en matière plastique. Il assure l’éclairement zénithal naturel et éventuellement la ventilation et le désenfumage des locaux au moyen de mécanisme d’ouverture.
Une voûte filante est un élément de construction, destiné aux toitures, constitué d’une ou plusieurs parois éclairantes planes ou profilées en matière plastique, avec ou sans profil porteurs. Elle assure l’éclairement zénithal naturel et éventuellement la ventilation et le désenfumage des locaux au moyen de dispositifs d’ouverture. Une voûte filante doit être assemblée sur la toiture.
L’éclairement d’une surface est le rapport du flux lumineux reçu à l’aire de cette surface. Son unité est le lux, équivalent à 1 lm/m2.
Pourcentage qui caractérise la quantité de lumière transmise lumineuse (TL) à travers un remplissage.
Plus il est élevé, meilleur est le passage de la lumière.
La Surface Lumière Efficace « SLE » d’un lanterneau est la surface lumière en m² qui caractérise l’efficacité globale du transfert de lumière du lanterneau.
Selon le même principe que celui utilisé en désenfumage pour le calcul du nombre de DENFC à mettre en place, à partir de la connaissance de la surface utile d’ouverture A a , la SLE permet de déterminer le nombre de lanterneaux à installer pour obtenir un facteur lumière du jour donné:
Surface bâtiment x Coefficient transfert du bâtiment x facteur lumière du jour = SLE x nombre de lanterneaux.
Le facteur de lumière du jour en un point intérieur est le rapport de l’éclairement naturel reçu en ce point à l’éclairement extérieur simultané sur une surface horizontale en site parfaitement dégagé, par ciel couvert.
FLJ = Ehi intérieur / Ehe extérieur (%)