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Centre Scientifique et Technique de la Construction

20/04/2018

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Essais

La méthode d’essai la plus adaptée est choisie en fonction de la problématique à étudier. Il se peut ainsi que certaines situations nécessitent une approche combinant différents types d’essais. La complémentarité des méthodes s’avère bien souvent judicieuse.

Essais en laboratoires

Le laboratoire Lumière peut effectuer différents types d’essais normalisés en laboratoire, à savoir :

Essais sur modèles réduits

Les mesures effectuées sur des modèles réduits permettent d’évaluer l'apport d’éclairage naturel dès les phases préliminaires de conception d’un projet et de visualiser directement l’effet visuel à l’intérieur du bâtiment. La physique du rayonnement est telle que la lumière se comporte de manière identique quelle que soit l’échelle de l’espace.

Les modèles réduits peuvent être conçus selon les trois échelles suivantes :

Laboratoire Lumière CSTC - modèle réduit sous ciel artificiel.
Visualisation de l'apport de lumière à l'étage supérieur.

Essais in situ

Le laboratoire peut aussi effectuer différents types d’essais sur chantier ou dans des bâtiments existants grâce à des instruments de mesure mobiles.

Il dispose ainsi du matériel nécessaire à la caractérisation in situ de la pénétration de la lumière du jour dans un bâtiment existant ainsi qu’à l’étude du confort visuel des occupants. Les mesures sur site ont leur importance, car elles seules permettent de relever les valeurs d’éclairement ou de luminances réelles et d’en déduire les conditions de confort visuel.

Pour les éclairages LED, le plus important consiste également de maîtriser l’aspect coloré d’un espace tel qu’il est perçu par l’occupant. Il existe pour cela des instruments de mesure permettant d’enregistrer le spectre de la lumière.

Mesures de luminances

L’équilibre des luminances, les dimensions et la position de la source dans le champ de vision influencent notre perception. Par conséquent, l’analyse des luminances est l’un des meilleurs moyens pour estimer les risques d’éblouissement dans un espace.

Les luminances peuvent être mesurées soit en effectuant de multiples mesures de luminances ponctuelles avec un luminancemètre, soit en capturant les luminances dans le champ de vision d’un observateur à l’aide d’un appareil photo équipé d’un objectif Fish-Eye. La combinaison de plusieurs photos prises selon des expositions différentes permet de réaliser une image englobant une vaste gamme de luminances dans la scène observée. L’image ainsi obtenue est couramment appelée image HDR (High Density Range). Ces mesures permettent ensuite de calculer des indices d’éblouissement. La visualisation de la distribution de luminances pour un point d’observation est réalisée à l’aide de cartographies en fausses couleurs. Ces images permettent d’identifier facilement les sources gênantes et d’évaluer les risques d’éblouissement associés (à cause de contrastes trop marqués, par exemple).

Laboratoire Lumière CSTC - : Image en fish-eye et valeurs de luminance
Image en fish-eye et valeurs de luminance pour un point d’observation.

Simulations informatiques

Les méthodes de simulation à l’aide de logiciels ont pour but de déterminer la répartition de la lumière dans un espace et permettent, par exemple, de dimensionner l’installation d’éclairage artificiel.

Afin d’assurer la qualité des résultats, il est avant tout nécessaire de choisir l’outil de calcul le plus adapté en fonction de l’objet de l’analyse et de la complexité de la configuration. Une simulation performante de l’éclairage passe notamment par la maîtrise de la modélisation photométrique des matériaux et des surfaces, par un choix judicieux des paramétrages et par une bonne connaissance de la modélisation du ciel.

Outre l’avantage qu’elles offrent de pouvoir aisément apporter des modifications aux modèles, les simulations sont surtout utiles pour distinguer les différents paramètres influençant les performances. Leurs résultats peuvent se présenter sous la forme de valeurs (éclairement ou luminances) pour un maillage de points ou de cartographies. Les logiciels les plus avancés permettent également de créer des rendus photoréalistes d’une scène.

Le laboratoire Lumière dispose des logiciels suivants pour étudier l’éclairage, naturel et artificiel, dans les bâtiments :