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Éclairage

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Catégorie:Se loger


L'éclairage est l'ensemble des moyens qui permettent à l'Homme de conférer à son environnement les conditions de luminosité qu'il estime nécessaires à son activité ou son agrément.


Sommaire

[modifier] La lumière naturelle

La lumière du soleil est la plus naturelle et elle est gratuite.

Quand on construit une habitation, pour profiter de la lumière du soleil il faut bien choisir l'emplacement et la forme des fenêtres. Orienter de la façade de la maison ou ses pièces principales au sud permet de gagner environ 50 % de l'énergie dépensée pour le chauffage et on peut supposer que c'est aussi valable pour l'éclairage.

Plus le climat est nuageux, plus les fenêtres doivent être grandes: c'est ce qu'avaient compris les Hollandais depuis la Renaissance, comme on peut le voir encore dans de nombreuses villes des Pays-Bas et de Flandre.

Des plantations, ou treilles, devant les fenêtres donnent un ombrage modérateur du soleil en été.

Les pare-soleil peuvent être calculés selon des abaques disponibles sur le web ou autres publications.

Les ateliers d'artiste étaient conçus autrefois avec une verrière ou haute fenêtre côté nord, pour un éclairage important, mais sans ombre, ni surchauffe en été.

Les toitures dites "en shed" pour les usines (toits en dents de scie) sont passées de mode, mais sont basées sur le même principe. C'est la partie verticale qui est vitrée. L'avantage pour un immeuble moderne serait de placer des panneaux ou capteurs solaires sur la partie inclinée.

Une autre façon d'utiliser la lumière naturelle pour l'éclairage est d'utiliser des capteurs à l'extérieur, branchés sur des tubes réflecteurs ou des fibres optiques, qui conduisent la lumière aux endroits souhaités.


[modifier] L'éclairage avec combustible

[modifier] L'éclairage avec combustible liquide

[modifier] Lampe à huile

Une lampe à huile est une lampe dont le combustible est de la graisse animale ou de l'huile végétale, ou encore de l'huile de baleine.

[modifier] Bouteille lumineuse au phosphore

Il est facile de préparer une bouteille ou une fiole qui éclaire assez pendant la nuit pour que l'on puisse distinguer sans peine l'heure sur le cadran d'une montre, ainsi que d'autres objets.

On peut prendre une fiole de verre blanc bien clair et de forme allongée. On fait chauffer dans un vase quelconque de la belle huile d'olive quand elle est bouillante, on jette dans la bouteille un morceau de phosphore de la grosseur d'un pois tout au plus, et l'on verse avec précaution l'huile dessus jusqu'à ce qu'il y en ait au tiers de la fiole; on la bouche bien, et quand on veut s'en servir, on soulève le bouchon pour y laisser entrer l'air extérieur, puis on la rebouche; l'espace vide de la fiole paraîtra enflammé et donnera autant de clarté qu'une lanterne sourde ordinaire. Chaque fois que la lumière disparaîtra, on soulève de nouveau le bouchon et elle reparaît à l'instant. Il faut observer que pour peu que le temps soit froid, il est nécessaire d'échauffer la fiole dans les mains avant de soulever le bouchon; sans cette précaution, elle ne donnerait point de lumière.

Une fiole ainsi préparée peut servir tous les jours pendant six mois; elle n'a aucun danger pour le feu, et elle ne coûte presque rien.

[modifier] L'éclairage avec combustible solide

[modifier] Avec du bois

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Dans les Pyrénées des témoignages rapportent que l’on utilisait des éclats de conifères comme torches. Des petits logements étaient prévus pour les recevoir dans les murs latéraux de l’âtre. (Collectage ethnographique en maison de retraite.)

[modifier] Avec de la cire : les bougies

Les bougies donnent un éclairage agréable et d'autant plus intense qu'on en ajoute.

Mais simultanément , on augmente aussi les risques liés à leur utilisation à savoir, pollution des locaux d'habitation par les fumées, et risque d'incendie.

La "cire " des bougies modernes vendues dans le commerce est une paraffine dérivée du pétrole d'une qualité parfois déplorable, donnant forces coulures et de la fumée, jadis elles étaient fabriquées à base de suif (dans ce cas, il s'agit de chandelles) ou de cire d'abeilles.

Les bougies parfumées sont encore plus polluantes, car contenant des produits chimiques complexes, et brûlés dans la maison.

Probablement, des milliers de gens dans l'histoire sont morts à cause des bougies tombées ou mettant le feu à des objets proches et combustibles. Une précaution est donc d'utiliser des bougeoirs pesants et stables, et non de coller ses bougies avec un peu de "cire" sur une table ou une bouteille vide. Une autre est de toujours éteindre les bougies si on n'est pas à proximité immédiate.

Pour marcher avec une bougie à la main, il faut la pencher un peu, ainsi, elle ne s'éteint pas.

Pour nettoyer les bougeoirs, on peut les plonger dans un récipient d'eau bouillante, et la paraffine fond rapidement...

La fabrication des bougies est chose plus aisée qu'on pourrait croire : Fabriquer_ses_bougies

[modifier] L'éclairage électrique

L'électricité est l'une des énergies les mieux adaptées pour produire de la lumière. Il existe plusieurs méthodes pour transformer de l'électricité en lumière. Pour comparer ces différentes méthodes, on peut s'intéresser à la durée de vie des ampoules, au nombre de cycle extinction/allumage, au rendement lumineux (lumens par watt consommé) ainsi qu'à la couleur de la lumière (lumière plus ou moins blanche).

L'éclairage est un facteur important de consommation électrique dans le secteur tertiaire (bureaux et magasins), nettement moins pour les particuliers (la production de froid et de chaud comme la climatisation ou le réfrigérateur consomment nettement plus d'électricité.

[modifier] Éclairage en 12 volts

Avec une installation en 12 V basée sur des panneaux photovoltaïques et quelques batteries de 100 Ah, on obtient un éclairage électrique largement suffisant, et même au-delà puisqu'on peut encore faire fonctionner divers appareils en 220 V avec un convertisseur (inverter).

On obtient un éclairage plus intense, avec une lampe fluocompacte de 11 W standard, montée sur une base transformant le 12 V en 220 V grâce à quelques composants électroniques. Les lampes fluocompactes en 12 V sont vendues à un prix excessif. On peut aussi utiliser les tubes à cathode froide, du type de ceux vendus pour l'éclairage interne des tours d'ordinateur à monter soi même, ou, encore plus simple, des lampes navettes d'automobile (5 ou 10 W) fixées entre deux pinces à linge en bois ou plastique.

Avec un "toit solaire", en matériau photovoltaïque on obtient simultanément couverture du bâtiment et production électrique, d'où, au moins, un amortissement du coût du toit à la longue, contrairement à la solution conventionnelle.

Les sources lumineuses halogène consomment moins que les lampes à incandescence "classique" (à argon) mais nettement plus que les lampes fluorescentes (tubes ou lampes compactes; elles offrent l'avantage de durer plus longtemps que des lampes à incandescence (voir l'article de Wikipédia [1]. L'avantage des cette source est la qualité de la lumière offerte.

Il faut cependant noter que certains luminaire utilisent des lampes halogènes très puissantes (de l'ordre de 500 W ce qui est autant qu'un convecteur électrique).

L'idéal est de savoir manier un équilibre entre des lampes économes (fluorescentes et diodes) mais avec un faible rendu des couleurs (IRC) et des lampes de qualité mais gourmande en énergie (incandescence);

[modifier] Conseils sur l'éclairage électrique

Enlever régulièrement les poussières sur les ampoules permet d'avoir plus de lumière.

Si vous avez des lustres à plusieurs ampoules, vous pouvez n'utiliser qu'une ou deux ampoules qui suffisent généralement pour l'éclairage d'une pièce. Pour ne pas gâcher l'esthétique, il suffit de compléter les espaces vides avec des ampoules qui ont grillé.

Si une ampoule s'éteint, cela peut venir d'un faux contact. Vérifiez-le en enlevant, puis en remettant l'ampoule. Vous pouvez aussi voir si le filament est intact ou brisé en regardant l'intérieur de l'ampoule, ou en secouant l'ampoule (si elle fait du bruit, elle est grillée).


[modifier] Les différents types d'ampoules électriques

[modifier] Les ampoules à incandescence

Gluehlampe.jpg

Les ampoules à incandescence contiennent un filament en tungstène qui chauffe et émet de la lumière lorsqu'il est parcouru par un courant électrique. Les ampoules à incandescence sont peu chères à l'achat. Mais une partie de l'électricité consommée est perdue sous forme de chaleur.

[modifier] Les tubes fluorescents

Les tubes fluorescents sont aussi abusivement appelés néons par analogie avec les premiers tubes, utilisés pour les enseignes publicitaires, remplis de gaz néon et donnaient une lumière rouge. Les tubes d'éclairage blancs fonctionnent avec de la vapeur de mercure sous basse pression. Donc cette appellation est bien erronée.

Les tubes fluorescents sont économes en électricité et ont une durée de vie longue (de 10 à 15 000 heures facilement). Plus souvent le facteur limitant leur durée de vie est le nombre de cycles allumage/extinction. Ceci les rend particulièrement intéressant pour les zones à allumer longtemps : grandes salles, cuisine ou la salle de bain.

Des efforts constants sont faits par les constructeurs pour améliorer leur durée de vie, leur coût et leur efficacité lumineuse.

[modifier] Les ampoules fluocompactes

Les ampoules fluocompactes utilisent la même technologie que les tubes fluorescents. Elles coûtent plus cher que les ampoules à incandescence, mais consomment moins d'électricité (entre 4 et 5 fois moins: 100 W incandescentes = 23-25 W fluocompactes) parce qu'elles ne chauffent pas (si elle sont de bonne facture!!!). D'autre part, elles durent bien plus longtemps que les ampoules à incandescence, mais comme les tubes fluorescents, elles supportent mal le froid et le nombre de cycles allumage/extinction limite leur durée de vie. Pour que sa durée de vie soit celle inscrite sur la notice, il faudrait la laisser allumée !!!.L'efficacité lumineuse de ces source diminue très vite avec le temps et suivant leur mode d'utilisation. Des études scientifiques montrent aussi que les ondes électromagnétiques émises par les lampes fluocompactes seraient nocives pour la santé!!!


Article complet : Ampoule fluocompacte

[modifier] Les DEL (LED)

Les lampes à diode électroluminescente, ou lampes à DEL (DEL se dit en anglais LED), sont des composants électroniques transformant l'électricité en lumière. Pendant longtemps les DELS sont restées cantonnées à l'utilisation en tant que voyant lumineux, typiquement sur appareil électronique une DEL indique que l'appareil est sous tension. Aujourd'hui les progrès de la technique permettent d'envisager l'utilisation des DELS comme source lumineuse. Les principaux avantages des DELS sont : durée de vie exceptionnelle (100 000 heures) avec un nombre de cycles marche/arrêt très élevé sans dégradation, une lumière directive qui nécessite toutefois une optique adaptée permettant de répartir la lumière selon la distribution photométrique voulue, lumière froide (pas d'infrarouges), . À l'heure actuelle, les DELS de puissance sont encore chères. L'efficacité lumineuse moyenne est de 90 lm/W . Concrètement les DELS sont aujourd'hui très efficaces et sont déjà prêtes pour l'éclairage dans l'habitat, l'éclairage public et industriel. Cependant elles sont très difficiles à mettre en œuvre , l'alimentation et la gestion thermique doit être performante afin de garantir une durée de vie élevée. ( Attention aux produits Asiatiques qui sont peu chers et donc une efficacité lumineuse faible et une durée de vie courte contrairement à ce que l'on peut lire sur les notices).

Une chose est certaine: Dans un avenir proche, cette technologie surpassera toute les autres sources lumineuses que nous connaissons. La LED est vouée à un grand AVENIR...

Article complet : Led

[modifier] Les lampes halogènes

Les lampes halogènes sont gourmandes en électricité. Elles durent en moyenne plus longtemps que les ampoules à incandescence, mais moins longtemps que les fluocompactes.....

[modifier] Les lampes au sodium haute pression

Les lampes au sodium haute pression sont principalement utilisées pour l'éclairage public. Ce sont des ampoules très chères (relatif). Cependant, leur forte puissance, leur rendement lumineux élevé et leur indice de rendu des couleurs les rendent très efficaces pour l'éclairage public ou les grandes salles.

[modifier] Comparatif

Pour conclure et aider à s'y retrouver voici un comparatif synthétique

Type Durée de vie (h) Cycle M/A Temps d'Allumage Eff.lumineuse Source seule Appareillage Eff.lumineuse avec appareillage Eff.lumineuse avec luminaire graduable
Incandescente 1000 élevé Immédiat 7 à 12 lm/W - 7 à 12 lm/W 2 à 6 lm/W oui
Halogène 1500 à 2000 élevé Immédiat 10 à 15 lm/W - 10 à 15 lm/W 5 à 8 lm/W oui
Tube fluorescent 15000 à 20000 limité Quelques minutes 40 à 80 lm/W balast 34 à 70 lm/W 17 à 35 lm/W oui (mais cher)
Lampe fluocompacte 10000 à 15000 limité Quelques minutes 30 à 60 lm/W - 30 à 60 lm/W 15 à 30 lm/W oui (mais cher)
LED de puissance 1.155W 50000 à 120000 illimité Immédiat 70 à 100 lm/W Driver 63 à 85 lm/W 50 à 68 lm/W oui
Sodium haute pression 150W 20000 à 24000 faible Quelques minutes 70 à 100 lm/W balast 60 à 86 lm/W 27 à 47 lm/W oui (mais cher)


rendement moyen des luminaire d'éclairage public

[modifier] Efficacité lumineuse et durée de vie

L'Efficacité lumineuse des sources doit être exprimé en Lumen par watt mais aussi doit on tenir compte du flux lumineux qui sort encore de la lampe après un ou plusieurs milliers d'heures d'utilisation. La durée de vie devrait toujours s'exprimer avec un flux lumineux restant et non pas tant que la lampe fonctionne. Une lampe pourrait avoir une durée de vie de 200 000 heures par exemple et ne sortir que 1 lumen au bout de 10 heures.

La durée de vie d'une lampe doit être caractérisée de telle façon à connaitre le flux lumineux sortant de la source au bout d'un temps d'utilisation.


Exemple:

L70= durée en heure ou il restera encore 70% de flux (lumen maintenance)

L50= durée en heure ou il restera encore 50% de flux (lumen maintenance)

[modifier] Projet du gouvernement Australien et de l'État de Californie

L'Australie veut interdire l’utilisation des ampoules traditionnelles à incandescence, à partir de 2010. L'annonce a été faite le 20 février 2007. L'ampoule à incandescence devra être échangée progressivement contre des ampoules fluocompactes, plus économiques. Cependant, l'Australie n'a pas ratifié le protocole de Kyoto. Comme pour les États-Unis, l'Australie refuse pour des raisons économiques. En effet, elle mise presque exclusivement sur le charbon pour la production de son énergie. Dans ce contexte, les écologistes affirment que l’interdiction des ampoules n’est qu’une goutte d’eau dans l’océan des remèdes à apporter au problème de l’effet de serre. [1]. L'État de Californie a pris des mesures similaires mais pour un avenir plus lointain : 2012. Toutefois, l'objectif du gouverneur de Californie Arnold Schwarzenegger est différent. En effet il est de promouvoir la technologie des LEDs. Ceci n'est pas étonnant car le siège de Lumileds (Philips) est situé dans l'État de Californie à San José. [2]

[modifier] Voir aussi

[modifier] Liens internes

[modifier] Liens externes

[modifier] Références

  1. L’Australie interdit l’ampoule, 20/02/2007
  2. La Californie mise sur les LEDs pour 2012

[modifier] Bibliographie

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