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L'éclairage doit assurer
Un environnement visuel confortable (donc favorable au travail !) sera obtenu par
Le niveau d'éclairement |
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La quantité de lumière est caractérisée par le niveau d'éclairement exprimé en lux (lx).
Au travail, une bonne visibilité de la tâche visuelle et de son environnement est particulièrement nécessaire et fortement influencée par les caractéristiques de l'éclairage. Des objets qui peuvent être reconnus facilement et dont on peut distinguer aisément des détails, peuvent devenir indistincts et même plus du tout perceptibles lorsqu'il fait plus sombre.
La performance visuelle est un taux d'évaluation du système visuel utilisé pour quantifier les aptitudes d'une personne à détecter, identifier et analyser les détails entrant dans son champ de vision, en se fondant sur la vitesse, la précision et la qualité de sa perception. La performance visuelle dépend entre autres :
La visibilité de la tâche est utilisée pour relier la performance visuelle aux paramètres de l'éclairage sans tenir compte de l'attitude de l'observateur à l'égard de la tâche.
La visibilité qui caractérise une tâche est déterminée par la visibilité du détail critique. D'une manière générale, la visibilité du détail dépend de :
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Sous un éclairement de 500 lux. | Sous un éclairement de 50 lux. |
Lorsque le niveau d'éclairement diminue, un texte écrit suffisamment grand restera parfaitement lisible, alors qu'un texte écrit petit deviendra plus difficile à lire. |
"Malheureusement", l'oeil humain s'adapte très rapidement aux différentes ambiances lumineuses qu'il rencontre. Il est donc difficile de percevoir qu'une ambiance lumineuse n'est pas correcte. En situation d'équilibre, on parle de niveau d'adaptation auquel correspond la luminance d'adaptation qui affecte :
En pratique, les mesures de luminance étant difficiles et coûteuses et dans un but de simplification, les recommandations relatives à ces luminances sont formulées directement en valeur d'ECLAIREMENT (d'où l'utilisation du luxmètre).
Sur cette base, un niveau d'éclairement insuffisant entraîne progressivement une diminution du pouvoir de perception. Cela peut occasionner un plus grand pourcentage d'erreurs dans les manipulations et un risque accru d'accidents.
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Les valeurs d'éclairement recommandées en fonction du type d'activité ou de local peuvent être trouvées dans différentes normes belges et dans l'article 62 du titre II du Règlement Général pour la Protection du Travail (RGPT).
Attention, la norme EN 12464-1 Lumière et éclairage : Eclairage des lieux intérieurs remplace la norme NBN L 13-006 : Eclairage des lieux de travail. Néanmoins, pour compléter la norme EN 12464-1, il est utile de se référer aux recommandations de l'AFE (Association Française de l'Eclairage) relatives à l'éclairage dans différents types d'établissements.
La répartition lumineuse |
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Si le niveau d'éclairement et la luminance varient dans le champ visuel, une adaptation de l'oeil est nécessaire lorsque le regard se déplace. Durant ce moment, l'acuité visuelle est diminuée, entraînant des fatigues inutiles.
Selon la norme EN 12464-1, la répartition lumineuse ou l'uniformité des niveaux d'éclairement caractérise les variations du niveau d'éclairement et est définie comme étant le rapport entre l'éclairement minimum et l'éclairement moyen observé dans la zone de travail.
On définit différentes zones :
En ce qui concerne l'uniformité de la luminance, c'est beaucoup plus compliqué ! En effet, la distribution de la lumière dans un espace dépend de la répartition des sources lumineuses et de la réflexion des parois. Elle est d'autant meilleure que les réflexions de chaque paroi sont élevées et uniformément réparties (couleurs uniformes).
De plus, il faut une certaine uniformité de luminance d'une part entre le champ visuel en position de travail (le plan de travail) et au repos (les murs), d'autre part entre les différentes surfaces de référence (éclairement de la zone de travail et de la zone voisine).
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Pour un même niveau d'éclairement au niveau du plan de travail, la première situation est nettement plus agréable que la troisième. | ||
Pour garantir une répartition harmonieuse des luminances, il convient de ne pas dépasser certaines valeurs de contraste entre les différentes zones du champ visuel ou les surfaces de référence. Les valeurs maximales recommandées pour les rapports de luminances sont les suivantes :
Cependant, pour structurer l'espace, il peut être intéressant de créer des ambiances lumineuses localisées. Dans ce dernier cas, un niveau d'éclairement général existe pour tout l'espace et un éclairage localisé complémentaire est prévu en fonction des besoins spécifiques de la tâche visuelle.
L'éblouissement |
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L'éblouissement est dû à la présence, dans le champ de vision, de luminances excessives (sources lumineuses intenses) ou de contrastes de luminance excessifs dans l'espace ou dans le temps.
Suivant l'origine de l'éblouissement, on peut distinguer :
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L’éblouissement direct produit par un objet lumineux (lampe, fenêtre, ...) situé dans la même direction que l’objet regardé ou dans une direction voisine. | L’éblouissement par réflexion produit par des réflexions d’objets lumineux sur des surfaces brillantes (écrans d'ordinateur, plan de travail, tableau ...). |
En éblouissement direct, on peut donc distinguer 2 types d'éblouissement :
Le premier type d'éblouissement se rencontrera dans des locaux où l'axe du regard est toujours relativement proche de l'horizontale. C'est le cas dans les classes ou bureaux par exemple. Le deuxième cas se présente dans les salles de sport, par exemple, car l'axe de vision d'un sportif est constamment changeant et que celui-ci regarde vers le haut pour suivre les balles en hauteur.
En éclairage naturel, l'éblouissement peut être provoqué par la vue directe du soleil, par une luminance excessive du ciel vu par les fenêtres, ou par des parois réfléchissant trop fortement le rayonnement solaire et provoquant des contrastes trop élevés par rapport aux surfaces voisines. Il est intéressant de noter qu'une plus grande ouverture à la lumière naturelle cause moins d'éblouissement qu'une petite car elle augmente le niveau d'adaptation des yeux et diminue le contraste de luminance.
En éclairage artificiel, l'éblouissement peut être provoqué par la vue directe d'une lampe ou par sa réflexion sur les parois polies des luminaires, sur les surfaces du local ou sur des objets.
L'éblouissement direct provoqué par un luminaire est d'autant plus fort pour une position donnée de l'observateur que :
La position des luminaires et la répartition de la lumière qu'ils émettent sont donc fondamentales. D'autant que le degré de tolérance à l'éblouissement venant d'un luminaire (source lumineuse de petite taille) est plus faible que celui venant d'une fenêtre (source lumineuse de grande taille).
Les ombres |
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En fonction de sa direction, la lumière peut provoquer l'apparition d'ombres marquées qui risquent de perturber le travail effectué.
Lorsque la lumière provient du côté droit pour les droitiers et du côté gauche pour les gauchers. |
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| Lorsque la lumière est dirigée dans le dos des occupants. |
A l'inverse, une lumière non directionnelle, telle qu'on peut la créer avec un éclairage artificiel purement indirect, rendra difficile la perception des reliefs et peut rendre, par exemple, les visages désagréables à regarder.
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Avec un éclairage directionnel. | Avec un éclairage diffus. |
Une pénétration latérale de la lumière naturelle satisfait généralement à la perception tridimensionnelle du relief des objets et de leur couleur, grâce à sa directionnalité et à sa composition spectrale. Le cas est idéal mais le niveau d'éclairement diminue dès qu'on s'éloigne des fenêtres.
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Composition correcte des ombres permettant une bonne perception des détails : combinaison d'éclairage direct et diffus. | Absence d'ombre effaçant tout relief : éclairage diffus. | Ombres dures pouvant modifier l'aspect des objets et donc représenter une source de danger : éclairage directionnel. |
Le rendu de couleur |
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Toute source lumineuse, qu'elle soit naturelle ou artificielle présente un spectre lumineux qui lui est particulier.
La lumière naturelle, provenant du rayonnement du soleil et du ciel, présente un spectre visible (rayonnement dont la longueur d'onde est comprise entre 380 et 760 nanomètres (nm)) de forme continue. Le mélange des diverses radiations qui constituent ce spectre forme, par définition, la lumière dite blanche : c'est la seule qui permette à l'oeil d'apprécier avec la plus grande exactitude la couleur des objets et les plus délicates de leurs nuances. Les différentes radiations colorées composant la lumière naturelle apparaissent aisément lors de leur réfraction et réflexion par des gouttes d'eau, comme dans l'arc-en-ciel.
Étant donné que l'oeil est conçu pour la lumière du jour, la lumière émise par les sources artificielles devrait avoir la même composition spectrale que celle du soleil et du ciel : c'est le seul moyen pour que ne soit pas altérée la vision des couleurs. En effet, un corps coloré réfléchit sélectivement les radiations colorées qu'il reçoit : le système visuel regroupe les différentes radiations réfléchies et donne une sensation de couleur. La couleur perçue est donc intimement dépendante du spectre lumineux émis. A cet égard, les lampes à incandescence ou à fluorescence de type courant ne donnent pas entièrement satisfaction quoique de grands progrès ne cessent d'être accomplis dans ce sens. Par exemple, dans une cafétéria éclairée par des lampes fluorescentes de type courant on constate le changement apparent de couleur des vêtements, plus spécialement si ceux-ci sont dans les tons rouges ou oranges à la lumière du jour.
Sous une lampe incandescente (IRC ou Ra = 100). |
| Sous une |
La teinte de la lumière |
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La couleur de la lumière artificielle a une action directe sur la sensation de confort de l'ambiance lumineuse d'un espace.
Une lumière de couleur "chaude" est composée majoritairement de radiations rouges et oranges. C'est le cas des lampes à incandescence normales. Les tubes fluorescents standards génèrent une lumière "froide" composée principalement de radiations violettes et bleues. Le tableau ci-dessous illustre la variation de la sensation de confort de l'ambiance lumineuse d'un local en fonction du niveau d'éclairement qui lui est fourni.
Attention que plus une couleur est chaude visuellement, plus sa température thermique (en degré Kelvin).
De plus, les couleurs chaudes (rouge, orange) des objets sont plus agréables lorsqu’elles sont éclairées par une lumière chaude plutôt que par une lumière froide, mais par contre la lumière chaude tend à noircir les couleurs froides (bleu, violet). Ceci se manifeste particulièrement bien dans l’éclairage à incandescence classique.
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Éclairement de 300 lux | Éclairement de 300 lux |
Les radiations colorées émises par les objets et l'environnement peuvent aussi produire certains effets psycho-physiologiques sur le système nerveux. C'est ainsi que les couleurs de grandes longueurs d'onde (rouge, orange) ont un effet stimulant tandis que celles de courtes longueurs d'onde (bleu, violet) ont un effet calmant. Les couleurs intermédiaires (jaune, vert) ont, de même que le blanc, un effet tonique et favorable à la concentration. Les couleurs foncées et le gris ont par contre une action déprimante. Enfin les couleurs peuvent contribuer dans une large mesure à modifier la dimension apparente des surfaces et des volumes. Les couleurs chaudes seront de préférence utilisées dans des locaux de dimensions exagérées tandis que les couleurs froides seront choisies pour les locaux de dimensions réduites.
L'apport d'éclairage naturel |
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Si l'éclairage artificiel fournit la lumière à la demande, à l'endroit désiré et en quantité voulue, il ne peut cependant pas apporter le même agrément que celui offert par la lumière naturelle. Celle-ci procure un rendement visuel accru et est plus confortable pour des niveaux d'éclairement inférieurs à ceux apportés artificiellement tout en permettant des économies d'énergie électrique.
Sa variabilité, qui peut être considérée comme un désavantage en éclairage artificiel, permet d'établir une harmonie avec le monde extérieur et crée une ambiance intérieure plus chaleureuse. Son caractère cyclique est un facteur important pour l'équilibre psychique. De plus, les fenêtres par lesquelles elle pénètre permettent une communication visuelle avec l'extérieur et une vue au loin nécessaire au repos de l'oeil après une vision rapprochée. L'éclairage artificiel doit donc être considéré comme le complément - occasionnel ou permanent - de l'éclairage naturel et s'accorder autant que possible à son spectre lumineux de même qu'à ses variations grâce à un système de contrôle adéquat tant pour l'éclairage général que pour l'éclairage localisé.
Les valeurs recommandées pour le facteur de lumière du jour au fond des locaux sont au minimum les suivantes :
Par exemple, pour un éclairement extérieur par ciel couvert de 5000 lux, le niveau d'éclairement intérieur reçu au fond des bureaux doit être de 100 lux minimum.
