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Gradation de l’éclairage. Page 1 sur 8
GESTION DE l’ECLAIRAGE DANS LE TERTIAIRE
La problématique :
L’utilisation massive de lampes fluorescentes, fluo compactes ou LED est une mesure certes importante en
terme d’économie d’énergie (gain d’environ 50 %), mais insuffisante dans les faits !
En constat des locaux inoccupés, des couloirs peu fréquentés sont allumés en permanence.
De même, les apports de lumière naturelle ne sont pas compenses par une adaptation de la lumière artificielle.
L’installation de cellules de détection de présence/mesure de luminosité, associée à un automatisme adapté,
est la solution simple à adopter.
L’optimisation de la consommation énergétique du poste éclairage permet de réaliser des économies d’énergie
non négligeables.
La première étape de cette optimisation est le choix d’une source et d’une alimentation performante.
Efficacité lumineuse des
sources
Les lampes fluo ou fluo
compactes qui se
caractérisent par un
rapport Lumen/Watt
parmi les plus
performants, sont
principalement utilisées
pour l’éclairage de
bâtiments tertiaires,
d’ateliers, de parkings,
etc.
Les technologies
Le choix des ballasts électroniques qui permettent de réaliser une économie immédiate de 25 %. Cette
dernière est la conjugaison d’un rendement optimisé du ballast et de la source.
En complément les ballasts électroniques apportent plus de confort : pas de scintillement, pas de
bourdonnement, pas de clignotement en fin de vie, etc.
Depuis 2017, les luminaires fluorescents énergivores (de la classe D à A3) équipés généralement de ballasts
ferromagnétiques sont retirés du marché.
Durée de vie des sources
L’optimisation de la consommation énergétique du poste éclairage consiste à éteindre autant que possible les
luminaires.
La durée de vie des lampes fluorescentes est désignée par l’industrie des lampes par le terme ≪ durée de vie
moyenne nominale ≫ : il s’agit du temps, en heures, à l’issue duquel 50 % des lampes d’un groupe test auront
cessé de fonctionner.
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Un automatisme de gestion de présence ou une démarche éco citoyenne génèrent un nombre de cycles
d’allumage/ extinction élevé entrainant ainsi une diminution significative de la ≪ dure de vie moyenne nominale
≫ des lampes fluorescentes.
Gestion de l’éclairage
Commande traditionnelle
Une installation d'éclairage
traditionnelle raccorde les
luminaires et les commandes par
un réseau de câbles défini une
fois pour toutes.
Commande par bus de communication.
Les récents développements ont ouvert
de nouvelles possibilités : tous les
équipements sont connectés en parallèle
sur un même bus de communication,
chaque lampe, chaque interrupteur
ayant une adresse informatique propre.
Avantages : Une très grande flexibilité au niveau de la commande des luminaires. Il n’y a plus de lien entre le
circuit de puissance et le circuit de commande.
En cas de modification des locaux, d'un déplacement des parois par exemple, il suffit de recomposer les
groupes de luminaires commandés par simple programmation de l'unité centrale de gestion (on modifie les
adresses des luminaires commandés par l'interrupteur) ; aucune modification des câbles et des connexions
électriques n'est nécessaire.
Inconvénients : Investissement initial élevé
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Gérer l’éclairage pour réduire les pertes
La gestion de l’éclairage permet de bénéficier du meilleur compromis entre la ≪ durée de vie moyenne
nominale ≫ des sources fluorescentes et les économies d’énergie.
En journée, l’automatisme de gestion privilégiera des commandes du niveau de gradation a 1 % et non des
commandes d’extinction répétées.
Associée a des dispositifs périphériques (détecteurs de présence ou des cellules de luminosité), la gradation
contribue à la réduction de la facture énergétique jusqu’à 70 %.
Ce que dit la normalisation
Depuis le 1 janvier 2018, l’arrêté du 22 mars 2017 relatif à la performance énergétique des bâtiments existant
s’applique.
Pour tout projet de rénovation supérieur à 100m², un éclairage performant prenant en compte la gradation en
fonction de l’apport de lumière naturelle et la détection de présence doit être mis en place
La gradation
Faire varier le flux d'une lampe peut être réalisée grâce à différentes techniques qui dépendent de la
technologie de la source : la variation à découpage de phase pour lampes halogènes, la réduction de puissance associé à un ballast spécifique pour les lampes à décharge de forte
puissance (c'est-à-dire >150 W) l'augmentation de la fréquence du courant (passage de 40 à 90 000 Hz par exemple) pour
augmenter l'impédance et donc diminuer l'intensité du courant et la puissance pour les lampes à
décharge dont la puissance est ≤150 W La modulation de largeur d’impulsions d’un signal (PWM) des alimentations électroniques graduable
pour les LED.
Tableau récapitulatif :
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La gradation consistant à pouvoir moduler le flux d'une source lumineuse à partir d'un dispositif de commande
manuel (bouton poussoir par exemple) ou automatique (détecteur de luminosité par exemple) : ces deux notions
de gradation et de commande sont indissociables, et les composants et les modes de fonctionnement
s’entremêlent
Les détecteurs
Détecteur de présence : détecteurs infrarouge passifs PIR
- La présence est détectée par des détecteurs infrarouge passifs : ces détecteurs sont sensibles à la
chaleur (portée par les ondes électromagnétiques de longueurs d'onde infrarouge, d'où le nom)
Détecteur de mouvement : détecteurs ultrason US
- Il s'agit là de détecteurs hyperfréquence, c'est-à-dire qu'ils fonctionnent avec des ondes
électromagnétiques de très haute fréquence : ces détecteurs peuvent être utilisés quand le détecteur
infrarouge ne fonctionne pas, c'est-à-dire derrière du verre ou du plastique (dans les hublots par
exemple).
Il existe des détecteurs à doubles technologies.
Ces détecteurs qui combinent les technologies de Infrarouge (IR) et Ultrasons (US) sont appelés "Double
technologie". Cela assure une sensibilité et une couverture maximale dans les applications difficiles, pour une
fiabilité et une économie d'énergie optimale
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Les protocoles de commandes
Tableau de quelque protocole théoriquement adaptable à toutes les techniques de gradation.
Les ballasts électroniques avec
variation sont divisés en deux
technologies :
- analogique (1…10 V)
- ou numérique (DALI).
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Protocole DALI : Le standard pour la gestion de la lumière
DALI est un protocole ouvert et standard (IEC 62386) développé et soutenu par différents constructeurs de
ballasts électroniques, qui permet de gérer une installation d'éclairage par l'intermédiaire d'un bus de
communication à deux fils
La norme DALI garantit l'interchangeabilité des produits des différents constructeurs
La technologie numérique utilisée par DALI permet :
de contrôler individuellement 64 luminaires adressables, pouvant être regroupés pour constituer
jusqu’à 16 groupes
de commander précisément l’intensité lumineuse (gradation de 0,1% à 100% du flux lumineux par
courbe logarithmique)
de mémoriser 16 ambiances d’éclairement (scénarios de commande et de gestion)
de connaître l’état de l’installation : remontées individuelles d’état des lampes
Exemple d’une salle de réunion :
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Le système DALI permet, par l'intermédiaire d'un contrôleur, la mise en marche, l'arrêt, le réglage du niveau
d'éclairement, le traitement des défauts éventuels...
Le câblage :
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La connexion entre les capteurs, le panneau de commande et le contrôleur peut se faire suivant 2 méthodes; le
choix de la méthode de connexion dépend de l'application considérée :
Liaison directe au contrôleur
Liaison par l'intermédiaire du bus DALI
Ce contrôleur permet :
une programmation directe via une interface opérateur écran/clavier
une simplification du câblage par connexion directe capteurs / bus DALI
une augmentation de la capacité du réseau DALI jusqu'à 2048 composants, par l'association de
plusieurs contrôleurs synchronisés (maître + esclaves)
Synoptique d’une architecture DALI