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Les solutions performantes en Maîtrise de la demande d’électricité
ENERTECH
Chapitre 5
1 – Comment réduire les consommations d’électricité ?
COMMENT REDUIRE LES CONSOMMATIONS D’ELECTRICITE ?
ENERTECH
5 - Développer et utiliser des technologies performantes :- éclairage à haut rendement,- pompes et ventilateurs à vitesse variable, - froid performant, - etc.
1 - Il faut d’abord se donner les moyens de mieux comprendre comment fonctionnent les installations et appareils, et quel est le comportement des usagers
nouvelles méthodes d’investigation basées sur la mesure.
2 - Rechercher les dysfonctionnements, c’est à dire ce qui ne fonctionne pas comme prévu.
3 - Savoir identifier les consommations insoupçonnées, comme par exemple :
- les veilles,- les surtensions continues, - etc.
4 - Ne faire fonctionner les appareils qu’en cas de besoin !
6 - Développer et utiliser des matériels performants spécifiques à la rénovation.
ENERTECH
1 - Les services généraux : des consommations inexplicables…
2 - Le poids des usages
3 - Cas de l’éclairage des circulations
Les solutions performantes en Maîtrise de la demande d’électricité
Chapitre 5
2 – Les services généraux des immeubles d’habitation : exemple d’une méthode d’analyse
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Carn
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Pie
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Tec1
Tec2
Tec9
Carn
ot-
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Carn
ot-
72B
Carn
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Carn
ot-
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Tec10
Tec8
Wilso
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Wilso
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Vo
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Tec5
Carn
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Wilso
n-3
9
Vo
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e-2
9
Vo
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Vo
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2
Tec13
Tec11
Tec15
Tec17
Tec12
Tec6
Tec14
Wilso
n-3
7
Tec18
Wilso
n-4
3
Vo
ltair
e-1
6
Moyenne : 125 kWh/log
Consommation annuelle de l'Eclairage
Cage
kW
h/a
n/l
og
Label Charges
*
*
*
*
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*
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*
*
* : Cage avec Eclairage naturel
*
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ENERTECH
ENERTECH
1 - Les services généraux : des consommations inexplicables…
2 - Le poids des usages
3 - Cas de l’éclairage des circulations
Les solutions performantes en Maîtrise de la demande d’électricité
Chapitre 5
2 – Les services généraux des immeubles d’habitation : exemple d’une méthode d’analyse
ENERTECH
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Voltaire
Carnot
Wilson
ENERTECH
MVEEDF Répartition des Usages
Usages
Pa
rt (
%)
Eclairageparking
VMC Ascenseur Eclairage(sans B.A.E.S.)
Eclairageextérieur
B.A.E.S. VMCparking
ENERTECH
1 - Les services généraux : des consommations inexplicables…
2 - Le poids des usages
3 - Cas de l’éclairage des circulations
Les solutions performantes en Maîtrise de la demande d’électricité
Chapitre 5
2 – Les services généraux des immeubles d’habitation : exemple d’une méthode d’analyse
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Consommation annuelle par logement
kW
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n
Cages ENERTECH
Moyenne : 64 kWh/log/an
Eclairage des couloirs MVEEDF
Carnot Voltaire Wilson
*
: dysfonctionnements observés
**
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Répartition horaire en % de la consommation journalière moyenne
ENERTECH
Voltaire - Eclairage des couloirs MVEEDF
Ré
pa
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(%
)
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ENERTECH
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Durée des minuteries
min
ute
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Cages ENERTECH
Moyenne : 2,5 minutes
Eclairage des couloirs MVEEDF
Carnot Voltaire Wilson
Eclairage des couloirs
ENERTECH
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Eta
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4
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Eta
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Eta
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Eta
ges
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Nombre d'allumages par habitants et par an
Allu
ma
ge
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ab
/an
Cages ENERTECH
Moyenne : 796 allumages/hab/an
Eclairage des couloirs MVEEDF
Carnot Voltaire Wilson
*
: dysfonctionnements observés
*
*
Les solutions performantes en Maîtrise de la demande d’électricité
ENERTECH
Chapitre 5
3 – Améliorer l’éclairage intérieur
1 – Améliorer la qualité des sources lumineuses
2 – Réduire le niveau d’éclairement
3 – Réduire la durée de fonctionnement
4 – Etude de cas : bâtiment de bureau
ENERTECH
Les LBC
ENERTECH
Equivalence LBC - Incandescent
Puissance des ampoules
incandescentes (W)
< 25 30 40 60 75 100 125 150 300 500
Equivalence des LBC (W)
7 7 11 15 20 23 27 2 * 20 3 * 23 5 * 23
ENERTECH
TEST DE MONTEE EN PUISSANCEComparaison des différentes ampoules
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0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330
Temps écoulé (s)
Flu
x lu
min
eu
x (
%)
OSRAM Facility Facility 2ème essai GE GENURA Philips ECOTONE HBI NEOLUX
ENERTECH
ENERTECH
Les tubes fluo performants
ENERTECHADIL26 Cabinet Olivier SIDLER
Amélioration des éclairages des parkings
Ballast ferromagnétique
Ballast électronique
14 W + 58 W = 72 W
Tubes T8
Tubes T5
5 W + 31 W = 36 W
Economie : 50%
ENERTECH
Éclairage performant :Optimisation de l’éclairage en rénovation.
Kit de rénovation
Kit Retrolux : remplacement d’un tube T8 par un kit Tube T5/Ballast électronique :Jusqu’à 50% d’économie d’électricité annoncée.
Les solutions performantes en Maîtrise de la demande d’électricité
ENERTECH
Chapitre 5
1 – Améliorer la qualité des sources lumineuses
2 – Réduire le niveau d’éclairement
3 – Réduire la durée de fonctionnement
4 – Etude de cas : bâtiment de bureau
3 – Améliorer l’éclairage intérieur
ENERTECH
Différencier
Eclairage du localEclairage de la zone
de travail
Les solutions performantes en Maîtrise de la demande d’électricité
ENERTECH
Chapitre 5
1 – Améliorer la qualité des sources lumineuses
2 – Réduire le niveau d’éclairement
3 – Réduire la durée de fonctionnement
4 – Etude de cas : bâtiment de bureau
3 – Améliorer l’éclairage intérieur
ENERTECH
Éclairage des circulations :Asservissement de l’éclairage des couloirs des immeubles d’habitation.
Minuterie électronique.
Systèmes à déclenchement manuel
Systèmes à déclenchement automatique
Principe de mise en oeuvre
Séparation des commandes par étage.
+ Réglage a minima des minuteries.
Séparation des commandes par étage.
Détecteur de présence.
• Détecteur dissocié du luminaire.
• Détecteur intégré au luminaire.
Principe de mise en oeuvre
Eff
icac
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n él
ectr
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Minuterie intelligente.
ENERTECH
Éclairage des circulations :Asservissement de l’éclairage des couloirs des immeubles d’habitation.
Systèmes à déclenchement automatique - I
Détecteur de présence dissocié du luminaire - Technologie principale : Ultrason / Infra-rouge /Acoustique
Commande d’un point lumineux par deux détecteurs de présence
ENERTECH
Détecteur de présence :Les principales technologies de détection.
Détection par Infra-Rouge
Type de détecteur le plus courant, le moins cher. Utilisé principalement dans les couloirs, les lieux de passage. Champ de détection obstrué par la présence d’obstacles.
Détection par Ultrason
Meilleure détection que les détecteurs à infra-rouge. Utilisé principalement dans les couloirs, les lieux de passage. Détection à travers le verre et parois minces – le détecteur peut être caché dans un faux-plafond ou dans un globe lumineux.
Détection Acoustique
Basé sur la détection des sons audibles (pas, voix) et inaudibles (ouverture de porte). Utilisé principalement dans les parkings, les cages d‘escalier. Détection efficace pour les grandes zones et en présence d’obstacles – réduction du nombre de détecteurs à installer.
Les solutions performantes en Maîtrise de la demande d’électricité
ENERTECH
Chapitre 5
1 – Améliorer la qualité des sources lumineuses
2 – Réduire le niveau d’éclairement
3 – Réduire la durée de fonctionnement
4 – Etude de cas : bâtiment de bureau
3 – Améliorer l’éclairage intérieur
ECLAIRAGE - Répartition de la consommation moyenne annuelle surfacique entre les
différents locaux
Sanitaires4%
Bureaux58% Locaux communs
14%
Circulations24%
ENERTECH ADEME
Consommation annuelle moyenne : 26,7 kWh/m².an
ENERTECH
Durée de fonctionnement de l’éclairage
Bureaux :Eclairage principal
- Bureau individuel : 1155 h/an- Bureau paysager : 2513 h/an
Lampe de bureau : 489 h/an
Lampe sur pied : 767 h/an
Autres locaux :Couloir : 2740 h/anEscalier : 1125 h/anSanitaires
- cabines : 669 h/an- lavabo : 1084 h/an
ENERTECH
ECONOMIES ENVISAGEABLES - BUREAUTIQUEECONOMIES ENVISAGEABLES - BUREAUTIQUEBUREAUX - Économies installations neuvesBUREAUX - Économies installations neuves
STANDARDSTANDARD PERFORMANTPERFORMANT
Dimensionnement :Dimensionnement :
20 W/m²
500 500 LuxLux
500 lux dans toute la pièce- tube T8,- ballast ferromagnétique,- luminaire standard.
5 à 6 W/m²
Faible niveau d’éclairementglobal
- tube T5,- ballast électronique,- luminaire à haut rendement.
500 500 LuxLux
200 200 LuxLux
Eclairage ponctuel à l’aide de la lampe de bureau (ampoule fluocompacte)
+ contrôle de fonctionnement
Rénovation d’une installation existante
Utilisation de spots halogènes haut rendement : -40%
Lampadaire sur pied avec lampe fluocompacte : -53% à –86%
Lampe de bureau fluocompacte : -73%
Remplacement des ampoulesincandescentes par des LBC : -73% à –77%
Utilisation de kit de rénovationpour les tubes Fluorescents(tube T5, ballast électronique) : -29% à -43%
ENERTECH
Les solutions performantes en Maîtrise de la demande d’électricité
ENERTECH
Chapitre 5
4 – Les ascenseurs
1 – Etat des lieux
2 – Les améliorations
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Carnot103 (R+7)
Carnot105 (R+7)
Carnot72Bis(R+5)
Voltaire12 (R+6)
Voltaire16 (R+6)
Voltaire29 (R+6)
Voltaire62 (R+6)
Wilson 37(R+7)
Wilson 39(R+6)
Wilson 43(R+4)
Wilson 70(R+10)
Consommation à l'arrêt
Consommation en marche
Consommation annuelle par logement
kW
h/lo
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n
CagesENERTECH
Ascenseurs MVEEDF/ARENE/ADEME
630 kg 1000 kg : 2 cabines*
*
+
+ : veille non mesurée
Moyenne : 224 kWh/log/an
Les solutions performantes en Maîtrise de la demande d’électricité
ENERTECH
Chapitre 5
4 – Les ascenseurs
1 – Etat des lieux
2 – Les améliorations
MDE : AMELIORATION DES ASCENSEURS
1 - choisir un ascenseur à contrepoids plutôt qu’à vérins (2,5 à 3 fois moins de consommation),
Les pistes d’amélioration sont les suivantes :
ENERTECH
2 - éviter les réducteurs de vitesse mécanique (rendement de 60%), et préférer la transmission directe (système Gearless de Koné), ou les réducteurs de vitesse à fil et poulies (Sté Sodimas dans la Drôme),
3 - supprimer l’éclairage permanent des cabines, ce qu’autorise l’art. 8-17-3 de la nouvelle directive européenne EN 81-1,
4 - mettre en place un dispositif de variation de vitesse du moteur (asynchrone), ou utiliser des moteurs à vitesse variable (moteur à courant continu),
6 - ne jamais surdimensionner la cabine,
7 - choisir, quand c’est possible, des vitesses et des accélérations faibles,
8 - mettre en œuvre des systèmes de gestion des montées et descentes collectives.
5 – Utiliser des ascenseurs avec réinjection de courant dans le réseau lors du freinage (comme Regen Drive d’Otis de série sur toute la gamme Gen 2).
ENERTECH
Bilan d'un ascenseur performantStructure de la consommation électrique
Armoire de commande
18%
Moteur74%
Eclairage gaine0,2 %
Eclairage cabine4%
Total = 2268 kWhsoit 133 kWh/ logt.an
l'éclairage de la gaine est resté allumé inutilement
pendant 291 heures sur 3 périodes .
Charge inutile de 84 kWh soit 4,9 kWh/logt.an
Communanuté Urbaine de Lyon Région Rhone-Alpes
ENERTECH ADEME
Les solutions performantes en Maîtrise de la demande d’électricité
ENERTECH
Chapitre 5
5 – La ventilation mécanique
1 – Etat des lieux
2 – Les améliorations technologiques
3 – Les améliorations dans la conception
Puissance électrique absorbée par le motoventilateur :
Pel = D x P /
où : - D : débit m3/s- P : écart de pression totale aux bornes du ventilateur Pa- : rendement du motoventilateur -
Par ailleurs P D2 D’où Pel D3
la puissance électrique d’un motoventilateur varie comme le cube du débit.
ETAT DES LIEUX
ENERTECH
CE QU’ON OBSERVE SUR LE TERRAIN
1 – Des moteurs et des ventilateurs surdimensionnés.
2 – Des réseaux qui fuient.
ENERTECH
3 – Des vitesses d’écoulement trop importantes, donc des pertes de charges élevées,
4 – Un rendement déplorable des moto-ventilateurs
- moteur
- aubage à action
- transmission à frottement
rendement global de 20 à 25 %
Les solutions performantes en Maîtrise de la demande d’électricité
ENERTECH
Chapitre 5
5 – La ventilation mécanique
1 – Etat des lieux
2 – Les améliorations technologiques
3 – Les améliorations dans la conception
LES AMELIORATIONS TECHNOLOGIQUES
Pour réduire la puissance électrique, il faut :
* réduire le débit, donc rendre étanche le réseau. Mais aussi adapter le débit aux besoins réels,
* réduire le P, donc concevoir des réseaux auto-équilibrés à faibles pertes de charge,
* augmenter le rendement du motoventilateur.
ENERTECH
Il existe trois pistes d’amélioration :
1 - recourir à la variation de vitesse, et notamment aux moteurs à courant continu afin d’améliorer le rendement à charge partielle (déjà disponible),
2 - améliorer le rendement de transmission (poulies/courroies) grâce à la transmission directe (déjà disponible),
3 - améliorer le rendement des aubages, grâce à des profils d’aube plus performants (non disponible aujourd’hui).
Montage de gaines peu propice aux faibles
consommations ENERTECH
Régulateur de débit de ventilation
ENERTECH
Les solutions performantes en Maîtrise de la demande d’électricité
ENERTECH
Chapitre 5
5 – La ventilation mécanique
1 – Etat des lieux
2 – Les améliorations technologiques
3 – Les améliorations dans la conception des installations (pour mémoire)
Les solutions performantes en Maîtrise de la demande d’électricité
ENERTECH
Chapitre 5
6 – Les pompes
Une problématique identique en tout point à celle des ventilateurs :
Les principes de mise en œuvre sont les mêmes
Dès qu’un débit est amené à pouvoir varier de façon importante, on peut utiliser des dispositifs à variation de débit.
LES POMPES
ENERTECH
Les solutions performantes en Maîtrise de la demande d’électricité
ENERTECH
Chapitre 5
7 – La bureautique
1 – Etat des lieux
2 – Les améliorations technologiques
3 – Economie envisageable
Consommation annuelle moyenne de l’éclairage etdes usages informatiques
Informatique : 60%Eclairage : 40%
Les consommations électriques de l’éclairage et des usages informatiques représentent 66,9 kWh/m².an ou 1552 kWh/pers.an
INFORMATIQUERépartition de la consommation moyenne annuelle par m² entre les différents
équipements
Ecrans24%
Photocopieurs / IMF8%
Ordinateurs portables1%
Scanners1%
Traceurs0%
Fax2%
Imprimantes12%
Serveurs19%
Unités centrales33%
ENERTECH ADEME
Nombre d'entreprises : 47
Consommation moyenne annuelle : 40,3 kWh/m².an
Consommation annuelle par personne :878 kWh/pers.an
L’ordinateur (UC + écran)
Marche : 17,8 h/jour ouvré (4004h/an)Taux d’utilisation : 17% !
Marche : E* activé : 7,2h/jour ouvré (1610h/an) Taux d’utilisation : 43% E* désactivé : 14,5h/jour ouvré (3266h/an) Taux d’utilisation : 21%
Utilisation : 3,0 h/jour ouvré (686h/an)
UNITES CENTRALES - Répartition de la consommation entre les différents états
Marche avec utilisation16%
Marche sans utilisation77%
Arrêt7%
ENERTECH ADEME
Consommation moyenne d'une unité centrale : 214 kWh/an
ECRAN - Consommation annuelle moyenne en fonction de la taille de l'écran et de l'activation du gestionnaire d'énergie
0
40
80
120
160
200
240
280
320
360
400
440
480
520
15 LCD 17 LCD 15 CRT 17 CRT 19 CRT 21 CRT
Type d'écran
Co
ns
om
ma
tio
n a
nn
uel
le (
kW
h/a
n)
ENERTECH ADEME
Pour chaque cas, on précise le nombre d'écrans suivis
16
79
279
22
61
9
9
10
6
16
13
-40
%
-60
%
-48
%
-43
%
-45
%
-70
%
Ecrans plats Ecrans cathodiques
Consommation moyenne d'un écran : 161 kWh/an
Ordinateur portable : consommation annuelle moyenne
Consommation : 53 kWh/an
- 85 %
Consommation annuelle moyenne des appareils bureautiques
173 147
173950569095
267
487
681
1046
3012
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
2800
3000
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kW
h/a
n)
Les solutions performantes en Maîtrise de la demande d’électricité
ENERTECH
Chapitre 5
7 – La bureautique
1 – Etat des lieux
2 – Les améliorations technologiques
3 – Economie envisageable
1 – Choix d’équipements performantswww.eu-energystar.orgwww.topten.chwww.guide-topten.com(matériels français)
2 – Paramètrage des fonctions de veille
3 – Arrêt des appareils en dehors des heures ouvrées( de 20h à 8 h par exemple et les week-ends + jours fériés)
jusqu’à – 65%
ECONOMIES ENVISAGEABLES - BUREAUTIQUEECONOMIES ENVISAGEABLES - BUREAUTIQUE
Les solutions performantes en Maîtrise de la demande d’électricité
ENERTECH
Chapitre 5
7 – La bureautique
1 – Etat des lieux
2 – Les améliorations technologiques
3 – Economie envisageable
17’’ CRT - E* non activé 198 kWh/a198 kWh/a
UC - E* non activé203 kWh/a203 kWh/a
ORDINATEUR401 kWh/a401 kWh/a
ECONOMIES ENVISAGEABLES - PC (1)ECONOMIES ENVISAGEABLES - PC (1)
ORDINATEUR181 kWh/a181 kWh/a
-55 %
2020’’ 1010
’’
17’’ CRT - E* non activé 198 kWh/a198 kWh/a
UC - E* non activé203 kWh/a203 kWh/a
ORDINATEUR401 kWh/a401 kWh/a
ECONOMIES ENVISAGEABLES - PC (2)ECONOMIES ENVISAGEABLES - PC (2)
2020’’ 1010
’’
ORDINATEUR119 kWh/a119 kWh/a
-70 %
17’’ CRT - E* non activé 198 kWh/a198 kWh/a
UC - E* non activé203 kWh/a203 kWh/a
ORDINATEUR401 kWh/a401 kWh/a
ECONOMIES ENVISAGEABLES - PC (3)ECONOMIES ENVISAGEABLES - PC (3)
2020’’ 1010
’’
ORDINATEUR98 kWh/a98 kWh/a
-76 %
17’’ CRT - E* non activé 198 kWh/a198 kWh/a
UC - E* non activé203 kWh/a203 kWh/a
ORDINATEUR401 kWh/a401 kWh/a
ECONOMIES ENVISAGEABLES - PC (4)ECONOMIES ENVISAGEABLES - PC (4)
ORDINATEUR41 kWh/a41 kWh/a
-90 %
Les solutions performantes en Maîtrise de la demande d’électricité
ENERTECH
Chapitre 5
8 – Bilan des améliorations : le cas des services généraux des immeubles d’habitation
ENERTECH
CONSOMMATION ÉLECTRIQUE DES SERVICES GENERAUXPériode du 03/07/2002 au 02/07/2003
[kWh/an.logement] Divers10
Chaufferie 153
Ascenseur133 BAES- veille
80
Eclairage ss sol21
Eclairage circulation16
Eclairage Exter 12
Courants faibles 28
VMC118
Consommation prévue479 kWh / logement
Consommation totale1ere année: 541 kWh / logement
2ème année: 582 kWh / logment (
Evolution Année2 / Année1( +8 %)
Total Eclairage hors BAES49 kwh/an.logement
Communauté Urbaine de Lyon
ADEMEENERTECH
Région Rhone-Alpes
ENERTECH
Services Généraux - ECLAIRAGE des CIRCULATIONS Courbe de charge horaire moyenne
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
[0,1
[
[1,2
[
[2,3
[
[3,4
[
[4,5
[
[5,6
[
[6,7
[
[7,8
[
[8,9
[
[9,1
0[
[10
,11
[
[11
,12
[
[12
,13
[
[13
,14
[
[14
,15
[
[15
,16
[
[16
,17
[
[17
,18
[
[18
,19
[
[19
,20
[
[20
,21
[
[21
,22
[
[22
,23
[
[23
,24
[
tranches horaires
Wh
/h
B.A.E.S. Eclairage utile
Moyenne: 125 Wh / h