Eté 2012 : auteur, Didier.
31-07-2012 :

  • Relecture : Olivier.
  • 1er passage de mise en page [liens internes, tdm, en bref !, rapide passage général sur la mise en page de la feuille], Antidote – Sylvie

Importance de l’aménagement intérieur

Dans le tertiaire et, plus spécifiquement dans la promotion immobilière d’immeubles de bureaux, tant en rénovation qu’en nouvelle conception, l’anticipation de l’agencement des espaces est une étape cruciale que l’auteur de projet aurait tort de négliger.
Les enjeux de tels projets restent, malgré tout, trop souvent financiers en négligeant le confort des occupants et les consommations énergétiques. À la décharge de l’auteur de projet, il est très difficile de répondre à toutes les attentes d’aménagement des futurs occupants. Cependant, les combinaisons logiques d’agencement des locaux ne sont pas multiples, surtout si l’on fait appel aux notions :

  • De destination logique des locaux (locaux aveugles pour accueillir les serveurs, les photocopieuses, les sanitaires…);
  • D’ergonomie des postes de travail (espaces entre bureaux et armoires, largeur des circulations…);
  • De rapport à la lumière naturelle au travers des baies vitrées (bureaux centrés et perpendiculaires par rapport à la baie vitrée, recul des bureaux par rapport aux fenêtres…).

Mais pourquoi s’occuper d’aménagement intérieur dans un outil tel qu’Énergie+ ?

La raison est  simple ! L’agencement rationnel des locaux influence clairement les consommations énergétiques d’éclairage. C’est d’autant plus vrai lorsqu’un promoteur immobilier « s’attaque » à une rénovation importante de type URE (Utilisation Rationnelle de l’Énergie) ou un projet de conception basse voire très basse énergie. En effet, dans ce type de bâtiment, la proportion des consommations électriques d’éclairage peut devenir plus grande que les consommations énergétiques de chaleur et de refroidissement réunies.

Enjeux énergétiques de l’éclairage

La proportion des consommations électriques résultant de l’éclairage artificiel est naturellement liée à la performance énergétique des bâtiments. Par exemple dans les bureaux, la consommation énergétique due à l’éclairage peut varier de 25 % pour un bâtiment qualifié de standard (375 kWhprimaire/(m².an)) à 40 %, voire plus, pour un bâtiment de type passif (75 kWhprimaire/(m².an)).
L’éclairage dans un bâtiment performant représente donc un enjeu important au niveau énergétique.

Flexibilité totale

Lorsque, notamment dans la promotion immobilière, l’auteur de projet est tenté de rendre son bâtiment au maximum flexible, et ce de manière à prendre en compte toutes les combinaisons d’agencements possibles des locaux, on parlera de « flexibilité totale« .
Une flexibilité totale se doit  d’anticiper au maximum l’occupation des locaux. Elle présuppose que l’installation d’éclairage devra couvrir l’ensemble de la surface à occuper :

  • de manière homogène ;
  • avec un niveau d’éclairement suffisant ;
  • une gestion efficace ;
  •  …

Flexibilité totale.

Cette flexibilité totale induit inévitablement une puissance installée supérieure à celle réellement nécessaire. En effet, sur base de ce principe, il serait nécessaire de respecter un niveau d’éclairement suffisant (par exemple 500 lux dans les bureaux) avec une homogénéité de 0,7 selon la norme NBN EN 12464-1. De plus, pour être sûr de pouvoir gérer de manière efficace l’installation d’éclairage et d’anticiper tous les combinaisons possibles de cloisonnement, l’auteur de projet sera tenté de placer, par exemple, un nombre suffisant de détections de présence. En surnombre, elles risquent de s’influencer négativement (détection de présence dans une zone non occupée par exemple).

Point de vue énergétique

La flexibilité totale engendrera :

  •  une puissance spécifique (en W/m²) importante : puissance installée : 6 x 1­ x 28 W ⇒ 9,5 W/m²

       

  • de l’éclairage inutile de zone comme le dessus des armoires par exemple ;

Point de vue du confort

Indépendamment de l’efficacité énergétique, le confort peut aussi être altéré :

  • plan de travail peu éclairé (aussi du vécu !) ;
  • éblouissement au niveau de certains postes.

Flexibilité raisonnée

La flexibilité raisonnée fera simplement appel au bon sens en imaginant des scénarios d’occupation « raisonnable » des espaces. Cette réflexion permettra de travailler principalement selon 2 axes :

  • Le rythme des façades : en conception l’agencement des bureaux influence inévitablement le rythme des baies vitrées et des trumeaux. En rénovation, par contre, c’est le rythme des façades qui influence le positionnement des bureaux.
  • La progression de l’agencement des postes de travail et des espaces de circulation en fonction de la pénétration de la lumière naturelle dans l’immeuble : cette progression s’effectue depuis la proximité de la baie vitrée où on privilégiera les tâches de bureautique jusqu’aux espaces de circulation qui nécessitent peu de lumière et sont des espaces à faible occupation.

Flexibilité raisonnée.

Point de vue énergétique

La flexibilité raisonnée permet :

  • De réduire la puissance spécifique : 2 x 1 x 49 W = 5,5 W/m² ;

 

  • De placer les luminaires aux endroits où la tâche justifie un éclairage correct.

Point de vue du confort

Le confort sera assuré par :

  • Le niveau d’éclairement sur la tâche de travail (le plan de travail se limite à la surface du bureau) et dans les zones avoisinantes avec une uniformité correcte de 0,7 (selon la norme 12464-1 ).
  • L’éblouissement qui sera évité par l’orientation des postes de travail perpendiculairement à la baie vitrée.

Distribution des alimentations de l’éclairage

Que l’auteur de projet préfère la flexibilité raisonnée à la flexibilité totale ou l’inverse, la distribution primaire de l’éclairage (230 V monophasé, 3 x 230 V ou encore 3 x 400 V + N), à ce stade, doit être réalisée avec une connectique organisée selon un schéma intelligent. Beaucoup de fabricants proposent sur le marché des solutions intéressantes qui intègrent aussi une flexibilité totale ou raisonnée.
Les systèmes de distribution structurés sont en général composés :

  • De câble de distribution primaire de longueur variable avec connecteurs ;
  • De pièce en T ou de boîtier de dérivation permettant de répartir de manière répétitive le courant fort en fonction du niveau de flexibilité à acquérir ;
  • De cordons secondaires qui permettent d’interface au niveau des pièces en T ou des boîtiers de dérivation les éléments de commande ou de gestion et les luminaires.

Par l’utilisation de ce type de connectique, une flexibilité plus ou moins étendue peut être assurée.

Exemple de câblage de distribution structuré.

 

Exemple de bus de distribution structuré plat.

Commande et gestion de l’éclairage

La gestion et la commande de l’éclairage, quelle que soit la flexibilité, doivent être menées de front avec la distribution de manière structurée et intelligente. À l’heure actuelle, les techniques disponibles sur le marché permettent une panoplie étendue de distribution du courant fort, de commande et de gestion de la plus simple à la plus compliquée.

Commandes simples

La plupart du temps, le gestionnaire de bâtiment ou l’auteur de projet peuvent s’en sortir avec des commandes ou des gestions d’éclairage simples. Une commande simple consiste, par exemple en :

  • Un interrupteur simple pour un petit local ;
  • Un interrupteur deux allumages pour un grand local à une entrée dans lequel un zonage s’impose ;
  • Quatre interrupteurs deux directions pour un grand local à deux entrées et où le zonage est toujours nécessaire.

Commande par interrupteur simple pour petits locaux.

Commandes par interrupteur 2 allumages pour locaux de grande taille.

Commandes par interrupteur 2 directions pour locaux de grande taille et à 2 entrées.

Gestion simple de l’éclairage

La gestion d’éclairage peut aussi être intégrée dans une distribution structurée. Tout en gardant une bonne flexibilité, une gestion simple peut être mise en place sans le besoin de bus de communication type DALI, KNX, …  Cette gestion s’appuie  sur une connectique du même type que celle acceptant les commandes simples.
Quand on pense gestion, se profilent principalement :

  • La gradation 0-10 V locale ou centrale par rapport à la lumière naturelle ;
  • La détection de présence  et de mouvement ;

Détection globale de présence et de luminosité combinées et détection locale de luminosité (par luminaire) et offset de niveau d’éclairement entre le luminaire côté fenêtre et le côté couloir.

Une gestion simple peut se résumer, par exemple, comme suit :

  • Allumage par bouton poussoir (allumage volontaire) ;
  • Extinction automatique par détection d’absence ;
  • Offset sur le réglage du niveau d’éclairement entre le luminaire côté fenêtre et celui côté couloir.

Gestion simple de l’éclairage.

Gestion globalisée de l’éclairage

La gestion/commande simple par câblage structuré a naturellement ses limites surtout dans les bâtiments de grande taille. Pour pallier à ce problème, le concepteur pourra faire appel à un câblage structuré doublé d’un système de bus de communication de type de DALI, KNX, … :

  • La distribution du courant fort s’effectue en câblage structuré ;
  • La gestion/commande est basée sur un bus de communication DALI.

Gestion par bus de communication.

Bilan énergétique

La finalité de la flexibilité raisonnée est naturellement de réduire les consommations énergétiques et de dégager une certaine rentabilité par rapport au surinvestissement potentiel.
L’étude qui suit tente de mettre en évidence l’impact de la flexibilité raisonnée :

Point de départ

L’installation de base fait appel à des luminaires de faible performance énergétique : soit 12,8 W/m².

1re amélioration

Des luminaires performances remplacent les luminaires de base. Dans ce cas, on applique la flexibilité totale : soit 9,5 W/m².

2e amélioration

On applique une stratégie de zonage par le placement intelligent de commande d’éclairage.

3e amélioration

L’emplacement et le nombre de luminaires sont optimisés selon le principe de flexibilité raisonnée : soit 5,5 W/m².

4e amélioration

Une détection de présence permet encore d’optimaliser le temps d’allumage des luminaires en fonction de l’occupation réelle des locaux.

5e amélioration

Enfin, une sonde de luminosité adaptera le niveau d’éclairement des luminaires. Le réglage des niveaux d’éclairement sera différentié en fonction de la position des luminaires par rapport à la baie vitrée.

Bilan en énergie finale

L’énergie finale représente l’énergie indiquée sur la facture électrique. L’analyse du diagramme suivant montre que les consommations spécifiques annuelles passent de 35 à 8 kWh/(m².an) lorsque l’on passe d’un système d’éclairage peu performant à un système performant, ce qui représente une réduction des consommations de l’ordre de 78 %.

Bilan en énergie primaire

Au niveau de l’énergie primaire, l’amélioration est encore plus notoire sachant que pour l’électricité, le facteur de conversion d’énergie finale en énergie primaire est de 2,5 (1 kWh électrique consommé au niveau du bâtiment représente 2,5 kWh consommé par la centrale électrique (valeur de référence de la CWAPE).
Pour un bâtiment de type passif, l’éclairage représentant 40 % des consommations énergétiques primaires, une réduction de 78 % de la consommation énergétique d’éclairage représente 31 % de réduction de la consommation énergétique primaire du bâtiment ; ce qui est énorme !
La réduction en émission de gaz à effet de serre (CO2) agit dans les mêmes proportions que celle en énergie primaire.
Comme la tendance est à améliorer drastiquement la qualité de l’enveloppe des bâtiments (isolation des parois, remplacement des vitrages par des doubles vitrages à basse émissivité ou triples vitrages, placement de récupérateur sur l’air extrait, …), le soin à apporter  au système d’éclairage représente en enjeu majeur.

Bilan financier

Les temps de retour simples sur investissement sont assez intéressants tout en sachant que l’évolution des prix du matériel et de l’énergie est très « volatile ».