Performance énergétique des bâtiments – Exigences énergétiques pour l’éclairage Norme NBN EN 15193 :2008

Table des matières

AVANT-PROPOS

INTRODUCTION

  1. Domaine d’application
  2. Références normatives
  3. Termes et définitions
  4. Calcul de l’énergie utilisée pour l’éclairage
  5. Mesures
  6. Calcul de l’énergie d’éclairage dans les bâtiments
  7. Référentiel des exigences d’éclairage
  8. Conception et pratique en matière d’éclairage

ANNEXE A (informative) : mesures du circuit d’éclairage

ANNEXE B (informative) : méthode de mesurage de la puissance totale des luminaires et de la puissance auxiliaire associée

ANNEXE C (informative) : détermination du facteur de dépendance de la lumière du jour

ANNEXE D (informative) : détermination du facteur de dépendance de l’occupation

ANNEXE E (informative) : détermination du facteur d’éclairement constant

ANNEXE F (informative) : valeurs de référence et critères de conception de l’éclairage

ANNEXE G (informative) : valeurs par défaut

ANNEXE H (informative) : autres considérations

ANNEXE I (informative) : liste des symboles

Introduction

Dans le respect de la norme NBN EN 12464-1, l’objectif de la norme 15193 est d’établir des conventions et de donner un mode opératoire pour estimer les exigences énergétiques vis-à-vis de l’éclairage des bâtiments et de déterminer un indicateur numérique de la performance énergétique des bâtiments.

La norme NBN EN 15193:2008, initialement établie pour évaluer la performance énergétique des systèmes d’éclairage dans les bâtiments, a été remplacée par la version mise à jour NBN EN 15193-1:2017 avec l’amendement A1:2021. Cette nouvelle version introduit des méthodologies améliorées, comme l’indicateur LENI (Lighting Energy Numeric Indicator), permettant une évaluation plus précise et alignée sur les objectifs européens en matière d’efficacité énergétique et de réduction des émissions de CO₂.

Énergie totale utilisée pour l’éclairage pendant une période donnée (méthode détaillée)

Calcul de l’énergie totale

Pour une pièce ou une zone déterminée, le calcul de l’énergie totale utilisée pour l’éclairage s’effectue de la manière suivante :

Wt = WL,t + WP,t [kWh]

WL,t = Σ{(Pn x Fc) x [(tD x Fo x FD) + (tN x Fo)]} / 1 000 [kWh]

WP,t = Σ{{(Ppc x [ty – (tD + tN)]} + (Pem x tem)} / 1 000 [kWh]

Où :

  • Wt = l’énergie totale estimée requise pendant une période donnée ;
  • WL,t  = l’énergie nécessaire pour les besoins d’éclairage ;
  • WP,t = l’énergie nécessaire pour les auxiliaires (énergie de régulation, de charge des luminaires de secours, …).

Et :

  • Pn = la puissance des luminaires repris dans la pièce ou la zone considérée [W];
  • Fc = le facteur d’éclairement constant lorsqu’une régulation de l’éclairement constant gère la puissance totale installée ;
  • tD = le temps d’utilisation en période jour [h] ;
  • Fo = le facteur de dépendance de l’occupation ;
  • FD = le facteur de dépendance de la lumière du jour disponible en interne ;
  • tN  = le temps d’utilisation en l’absence de lumière du jour  [h];
  • Ppc = la puissance totale des auxiliaires des systèmes de régulation dans les luminaires lorsque les lampes ne fonctionnent pas [W] ;
  • ty = durée d’une année standard  [h];
  • Pem = la puissance totale de charge des luminaires de secours [W] ;
  • tem = temps de charge de l’éclairage de secours.

Facteur de dépendance de la lumière du jour FD,ng

Pour une pièce ou une zone définie, le facteur de dépendance de la lumière du jour est donné par la relation suivante :

FD,n = 1 – (FD,S,n x FD,C,n)

FD,mois = 1 – (FDS x FDC x CDS)

Où :

  • FD,S,n = facteur d’accès à la lumière du jour ;
  • FD,C,n = facteur de  régulation en fonction de la lumière du jour ;
  • CDS = facteur de distribution mensuelle

Lorsqu’une zone est aveugle, le facteur de dépendance de la lumière du jour est de 1.

La méthodologie pour déterminer le facteur FD,n comprend 5 étapes :

  1. La segmentation du bâtiment à étudier en zone avec et sans accès à la lumière du jour ⇒ géométrie de la zone de calcul ;
  2. La détermination de l’influence des paramètres de la zone tant interne qu’externe (géométrie, modulation de façade, ombre reportée, …) ⇒ facteur de lumière du jour FLJ  ;
  3. La prévision du potentiel d’économie d’énergie en fonction du climat local, du niveau d’éclairement à maintenir, … ⇒ facteur d’accès à la lumière du jour FD,S,n ;
  4. La détermination de l’exploitation de la lumière du jour en fonction du type de régulation envisagé ⇒ facteur de  régulation en fonction de la lumière du jour FD,C,n ;
  5. La conversion de la valeur annuelle FD,n en valeurs mensuelles.

Facteur de dépendance de l’occupation Fo

Ce facteur est surtout lié :

  • au type de système d’allumage/extinction ;
  • à l’utilisation de la zone considérée (salle de réunion, couloir, bureau fermé ou paysager, …) ;
  • à la surface couverte par un système d’allumage/extinction ;
  •     …

Facteur d’éclairement constant FC

Dans toutes les installations d’éclairage, le niveau d’éclairement après un certain temps diminue par rapport celui obtenu lors de la mise en service. Il est donc impératif de tenir du facteur de maintenance. C’est ce dernier qui conditionne le facteur d’éclairement constant FC.

Énergie annuelle utilisée pour l’éclairage (méthode rapide)

L’énergie totale annuelle consommée à l’échelle du bâtiment :

W = WL + WP [kWh/an]

Où :

  • WL  = l’énergie annuelle nécessaire pour les besoins d’éclairage ;
  • WP = l’énergie annuelle nécessaire pour les auxiliaires (énergie de régulation, de charge des luminaires de secours, …).

Indicateur numérique de l’énergie d’éclairage (LENI)

Le LENI (Lighting Energy Numeric Indicator) est un outil essentiel introduit par la norme NBN EN 15193-1:2017 pour évaluer la performance énergétique des systèmes d’éclairage dans les bâtiments. Cet indicateur mesure l’énergie utilisée pour l’éclairage en fonction de la surface totale du bâtiment et des besoins spécifiques en éclairage, exprimée en kWh/m² par an.

C’est en fait la consommation spécifique de l’éclairage ramenée au m².

LENI = W / A [kWh/(m² x an)]

Où A est la surface plancher du bâtiment [m²].

Ou encore :

LENI = {Fc × PN/1 000 ×[(tD × FD × FO) +(tN × FO)]} + 1 + {5/ty × [ty – (tD+ tN)]} [kWh/(m² • an)]

Pourquoi le LENI est-il important ?

Le LENI permet une évaluation standardisée et précise de l’efficacité énergétique des systèmes d’éclairage. Contrairement à des approches basées uniquement sur la puissance installée, il prend en compte :

  • L’utilisation réelle de l’éclairage, en fonction des habitudes d’occupation du bâtiment.
  • Les facteurs environnementaux, tels que la lumière naturelle disponible.
  • L’efficacité des dispositifs de contrôle, comme les détecteurs de présence ou les variateurs d’intensité.

Un outil pour des bâtiments plus performants

Grâce au LENI, les gestionnaires et concepteurs peuvent identifier les points d’amélioration dans un système d’éclairage, comparer les performances entre plusieurs projets, et justifier les choix techniques pour répondre aux exigences de la réglementation énergétique. Cet indicateur s’avère particulièrement utile dans le cadre de la transition énergétique, en incitant à la mise en œuvre de solutions d’éclairage durable.

Valeurs de consommation spécifique LENI courantes

Des valeurs de référence et critères de conception de l’éclairage sont repris dans le tableau suivant permettant d’appréhender des ordres de grandeur par défaut nécessaire au calcul des consommations spécifiques des luminaires.

Valeur LENI de référence

ECL sans système de régulation à éclairement constant ECL avec système de régulation à éclairement constant
PN tD tN Fc Fo FD LENI LENI LENI LENI
Classe de qualité Puissance auxiliaire de secours Pem [kWh/(m².an)] Puissance auxiliaire de secours Ppc [kWh/(m².an)] W/m² h h ECL sans rec ECL avec rec Man Auto Man Auto Valeur limite [kWh/(m².an)]
Bureau * 1 5 15 2 250 250 1 0,9 1 0,9 1 0,9 42,1 35,3 38,3 32,2
** 1 5 20 2 250 250 1 0,9 1 0,9 1 0,9 54,6 45,5 49,6 41,4
*** 1 5 25 2 250 250 1 0,9 1 0,9 1 0,9 67,1 55,8 60,8 50,6
Établissement d’enseignement * 1 5 15 1 800 200 1 0,9 1 0,9 1 0,8 34,9 27 31,9 24,8
** 1 5 20 1 800 200 1 0,9 1 0,9 1 0,8 44,9 34,4 40,9 31,4
*** 1 5 25 1 800 200 1 0,9 1 0,9 1 0,8 54,9 41,8 49,9 38,1
Établissement sanitaire * 1 5 15 3 000 200 1 0,9 0,9 0,8 1 0,8 70,6 55,9 63,9 50,7
** 1 5 25 3 000 200 1 0,9 0,9 0,8 1 0,8 115,6 91,1 104,4 82,3
*** 1 5 35 3 000 200 1 0,9 0,9 0,8 1 0,8 160,6 126,3 144,9 114
Hôtellerie * 1 5 10 3 000 200 1 0,9 0,7 0,7 1 1 38,1 38,1 34,6 34,6
** 5 20 3 3 000 1 0,9 0,7 0,7 1 1 72,1 72,1 65,1 65,1
*** 1 5 30 3 000 200 1 0,9 0,7 0,7 1 1 108,1 108,1 97,6 97,6
Restauration * 1 5 10 1 250 125 1 0,9 1 1 1 – 29,6 – 27,1
** 1 5 25 1 250 125 0,9 1 1 1 – 67,1 – 60,8 –
*** 1 5 35 1 250 125 1 0,9 1 1 1 – 92,1 – 83,3 –
Salle de sport * 1 5 10 2 000 200 1 0,9 1 1 1 0,9 43,7 41,7 39,7 37,9
** 1 5 20 2 000 200 1 0,9 1 1 1 0,9 83,7 79,7 75,7 72,1
*** 1 5 30 2 000 200 1 0,9 1 1 1 0,9 123,7 117,7 111,7 106,3
Commerce de détail * 1 5 15 3000 200 1 0,9 1 1 1 – 78,1 – 70,6
** 1 5 25 3000 200 1 0,9 1 1 1 – 128,1 – 115,6 –
*** 1 5 35 3000 200 1 0,9 1 1 1 – 178,1 – 160,6 –
Usine * 1 5 10 2500 150 1 0,9 1 1 1 0,9 43,7 41,2 39,7 37,5
** 1 5 20 2500 150 1 0,9 1 1 1 0,9 83,7 78,7 75,7 71,2
*** 1 5 30 2500 150 1 0,9 1 1 1 0,9 123,7 116,2 111,7 105.0

Il va de soi que la conception, l’installation, ou encore la rénovation d’un système d’éclairage doit se conformer aux normes EN 12464-.

  • * conformité de base aux exigences ;
  • ** bonne conformité aux exigences ;
  • *** totale conformité aux exigences.

Les critères de conception et de rénovation de l’éclairage sont mentionnés dans le tableau ci-dessous.

Où :

  • PN = la puissance surfacique installée de l’éclairage du bâtiment [W/m²] ;
  • rec = le système de régulation à éclairement constant ;
  • Manu = un système d’éclairage à régulation manuelle ;
  • Auto = un système d’Éclairage à régulation automatique.

Classes de qualité

Classe de critères de conception et rénovation des éclairages
* ** ***

Éclairement à maintenir sur les plans de travail horizontaux (Em horizontal)

 ◙ ◙ ◙

Contrôle approprié de l’éblouissement (UGR)

 ◙ ◙ ◙

Évitement des effets de scintillation et des effets stroboscopiques

 ◙ ◙ ◙

Contrôle approprié de l’éblouissement par réflexion

 ◙ ◙

Amélioration du rendu des couleurs

 ◙ ◙

Évitement des ombres accentuées ou d’une lumière trop diffuse

 ◙ ◙

Répartition appropriée de l’éclairement dans la pièce (Evertical)

 ◙ ◙

Prise en compte particulière de la communication dans l’éclairage des visages (Ecylindrique)

 ◙

Prise en compte particulière des questions relatives à la santé (°)

 ◙
  • ◙ doit être conforme aux valeurs prescrites de la norme NBN EN 12464-1
  • (°) concernant la santé, un éclairement beaucoup plus élevé et donc une valeur de la puissance surfacique (W/m²) plus élevée.

Avec la mise à jour vers la norme NBN EN 15193-1:2017+A1:2021, les outils comme le LENI permettent une évaluation énergétique plus précise et adaptée aux exigences modernes. En intégrant ces nouvelles méthodologies, les professionnels peuvent non seulement répondre aux objectifs réglementaires, mais aussi optimiser les performances énergétiques des bâtiments, contribuant ainsi à la transition vers un parc immobilier durable et conforme aux directives européennes.