Exatechnic : Kelvin versus Celsius au CERN

© Exatechnic. Photo Gilles Bertrand – Maître d’ouvrage : CERN Genève – Maître d’œuvre : Stéphane Neuvy, Exatechnic – Solution éclairage : Zumtobel (distributeur Azaelit) – Installateur : Systems & Technics France
© Exatechnic. Photo Gilles Bertrand – Maître d’ouvrage : CERN Genève – Maître d’œuvre : Stéphane Neuvy, Exatechnic – Solution éclairage : Zumtobel (distributeur Azaelit) – Installateur : Systems & Technics France

Au coeur du CERN à Genève, trois espaces, occupés par les archives, se sont vu transformés en laboratoire de microscopie moléculaire. Le tout nouveau microscope FIB (Focused ion beam : sonde ionique focalisée) à bombardement ionique doit fonctionner à une température ambiante stable : aucun écart supérieur à 0,1 °C n’est toléré. Un défi à relever pour le bureau d’études Exatechnic, tant en ce qui concerne l’isolation des locaux que leur éclairage.

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Exatechnic, spécialisée depuis plus de vingt ans dans la construction de bâtiments industriels, de locaux techniques particuliers, d’équipements et d’installations industriels, a l’habitude de relever des défis techniques multiples. En tant qu’expert en « froid et climatisation », l’entreprise livre, clés en main, des locaux répondant aux plus hautes exigences en matière de contrôle thermique. Cette fois, Stéphane Neuvy, ingénieur et dirigeant de la société, a dû faire face à une autre problématique : l’éclairage. « Nous maîtrisons parfaitement tout ce qui concerne la climatisation et le génie thermique, explique-t-il, et nous savons reproduire des conditions atmosphériques extrêmes, qui vont de -35° à +80°, nous savons également garantir des ambiances thermiques de très haute précision, notamment pour des salles blanches. Dans le cas du laboratoire de microscopie moléculaire, les exigences étaient encore plus draconiennes car, pour garantir le bon fonctionnement du microscope, nous devions obtenir une température ambiante très stable. Les équipements ont aussi tous été choisis parfaitement étanches. »
L’appareil produit des images au coeur de la matière, à l’échelle du nanomètre, par conséquent, la plus petite variation de température peut nuire à la qualité des images ; ce qui signifie une tolérance d’écart de seulement 0,1 °Celsius et ce, pour une période allant de 72 heures à trois semaines, durées moyennes des expériences réalisées.

© Exatechnic. Photo Gilles Bertrand

© Exatechnic. Photo Gilles Bertrand

Dissipation calorifique limitée
Le choix d’un éclairage LED s’est imposé tout de suite à Exatechnic car il ne dégage pas de chaleur et répond aux contraintes d’une salle blanche. En effet, dans une salle propre (au sens de la norme ISO 14644-1), la concentration particulaire doit être maîtrisée afin de minimiser l’introduction, la génération, la rétention de particules à l’intérieur. Les paramètres tels que la température, l’humidité relative et la surpression, y sont également maintenus à un niveau précis, ici conforme au classement ISO8 (nombre déterminé de particules dans l’air par mètre cube).
Par ailleurs, le cahier des charges exigeait un niveau d’éclairement élevé, soit 700 lux moyens dans les trois salles. Stéphane Neuvy a opté pour les luminaires Light Fields et Clean de Zumtobel. L’appareil Clean en 95 W, plafonnier en saillie spécifiquement adapté aux salles blanches, qui présente un IP65, un indice de rendu des couleurs supérieur à 90 pour un flux lumineux de 7 402 lm avec un UGR inférieur à 19 et pilotable via DALI, dispose d’une commande qui permet de faire varier l’intensité lumineuse. Il a été installé dans la salle du microscope ainsi que dans les deux autres pièces où l’on trouve aussi le luminaire encastré Light Fields, IP20, qui offre un indice de rendu des couleurs de 80, un flux lumineux de 6 020 lm, soit une efficacité lumineuse globale du luminaire de 93 lm/W ; l’appareil est également pilotable via DALI et affiche un UGR inférieur à 19. L’étude d’éclairage a déterminé un éclairement moyen de 1 115 lux pour l’ensemble de l’installation ; au total, 40 980 lm, soit 478 W, c’est-à-dire 9.04 W/m².

© Exatechnic. Photo Gilles Bertrand

© Exatechnic. Photo Gilles Bertrand

© Exatechnic. Photo Gilles Bertrand

© Exatechnic. Photo Gilles Bertrand

Des variations de températures…
de couleur

Il ne faut pas confondre Celsius et kelvins car, si on parle de températures dans les deux cas, l’une concerne la chaleur, l’autre la couleur. Les trois salles, situées au centre d’un bâtiment de 10 000 m², sont totalement aveugles, et le cahier des charges précisait bien qu’il fallait assurer le bien-être des chercheurs par une lumière agréable afin de créer des conditions de travail aussi confortables que possible.
Agnès Desjardins, en charge du projet chez Zumtobel, a proposé les luminaires Light Fields « Tunable White » qui permettent de faire varier la température de couleur en plus de l’intensité. « Le kit Circle Tune est composé d’un boîtier de commande et d’un panneau mural. Sur celui-ci, l’utilisateur dispose de quatre fonctions : le bouton-poussoir ON/OFF, trois scénarios d’ambiances lumineuses enregistrées (touches 1, 2 et 3 disposées en cercle), ainsi que deux boutons qui permettent de modifier manuellement, pour l’un, la température de couleur de 3 000 K à 6 000 K, et pour l’autre l’intensité. »
Les trois ambiances peuvent être enregistrées et programmées par l’utilisateur, en adaptant différents niveaux d’intensité et de températures de couleur à l’activité ou au moment de la journée (cycle de la lumière du jour, par exemple). Le système peut piloter plusieurs groupes de luminaires. « Les chercheurs apprécient vraiment de pouvoir reproduire le cycle de la lumière naturelle et de bénéficier d’une ambiance lumineuse chaleureuse à des niveaux d’éclairement plus faibles selon leurs besoins et sans que cela ne nuise à l’efficacité de l’installation », constate Stéphane Neuvy.

 

© Exatechnic. Photo Gilles Bertrand

© Exatechnic. Photo Gilles Bertrand

Kit de gestion de l’éclairage Circle Tune
L’élément de commande Circle Tune permet d’activer trois ambiances pour diverses utilisations de la pièce ou différentes activités : l’utilisateur actionne une des trois touches d’ambiances disposées en cercle. L’ambiance activée est signalée par un arc de cercle éclairé en vert. Lorsque l’utilisateur quitte la pièce, il actionne la touche centrale. Le cercle lumineux entourant cette touche s’allume, ce qui permet de mieux la localiser en entrant dans la pièce. Il est à tout moment possible de modifier l’ambiance activée : les touches à bascule permettent la gradation de l’intensité et la variation manuelles des températures de couleur.

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