Lumières N° 34 – Dossier : Éclairage des locaux d’enseignement

Dossier Éclairage des locaux d’enseignement © Sylvania. Photo Arthur Pequin
École Jules-Ferry, Gujan-Mestras (33) Solution éclairage : Sylvania © Sylvania. Photo Arthur Pequin

Dans l’enseignement comme dans bien d’autres domaines, nous savons que « plus de 70 % des informations que nous recevons passent par la vision ». Donc par la lumière. Les collectivités n’en sont pas toujours conscientes, mais un éclairage vieillissant consomme beaucoup, entraîne des interventions de maintenance coûteuses et freine la concentration. Tous les outils sont disponibles pour y remédier et apporter un certain bien-être.

En cette période de pandémie, finalement, les enfants sont ceux qui ont été le moins touchés par le télétravail. Encore que cela ne soit pas vrai pour les étudiants, qui sortiraient bien volontiers de l’ombre pour aller rejoindre les amphithéâtres. Mais c’est un autre sujet. Les plus jeunes ont besoin de continuer à recevoir un enseignement dans les meilleures conditions possibles. Si le chauffage pèse lourd dans la facture énergétique, que dire de l’éclairage ? Les collectivités n’en sont pas toujours conscientes, mais un éclairage vieillissant nuit à plus d’un titre : il consomme beaucoup, entraîne des interventions de maintenance coûteuses et freine la concentration, entraînant par fois une fatigue excessive. Tous les outils sont disponibles pour y remédier et même aller plus loin, et apporter un certain bien-être.

 

LA COMPRÉHENSION DE L’ÉCLAIRAGE DOIT DEVENIR UNIVERSELLE

Ingénieur électrotechnicien, Guilhem Massip est un pionnier : en 2003, il crée une cellule énergie à la ville de Pau et lance en 2006 une vaste opération de rénovation de l’éclairage. Pas moins de 250 salles de classe de la capitale béarnaise entament ainsi leur transition énergétique avant l’heure.

Guilhem MASSIP Dossier Éclairage des locaux d’enseignement © DR
Guilhem MASSIP
En charge de l’énergie pour la direction de l’urbanisme, l’aménagement et la construction durables, au sein de l’agglomération Pau Béarn Pyrénées © DR

Où en est la ville de Pau dans son processus de rénovation des salles de classe et locaux d’enseignement ?
Guilhem Massip – Faisons un rapide retour en arrière : en 2006, nous avons développé des compétences d’éclairagisme au sein de l’équipe d’électriciens de la cellule énergie qui travaillait sur le projet de rénovation des 250 salles de classe. À l’époque, l’opération a connu un écho retentissant et elle reste un point de référence encore aujourd’hui. En passant des tubes T8 avec ballasts ferromagnétiques aux tubes électroniques T5 dotés de détection de présence, la ville a réduit ses consommations de 77 %. La deuxième opération, en 2015, a permis de passer aux produits LED, ce qui a généré 95 % d’économies sur les consommations (par rapport aux T8). En installant moins de luminaires, on a quasiment divisé par 10 la puissance installée. Forts de cette expérience, nous sommes devenus des sachants en « éclairage public intérieur » et appliquons désormais ces compétences d’éclairagisme à tous nos projets, bureaux compris. Les rénovations se poursuivent, avec des retours sur investissement assez courts ; aujourd’hui, nous avons rénové à peu près 90 % des salles de classe primaires et maternelles. De plus, le modèle est facilement reproductible, quelle que soit la salle de classe.

Peut-on parler dans ce cas d’un cahier des charges « type » concernant le projet d’éclairage d’une salle de classe ?
Écrire un cahier des charges pour l’éclairage de salles de classe primaire, c’est simple, même si les objectifs sont différents. On améliore le confort, en prenant en compte la lumière naturelle – généralement en distinguant le côté fenêtre et le côté couloir –, en éclairant le tableau différemment selon qu’il est numérique ou pas… Globalement, le projet doit répondre aux exigences de la norme EN 12464-1 et comporter les adaptations nécessaires pour obtenir le meilleur confort possible. Par exemple, nous préconisons un éclairage direct/indirect, de la détection de présence pour tous les locaux et de lumière du jour pour les salles de classe, et conforme aux prérequis des certificats d’économies d’énergie, avec a minima une efficacité lumineuse de 130 lm/W. L’étude d’éclairage (obligatoire) doit s’inscrire dans le projet de rénovation globale, en tenant compte du facteur de réflexion des parois, de la couleur des matières, du mobilier, du confort des élèves et des enseignants.

Comment définissez-vous les critères de confort visuel ?
L’indice de rendu des couleurs doit être supérieur à 80, c’est la base. À Pau, nous avons opté pour une teinte chaude de 3 000 K, que nous estimons plus adaptée au ressenti des occupants, et, dans les écoles, les revêtements sont plutôt de couleur froide. Si nous n’en sommes pas encore au HCL, c’est tout simplement pour une question de budget. Quant au contrôle de l’éblouissement, nos luminaires ont un UGR de 16 avec un bon équilibre des luminances obtenu grâce à un éclairage direct/indirect. De plus, nous choisissons plutôt des sources de lumière dites « de surface » qui offrent une meilleure répartition de la lumière.

Les besoins sont-ils les mêmes selon le type d’établissement (école, collège, lycée, université…) et d’enseignement ?
Les besoins changent surtout en fonction de l’activité : par exemple, des salles de TP, ou d’informatique, ou de dessin, auront des exigences distinctes. De la primaire jusqu’à l’université, les principes de base restent les mêmes ; l’environnement, les surfaces, les matières et les couleurs feront la différence pour le choix du luminaire.

Quelles recommandations pouvez-vous faire aux collectivités qui souhaitent suivre l’exemple de Pau ?
L’exemple de Pau n’est ni exceptionnel ni difficile à suivre et devrait être plus courant. L’éclairage est l’affaire de tous et il suffit d’intégrer ces compétences : la compréhension de l’éclairage doit devenir universelle parmi les acteurs. Le maître d’ouvrage est rarement un sachant et les collectivités doivent davantage travailler sur l’éclairage intérieur. Les enjeux de l’éclairage sont simples et massifiables : la formation est essentielle pour mieux les comprendre.

Propos recueillis par Isabelle Arnaud

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CENTRE DE RECHERCHES INTERDISCIPLINAIRES (CRI), À PARIS, par iGuzzini

Dossier Éclairage des locaux d’enseignement © iGuzzini. Photo Didier Boy de la Tour
© iGuzzini. Photo Didier Boy de la Tour – Maître d’ouvrage : Centre de recherches interdisciplinaires (CRI) – Architectes : Eddy Vahanian, Patrick Mauger

Situé au cœur du quartier historique du Marais, à Paris, le Centre de recherches interdisciplinaires est une référence d’excellence pour les aspects innovants apportés aux méthodes didactiques. Il s’agit d’un lieu de rencontres et de débats pour étudiants, enseignants, chercheurs, institutions françaises et internationales et pour le grand public, où l’on adopte une approche multidisciplinaire, dans laquelle les nouvelles technologies (digitales et robotiques) et leurs applications sont étudiées et analysées au niveau de leurs répercussions économiques et sociales.

L’intervention de rénovation, dirigée par Patrick Mauger, a créé un bâtiment où la partie résidentielle, gérée par Eddy Vahanian, se mêle aux espaces à usage pédagogique : le résultat est un espace fluide et modulaire, dynamique et multifonction.

L’éclairage artificiel s’insère dans ce contexte en privilégiant l’homogénéité et la diffusion. Le choix des appareils a été adapté aux activités exercées dans les différentes zones de vie, de débat et d’enseignement.

L’éclairage artificiel crée des atmosphères, souligne les formes et les matériaux de l’édifice. Tous les appareils sont gérés par un système qui permet de répondre parfaitement aux différentes exigences de zones communes et de travail et d’enseignement. Une différenciation des températures de couleur a d’emblée été adoptée : 4 000 K aux étages supérieurs où se déroulent les activités de recherche, tandis qu’au rez-de-chaussée et au sous-sol, qui regroupent les espaces et les services communs pouvant accueillir des manifestations et des rencontres, une température plus chaude de 3 000 K a été choisie.

Dans la bibliothèque, à double hauteur, l’éclairage apporté par les lignes de lumière iN30 s’intègre aux projecteurs Frontlight disposés au plafond. Dans l’auditorium du Centre, des iN30 et des Underscore ont été installés le long des côtés, tandis que des encastrés Pixel Pro apportent un complément spécifique sur la zone réservée à l’enseignant. Dans les étages supérieurs, des centaines d’iPlan Easy éclairent les laboratoires et les salles de cours et d’apprentissage. Des lignes de lumière apportées par les plafonniers iN30 contribuent à l’atmosphère énergique de l’édifice.

Un passage extérieur relie les laboratoires : des passerelles éclairées par des projecteurs iPro participent à la mise en valeur des façades intérieures.

Les couloirs du bâtiment le plus ancien sont éclairés par des Linealuce Mini qui fournissent une lumière rasante par le bas pour souligner les murs en pierre.

La partie résidentielle accueille les chambres des étudiants, où des appareils comme les Bos, Underscore et View, recréent une atmosphère plus domestique et intime, tout comme dans les petits salons communs, où le choix s’est porté sur des encastrés Laser Blade et des lampes sur pied iPlan.

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COLLÈGE SIMONE VEIL, À LAMBALLE (22), par Ridi

Dossier Éclairage des locaux d’enseignement © Colas Durand. Photo Luc Boegly
© Colas Durand. Photo Luc Boegly – Maître d’ouvrage : conseil départemental des Côtes-d’Armor – Architectes mandataires : Colas Durand Architectes – Architecte associé : Dietrich Untertrifaller

Le collège Simone Veil est situé au cœur d’un paysage rural le long de la départementale. Le bâtiment d’enseignement, de 120 m de long, protège la cour de récréation des vents dominants tout en regardant vers le cadre paysager qui lui est offert. La forme du socle du bâtiment épouse la topographie et dessine une large courbe qui s’ouvre sur la ville. L’ensemble des matériaux sont sélectionnés pour leur insertion paysagère et leur pérennité. Le corps du bâtiment en ossature et bardage bois se pose sur un socle de béton laissant la place à une grande façade rideau de verre tournée vers la cour. La mise en valeur des matériaux bruts donne toute sa poésie à l’espace. « L’écriture est contemporaine et puise son essence dans l’emploi du bois révélé par une lumière naturelle omniprésente venant irriguer chaque espace, explique Raphaël Colas, architecte, agence Colas Durand Architectes. Une ambiance chaleureuse se révèle depuis l’atrium jusque dans les classes grâce à l’usage du bois en élément principal de l’aménagement intérieur. »

Dossier Éclairage des locaux d’enseignement © Colas Durand. Photo Luc Boegly
© Colas Durand. Photo Luc Boegly

Verrière centrale, puits de lumière et vitrage double hauteur éclairent le cœur des circulations intérieures qui interagissent entre elles via un jeu de passerelles superposées. Pour conserver sa transparence au bâtiment d’enseignement, en dessous de ces passerelles et insérés discrètement dans les plafonds bois, les luminaires Venice de Ridi prennent le relais de la lumière naturelle, la nuit tombée, tout en donnant de la profondeur au bâtiment.

Dans les salles de classe, situées au deuxième niveau, ouvertes sur l’atrium, véritable rue intérieure, des suspensions (de la même gamme) s’intercalent avec les poutres. « Une seule gamme de luminaires, réparables et maintenables, est déclinée en encastrés, suspensions ou en saillie, en fonction des espaces, précise Raynald Vilaine, chef des ventes, Ridi. Elle offre une efficacité lumineuse entre 90 lm/W et 120 lm/W selon les modèles, et une température de couleur de 4 000 K. »

Afin de respecter la demande de la maîtrise de l’énergie du cahier des charges, l’éclairage artificiel est commandé par une horloge crépusculaire qui le déclenche dès que la lumière naturelle est insuffisante, et des détecteurs de présence ont été installés dans les parties communes.

Dossier Éclairage des locaux d’enseignement © Colas Durand. Photo Luc Boegly
© Colas Durand. Photo Luc Boegly

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LYCÉE POLYVALENT VOILLAUME, À AULNAY-SOUS-BOIS (93), par Regent

Dossier Éclairage des locaux d’enseignement © Ignacio Prego Architectures
© Ignacio Prego Architectures – Maître d’ouvrage : Région Île-de-France – Maîtrise d’œuvre : IPA (Ignacio Prego Architectures), architectes

Le lycée Voillaume scolarise plus de 2 100 élèves dans 77 divisions, avec trois pôles : un enseignement général (740 élèves) ; une formation technologique dans le domaine des services avec quatre BTS tertiaires (720 élèves) ; et une formation professionnelle dans le domaine de la production industrielle avec quatre BTS (600 élèves). Le projet de rénovation du lycée offre l’opportunité de redynamiser de manière globale et durable le cadre de vie quotidien de cette vaste communauté lycéenne et propose un phasage qui supprime les superpositions spatiales entre les bâtiments d’enseignement existants et les bâtiments à construire.

L’éclairage artificiel a fait l’objet d’une étude globale pour les bâtiments neufs et ceux à rénover afin de définir un projet unique qui mette en œuvre une seule gamme de luminaires. « Auparavant, explique Christophe Regnier-Nermerick, architecte (IPA), les services techniques du lycée devaient gérer une vingtaine de luminaires différents, ce qui posait de gros problèmes de maintenance. Le concept architectural s’appuie d’ailleurs sur cette idée d’unité jusque dans les matériaux : ainsi, le bois est omniprésent, à la fois sur les façades extérieures et dans les espaces intérieurs. »

Dossier Éclairage des locaux d’enseignement © Ignacio Prego Architectures
© Ignacio Prego Architectures

« Pour garder ce caractère homogène à l’installation d’éclairage, ajoute Gilles Bures, conseiller éclairage IdF, Regent, nous avons choisi une teinte de lumière assez chaude, de 3 000 K, qui accompagne bien la couleur du bois. De plus, les architectes ont choisi de décliner le même luminaire, Traq, dans tous les espaces en jouant sur la disposition des appareils. Dans les salles de classe, par exemple, les luminaires sont fixés sur les rails métalliques au plafond, tandis que dans les circulations, ni encastrés ni en saillie, ils affleurent les plafonds ou sont installés en appliques à des interdistances différentes afin de rompre la monotonie d’une implantation traditionnelle. »

Par ailleurs, la Région souhaitait réduire drastiquement les consommations à 5 W/m². Objectif largement atteint dans les salles d’enseignement et les ateliers, grâce notamment à des systèmes de détection de présence et à une gestion fine de l’allumage en fonction de l’occupation des locaux, dispositifs qui ont permis d’atteindre des niveaux inférieurs à 3 W/m².

Dossier Éclairage des locaux d’enseignement © Ignacio Prego Architectures
© Ignacio Prego Architectures

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ASSOCIATION DES ARTISANS DE SCHLESWIG (ALLEMAGNE), par Ledvance

Dossier Éclairage des locaux d’enseignement © Ledvance
© Ledvance

Afin d’améliorer sensiblement la concentration et les performances des élèves et de permettre une vision optimale sans éblouissement, trois salles de classe ont été équipées de la technologie d’éclairage HCL. Le démontage de l’installation existante en tubes fluorescents T8 et la mise en œuvre du nouveau système Biolux HCL ont été réalisés sous la forme d’un projet mené par les élèves du département électrotechnique, sous la supervision de leur professeur d’électricité.

Dossier Éclairage des locaux d’enseignement © Ledvance
© Ledvance

Avec son contrôle intuitif des modes d’éclairage dynamiques, le système de gestion de l’éclairage répond à toutes les exigences nécessaires aux activités d’enseignement. La lumière artificielle peut être adaptée selon les besoins : « Boost » pour la concentration, « Relax » pour la présentation, etc.

Le maître d’ouvrage a choisi les luminaires Biolux HCL Panel 625 : la distribution uniforme de la lumière, avec un éblouissement réduit (UGR 15) et un indice de rendu des couleurs élevé (Ra ≥ 93) offre une bonne qualité d’éclairage. Au total, 90 Panels 625 Biolux HCL 43 W ont été installés dans les trois salles de classe.

Les dalles lumineuses et les unités de contrôle correspondantes communiquent sans fil : il n’est pas nécessaire de tirer de câbles supplémentaires, ce qui facilite le remplacement 1 pour 1 en rénovation. Le paramétrage de l’unité de contrôle et des luminaires associés est Plug & Play, sans avoir à faire de programmation. Chaque composant de l’installation est identifié par QR-Code via un smartphone et ajouté au système dans l’appli dédiée.

Les produits communiquent sans fil via le protocole ZigBee.

« Non seulement cette solution est très facile à mettre en œuvre dans la rénovation des salles d’enseignement, mais l’adaptation dynamique automatique de la lumière artificielle au cours de la journée suivant la courbe de la lumière naturelle améliore sensiblement le bien-être et la capacité de concentration des élèves et des enseignants. Elle délivre par ailleurs bien plus de lumière qu’avant, sans jamais éblouir ni déranger les élèves. Pour nous et nos étudiants, à l’Association des artisans du Schleswig, cette modernisation est une amélioration notable », déclarait Sebastian Wille, chef de l’atelier de formation en génie électrique.

Dossier Éclairage des locaux d’enseignement © Ledvance
© Ledvance

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