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Livre blanc
UN ÉCLAIRAGE ORIENTE SUR LE BIEN-ETRE
“Des études poussées ont montré que les systèmes
d’éclairage orientées sur le bien-être commencent à
s’imposer afin de répondre aux besoins émotionnels des
personnes en contrôlant les intensités d’éclairage LED,
la température de couleur et la diffusion de la lumière”
Henri Juslén, D. Sc. (Tech.),
Directeur du Product Management Helvar
helvar.com/second-sun
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Introduction
Les technologies d’éclairage continuent à évoluer et à s’améliorer, apportant toute un ensemble de
nouveaux avantages aux concepteurs d’éclairage et utilisateurs de bâtiments de bureaux.
Ces avantages incluent une plus grande efficacité énergétique, ainsi que plus de liberté et de
souplesse dans les applications d’éclairage et leur contrôle au sein des espaces de travail.
Dans le même temps, de plus en plus de recherches et de données disponibles permettent de
comprendre l’impact de l’éclairage sur l’être humain, en particulier sur nos émotions, notre bienêtre et notre productivité au travail.
Ce livre blanc explore les liens entre ces deux tendances et le potentiel de l’adoption étendue d’un
éclairage centré orienté sur le bien-être dans les environnements de travail.
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Que faut-il entendre par un éclairage orienté sur le bien-être?
Un éclairage orienté sur le bien-être est un moyen d’améliorer le bien-être émotionnel, le confort,
la santé et la productivité des personnes simplement grâce à un contrôle approprié de l’éclairage.
Notre réflexion sur l’éclairage orienté sur le bien-être repose sur les études réalisées durant les 25
dernières années.
Au début des années 1990, les scientifiques ont commencé à étudier l’efficacité de la luminothérapie
dans le traitement de la dépression saisonnière, ou trouble affectif saisonnier (TAS). Michael Terman
et al (1989) est le premier à avoir remarqué l’effet antidépresseur de la lumière artificielle sur les
patients souffrant de TAS. Depuis, de nombreux chercheurs ont reproduit ces découvertes.
Ainsi, avec des journées plus courtes en hiver et donc moins d’heures de lumière, nous sommes
soumis à des périodes plus longues d’obscurité biologique. Avec ce changement saisonnier, les
personnes souffrent d’un manque d’énergie, d’une humeur maussade et d’irritabilité.
À titre d’exemple, environ 20 % de la population britannique souffre de TAS. 2 % de la population
souffre d’une forme plus débilitante de TAS, et ne peut vivre normalement sans un traitement
approprié.
Pour contrer les effets négatifs du TAS, il est important que les personnes affectées soient exposées
le plus longtemps possible à la lumière du jour.
Des études ont montré que la couleur naturelle de la lumière du jour stimule la production de
mélatonine et de sérotonine, qui interviennent dans les changements physiques, mentaux
et comportementaux calés sur un cycle d’environ 24 heures. Ces changements sont soumis
principalement à la lumière et à l’obscurité auxquelles les personnes sont exposées, ou au rythme
circadien de chacun.
Obtenir un niveau suffisant d’exposition à la lumière peut être difficile en hiver. Or sans les quantités
de mélatonine et de sérotonine nécessaires au cerveau humain, les personnes sont plus susceptibles
de souffrir de fatigue et même de dépression.
Le TAS peut être traité de façon efficace par luminothérapie.
Les niveaux de lumière sont considérablement augmentés, en particulier le matin, afin d’aider à
diminuer les perturbations du rythme circadien provoquées par le manque de lumière naturelle.
Michael Terman et al a découvert que l’exposition à une lumière claire tôt le matin avait un effet
bénéfique évident, et des résultats similaires ont été obtenus pour une exposition à midi et le soir.
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Plus récemment, d’autres questions concernant directement le corps humain ont été soulevées.
Une découverte a illustré qu’en plus des bâtonnets et des cônes rétiniens, l’œil contient également
d’autres récepteurs sensibles à la lumière et que ceux-ci sont directement liés à la vivacité d’esprit.
Des études ont montré que la sensibilité spectrale de ces récepteurs était différente de celle des
cônes rétiniens : le pic de la courbe de sensibilité des cônes rétiniens pour la lumière jaune se situe
à 555 nm, alors que le pic de sensibilité des récepteurs non découverts précédemment semblait
être situé autour de 470 nm pour la lumière plus bleue ou plus froide.
Dans la pratique, cela signifie que notre vivacité d’esprit répond non seulement à l’intensité de la
lumière, mais aussi à la température de couleur. D’après cette étude, nous savons à présent que
l’exposition à la lumière peut aussi augmenter plus rapidement la vivacité d’esprit. Cela semble
logique lorsque nous considérons les variations que nous connaissons lorsque nous sommes
exposés à la lumière naturelle du jour. Celle-ci change en termes d’intensité et de température de
couleur, pas uniquement au cours de la journée, mais également lors des changements de saison.
Il apparaît donc ainsi que le sens de la lumière, la température de couleur et les niveaux généraux
d’éclairage dans un espace peuvent avoir un effet notable sur l’humeur d’une personne. Le rythme
circadien naturel d’une personne peut être soutenu en utilisant une lumière plus chaude (relaxante)
d’une intensité plus basse le matin et le soir, et une lumière plus froide (dynamisante) pendant un
jour typique de travail.
En substance, si nous pouvons mieux contrôler l’éclairage de nos bâtiments, nous pouvons créer
une solution qui contribue à améliorer le bien-être des personnes.
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Que faut-il entendre par contrôle de l’éclairage?
Le terme contrôle de l’éclairage est souvent utilisé pour décrire le contrôle autonome de l’éclairage
dans un espace.
Un système de contrôle de l’éclairage automatisé est une solution réseau permettant d’intégrer
une communication entre plusieurs entrées et sorties, en utilisant un ou plusieurs dispositifs
automatiques centralisés. Ces dispositifs peuvent inclure des relais, des détecteurs de présence,
des switchs ou des écrans tactiles, ainsi que des signaux provenant d’autres systèmes du bâtiment,
tels que les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation. Le réglage du système a lieu
au niveau des dispositifs ainsi qu’au niveau de la gestion du bâtiment via des logiciels ou d’autres
dispositifs d’interface.
Les systèmes de contrôle de l’éclairage sont fréquemment utilisés pour l’éclairage intérieur ou
extérieur des bâtiments de bureaux afin de fournir la quantité appropriée de lumière au bon endroit
et au bon moment. Ce type de système est souvent utilisé pour maximiser les économies d’énergie
et respecter les réglementations en matière de construction en vigueur dans des certains pays.
La température de couleur est une facette nouvelle, mais importante, des solutions de contrôle de
l’éclairage au sein des bâtiments. La température de couleur décrit la température d’un corps noir
idéal émettant une lumière de même tonalité que la source.
En d’autres termes, elle peut vous indiquer si la lumière émise va être d’une tonalité jaune dite
chaude ou d’une couleur blanche froide tirant vers le bleu. Elle est mesurée via l’échelle Kelvin, où
les lumières de 5 000 K ou inférieures sont considérées comme des tonalités « chaudes », alors que
celles supérieures à 5 000 K représentent des blancs clairs « froids ».
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Les standars du contrôle de l’éclairage
Le système DALI compte parmi les normes les plus populaires disponibles pour le contrôle de
l’éclairage. La norme DALI a été mise à jour récemment pour prendre en charge la couleur, qu’il
s’agisse du codage RVB ou de la température de couleur. Ce contrôle de couleur accru offre aux
architectes un nombre supérieur d’options de contrôle de la chaleur d’une lumière dans chaque
pièce d’un bâtiment doté d’installations DALI.
L’utilisation d’un système de contrôle de l’éclairage efficace permet de créer des espaces aux usages
et propriétés multiples. La variation automatisée et le contrôle de couleur peuvent être utilisés pour
modifier l’ambiance d’une pièce et la dynamique d’une zone ou d’un groupe de zones en fonction
d’un objectif, de l’heure, de la lumière du jour, d’une présence détectée ou d’autres facteurs. Les
contrôles de ce type sont également capables de réduire de façon significative la consommation
d’énergie du système d’éclairage.
DALI est au cœur de la réflexion et de la pratique en matière de contrôle de l’éclairage. Élaboré pour
la première fois en tant que norme en 2000, DALI est un protocole et un mécanisme de transport de
données développé et défini conjointement par plusieurs fabricants d’équipements d’éclairage. Les
installations de lampes DALI sont intelligentes, 100 % variables, et peuvent être contrôlées, suivies
et entretenues à l’aide du protocole de communication international ouvert à deux fils IEC 62386.
Une grande variété d’installations sont réalisés dans le monde par des fabricants se conformant à
DALI, notamment des éclairages LED, fluorescents, HID, halogènes, incandescents et d’urgence,
des transformateurs basse tension, des cellules photoélectriques, des détecteurs de mouvement,
des interrupteurs muraux et des passerelles vers d’autres protocoles.
Jusqu’à 64 éléments d’éclairage DALI à adressage individuel peuvent être connectées sur un seul
et simple réseau à deux fils pour une communication individuelle, collective ou en groupe. Ces
installations DALI peuvent être contrôlées par l’envoi de commandes sur le réseau à deux fils,
notamment des commandes de marche, d’arrêt ou de diminution ou d’augmentation de l’éclairage.
Des informations supplémentaires sur l’état de fonctionnement sont disponibles à partir de chaque
installation DALI, indiquant sa capacité à fonctionner de façon efficace ou son état défaillant.
L’idée principale à la base de la norme DALI est l’interopérabilité. La plate-forme commune de
DALI permet aux équipements de différents fabricants d’être connectés ensemble, offrant ainsi aux
concepteurs le meilleur choix compétitif possible en termes de performances et de style de solution
d’éclairage pour le bâtiment sur lequel ils travaillent. Les concepteurs disposent ainsi d’une grande
flexibilité lorsque les facteurs de coût au m², de fonctionnalité et de forme peuvent être déterminants
pour la sélection des équipements.
Les niveaux généraux d’éclairage doivent également être pris en compte – un système de contrôle
DALI peut être programmé pour augmenter ou diminuer les niveaux d’éclairage en fonction de la
lumière extérieure. Ainsi, un système typique peut constater que les niveaux d’éclairage sont à
augmenter ou à diminuer à certaines heures de la journée : le matin et en fin de journée, il peut être
nécessaire d’augmenter les niveaux d’éclairage, en fonction des conditions d’éclairage ambiantes.
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Évolution des technologies d’éclairage
Les fabricants de luminaires produisent désormais des systèmes d’éclairage dont la température
de couleur peut être ajustée.
Dans un premier temps, ces luminaires se composaient de multiples tubes fluorescents de différentes
températures de couleur, mélangés selon le résultat recherché. Cette approche nécessitait deux
ballasts contrôlables par luminaire.
Désormais, l’éclairage LED ajustable est devenu une technologie quasi-grand public. En ajustant
les intensités relatives des LED chaudes et froides, les utilisateurs finaux peuvent modifier la
température de couleur des éclairages.
L’épaisseur de la couche de phosphore dans les LED, associée à la longueur d’onde de la puce bleue,
influence la température de couleur des LED. La température de couleur d’une source lumineuse est
mesurée en Kelvins (K). Une lumière dont la température est supérieure à 5 000 K est généralement
réputée « froide », avec une nuance blanc-bleutée. Les températures de couleur plus basses, de
l’ordre de 2 700 K à 3 000 K sont dites « chaudes », avec une apparence plus blanc-jaune.
L’utilisation de cette technologie a permis la programmation des éclairages aux mêmes températures
de couleur que la lumière naturelle, en respectant les pics et creux qui ponctuent chaque journée.
Ces avancées se sont appliqués dans les bureaux, écoles, centres commerciaux et habitations, par
des éclairages aussi proches que possible de la lumière naturelle, pour un effet réel de l’éclairage
orienté sur le bien-être.
LES SOLUTIONS HELVAR IC LAISSENT ENTRER LA
LUMIERE
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Comment reconnaît-on un éclairage orienté sur le bien-être
de qualité ?
La lumière est le facteur de synchronisation clé de notre rythme circadien.
La puissante lumière bleutée de l’aube interrompt la production de mélatonine (un sédatif
naturel) et soutient la sécrétion de cortisol (une hormone stimulante), vous permettant
d’être alerte, actif et prêt à entamer votre journée de travail. Elle déclenche également la
diffusion de sérotonine, qui vous met de meilleure humeur. En soirée, la lumière chaude et
reposante du couchant réenclenche la production de mélatonine, qui induit un sentiment
de relaxation et fait apparaître le sommeil.
Il est désormais possible d’intégrer des commandes
d’éclairage qui sont bénéfiques aussi bien pour le
bâtiment que pour ses occupants, ceci en nous
assurant que les niveaux d’éclairage contrôlés
sont ceux qui favoriseront la productivité lorsque
nécessaire et apporteront une ambiance calme
à d’autres moments.
La création de ces différentes atmosphères peut
également aider au rétablissement des cycles
de sommeil dans les habitations, en créant des
conditions propices à l’endormissement et au réveil,
qui entraîneront chez les occupants un sentiment de
vitalité et d’énergie au cours de la journée.
L’éclairage orienté sur le bien-être apporte des avantages dans de nombreux domaines
d’application différents, parmi lesquels la santé, l’éducation, les environnements de travail,
l’industrie, la vente, l’hôtellerie et le résidentiel.
Dans le secteur de la santé, les patients peuvent bénéficier
d’une meilleure efficacité des traitements et de durées
d’hospitalisation réduits grâce à la stimulation de leur
organisme par la lumière – quelles que soient les
conditions extérieures.
Dans l’éducation, l’éclairage contribue à améliorer
la concentration et à réduire la fatigue. Dans
les environnements de travail, il a été constaté
que l’éclairage influait sur la maximisation de la
concentration et de l’énergie personnelles, améliorait
la motivation et l’engagement des collaborateurs, et
entraînait de meilleures performances, une meilleure
attention et une plus grande satisfaction.
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Dans l’industrie, l’éclairage contribue à l’ajustement du rythme biologique des travailleurs de
nuit, ainsi qu’à l’amélioration des résultats et à la diminution des erreurs chez les travailleurs
affectés à des tâches répétitives.
Dans la vente, l’éclairage a un effet prépondérant sur le niveau d’attention. Des présentations
de produits compatibles avec la lumière naturelle sont possibles, ainsi que l’organisation des
points de vente avec différentes températures de couleur et mélanges RVB.
L’extension des périodes de jour est rendue possible dans les centres commerciaux, en
complément du zonage des boutiques en fonction des différentes
configurations d’éclairage, de la stimulation saisonnière par
l’éclairage et de la création d’une atmosphère de bien-être.
Tous ces éléments permettent une exceptionnelle
souplesse dans la création d’ambiances au sein des
espaces de vente – et ce sans altérer les bâtiments.
Les établissements hôteliers peuvent de la même
façon apporter un plus grand confort à leurs
utilisateurs, des chambres aux salles de réception,
leur permettant ainsi de gagner en valeur et en bienêtre. Comme dans le cas de la vente, l’éclairage orienté
sur le bien-être offre une souplesse en fonction des
divers besoins, tels que la transformation d’une salle de
réception ensoleillée et aérée pour le petit déjeuner, en un espace
détendu pour le dîner – l’utilisation des couleurs permettant en parallèle de mettre en valeur
l’architecture et le design des lieux, et de créer plus d’impact pour les événements.
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Synthèse
La capacité de contrôler la température de couleur de l’éclairage sur la base de rythmes prédéfinis
apporte de nouvelles perspectives intéressantes à la mise en œuvre des concepts d’éclairage à haut
rendement énergétique, capables de favoriser le bien-être des occupants et d’apporter en parallèle
de nombreux avantages en fonction de leurs environnements d’application.
L’éclairage orienté sur le bien-être est une méthodologie émergente qui offre de multiples options
de mise en œuvre, d’utilisation et de gestion des solutions. Travailler avec un spécialiste du contrôle
de l’éclairage, des concepteurs en éclairage, des concepteurs en bâtiment et des utilisateurs finaux,
permet de s’orienter vers la sélection d’un système adapté aux besoins de l’environnement dans
lequel il sera déployé.
En s’assurant que notre éclairage est orienté sur le bien-être, nous pouvons améliorer l’expérience
quotidienne des utilisateurs en matière de ressenti, de bien-être, de productivité et d’attention.
Comme nous l’avons vu, ces avantages touchent une large gamme d’applications, des écoles et
bureaux à la vente et à l’industrie.
En mettant en œuvre le concept d’éclairage orienté sur le bien-être sur une large gamme
d’applications, nous serons à même d’aider nos clients à faire ressortir le meilleur de leurs
personnels et, en particulier, à améliorer la qualité de vie des personnes sujettes au TAS.
De meilleurs niveaux de productivité et de concentration dans l’éducation et au travail ne peuvent
qu’avoir des effets positifs, puisqu’ils contribuent au développement des industries et activités de
demain. De même, dans le secteur de la vente, des clients plus attentifs et concentrés entrainent
une augmentation des ventes et, par ricochet, une amélioration de la croissance.
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Références:
Henri Juslén (2007) Lighting, Productivity and Preferred Illuminances – Field Studies in the Industrial
Environment http://lib.tkk.fi/Diss/2007/isbn9789512289622/
Juslén HT, Tenner AD. (2005) Mechanisms involved in enhancing human performance by changing
the lighting in the industrial workplace. International Journal of Industrial Ergonomics. 35, 843-855.
© 2005 Elsevier Science. Avec autorisation. http://lib.tkk.fi/Diss/2007/isbn9789512289622/article1.
pdf
Juslén HT, Tenner AD. (2007) The use of task lighting in an industrial work area provided with daylight.
Journal of Light & Visual Environment. 31, 1, 25-31. © 2007 Illuminating Engineering Institute of
Japan (IEIJ). Avec autorisation. http://lib.tkk.fi/Diss/2007/isbn9789512289622/article6.pdf
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