CONFORT ET MAITRISE DES AMBIANCES

CONFORT ET MAITRISE DES
AMBIANCES
(Lumière naturelle)
2ème année architecture LMD
Module: Théorie du projet
Dr Azeddine BELAKEHAL,
Maître de Conférences
Département d’architecture, Université Mohamed KHIDER
Thermique
Confort
Lumineux
Aéraulique
Sonore
Olfactif
Confort
lumineux
Aspects
quantitatifs
Aspect
qualitatifs
Aspects
qualitatifs
Conformation
Poétique
POÉTIQUE ARCHITECTURALE
ET LUMIÈRE NATURELLE
Certains architectes parlent de lumière en termes spatiaux, c'est-àdire qu’ils associent directement la lumière naturelle à des
propriétés et qualités spatiales. Ces dernières mettent à la
disposition des architectes des alternatives d’éclairage naturel
fondées
essentiellement
sur
des
caractéristiques
spatiales
indépendantes des courantes spécifications et recommandations
chiffrées.
De façon non exhaustive, on citera Pierre Von Meiss, Rafael Serra
et Henri Ciriani.
Pierre Von Meiss affirme que l’utilisation de la lumière
naturelle dans la conception architecturale est parmi les aspects
les moins enseignés en architecture à cause de la carence de
moyens de leur maîtrise. Selon lui, devant cet état incomplet des
connaissances en ce domaine, seule l’expérience est capable de
dresser un ‘catalogue de références’ nous permettant d’agir par
cas similaires. A cet effet, il nous propose quatre alternatives
pour caractériser l’espace par la lumière.
L’espace lumière est ce volume vide et lumineux, aux limites
fictives mais clairement perceptibles, appartenant à un espace plus
vaste mais plus sombre.
La lumière à caractère d’objet est matérialisée par un composant
architectural lumineux et isolé de sorte qu’il est perçu comme une
figure dépendante de son fond.
La lumière de séries d’objets se concrétise par le biais d’un
ensemble d’éléments lumineux qui participent activement à la
définition d’un espace architectural à travers l’accentuation de ses
limites ou bien l’inversion du rapport fond – figure entre les objets
lumineux et les surfaces de l’espace auquel ils appartiennent.
La lumière des surfaces se présente à travers l’espace dont les
diverses parois peuvent être éclairées par des sources invisibles
(éclairage indirect) ou bien qu’elles constituent elles même
entièrement une source d’éclairage.
Rafael Serra stipule que pour l’architecte la lumière naturelle doit
être appréhendée non seulement dans ses aspects quantitatifs mais
aussi par ses qualités esthétiques. L’architecture est ainsi perçue à
travers le rapport espace - énergie où l’homme est seul récepteur et
juge de ce qui peut y être le mieux apprécié à savoir la distribution
de la lumière naturelle.
Serra, et en tant qu’architecte, définit quatre catégories pour
l’appréciation du rôle de la lumière naturelle en architecture.
Une ressource architectonique qui dépend de l’endroit où se
tiennent les observateurs et où les effets sont plus appréciés
que sa manière de pénétration dans l’espace architectural.
Une matière plastique qui se moule au sein de l’espace architectural
semblablement à l’argile dans les mains d’un sculpteur.
Un ensemble de rayons concentrés ou dispersés qui laissent leur
traces dans l’espace traversé et colorent les objets touchés de
sorte que la lumière semble rebondir d’eux-mêmes.
Un fluide tel qu’un liquide qui se ramifie, se dilate, s’élève et se
déplace d’un lieu à un autre occupant l’ensemble de l’espace de vie
humain.
Henri Ciriani trouve que, de l’architecture pré-moderne à celle
moderne, la lumière, qui était auparavant une source et un moyen
de dynamisme en architecture, est passée au statut d’un
instrument
d’immobilisation
des
éléments
de
l’espace
architectural. Il propose ainsi une classification de la lumière
naturelle dans son rapport à l’espace architectural et qu’il situe
par rapport à l’histoire de l’architecture même.
Lumière émotion : en excluant l’extérieur, elle se manifeste
théâtralement à l’intérieur d’un édifice de façon similaire à celle
qu’on aperçoit dans les cryptes.
Lumière éclairage : faisant suite aux progrès acquis suite à la
révolution industrielle et à l'alignement presque général des
architectes aux parois transparentes. Elle pénètre fortement dans
l’espace et demeure invisible tant les conditions lumineuses
intérieures sont semblables à celles extérieures.
Lumière radieuse : introduisant une dimension artistique à la
lumière éclairage, elle suppose éveiller l’émotion. L’emploi de
surfaces blanches aide à ce qu’elle atteigne son intensité maximale
au point de surpasser les conditions lumineuses extérieures.
Lumière picturale : surpassant les coloriages des surfaces, elle
implique un rôle autonome à la couleur dans la définition des
espaces architecturaux et peut même créer un rapport virtuel entre
extérieur et intérieur.
CONFORMATION ARCHITECTURALE ET
LUMIERE NATURELLE
Conformation architecture
Typologie
Topologie
Morphologie
Typologie
Deux types d’éclairage naturel sont identifiés selon que
l’ouverture, source de lumière naturelle, est située sur les parois
verticales (murs) ou celle horizontale (plafond) de l’enveloppe.
Éclairage zénithal
Éclairage latéral
Topologie
Au sein d’une conformation architecturale, la lumière peut indiquer
des caractéristiques topologiques géométriques (comme le point,
la ligne et la clôture…etc.)
Elle peut aussi spécifier certaines zones ou régions précises de la
conformation en respect de leurs particularités symboliques,
fonctionnelles ou autres (non-géométriques).
La lumière naturelle est
utilisée pour mettre en
valeur un parcours
à
l’intérieur de l’édifice.
Également, les surfaces délimitantes de la conformation d’un espace
architectural renseignent sur des propriétés topologiques comme
son degré d’ouverture ou de fermeture et ses continuités ou
discontinuités avec les espaces extérieurs et intérieurs adjacents.
Ces propriétés sont dépendantes de la surface totale des percements
par rapport à la surface des parois délimitantes et de la nature des
matériaux constituants (transparents, en grille, translucides,
opaques…).
Morphologie
Les ouvertures assurant la pénétration de la lumière à l’intérieur d’une
conformation architecturale caractérisent sa morphologie. Les dimensions
(surface, largeur et hauteur), la forme et le dispositif de protection des
ouvertures, leurs positions l’une vis-à-vis de l’autre, sont tous des
indicateurs qui dans leurs rapports aux murs de façade, la surface du sol,
la surface du mur de la façade et la profondeur de la conformation offrent
des indices permettant de mesurer cette composante morphologique.
Descripteurs morphologiques absolus
•Surface au sol
•Hauteur sous-plafond pour la conformation, ainsi que
•Forme,
•Épaisseur des parois
•Types de protections solaires pour la fenêtre.
Descripteurs morphologiques calculés
•Rapport surface des fenêtres / surface des murs en façade
•rapport de la surface des fenêtres à celle du sol,
•Rapport de la surface des fenêtres à celle totale des parois (murs, sauf
celui de la fenêtre, et sol) de la conformation, et
•Indice de profondeur (rapport de la hauteur de la fenêtre (depuis le
sol) à la profondeur de la conformation).
VALEURS
REPÈRES
POUR
QUELQUES
DESCRIPTEURS MORPHOLOGIQUES
La surface absolue de la fenêtre :
Petite : inférieure à 0,5 m2
Moyenne : entre 0,5 et 2 m2
Large : supérieure à 2 m2
Localisation des ouvertures :
Forme de la fenêtre :
Horizontale : H/L = ½
Verticale : H/L= 2
Intermédiaire : de ½ à 2
Par rapport à la largeur :
Fenêtre d’angle, centrale et latérale
Le rapport surface des fenêtres /
surface des murs en façade :
La valeur recommandée par la table
de Mahoney pour la ville de Biskra
varie de 15 à 25 %.
Très faible : inférieur à 1 %
Faible : 1 à 4 %
Moyen : 4 à 10 %
Grand : 10 à 25 %
Très grand : supérieur à 25 %
Par rapport à la hauteur :
Fenêtre haute, intermédiaire et
basse
Le rapport surface fenêtre /
surface sol :
Indice de profondeur / Zone d’efficacité lumineuse (hauteur de la
fenêtre depuis le sol / la profondeur de la conformation
architecturale)
C’est la hauteur de la fenêtre par rapport au sol qui est tenue pour être la
source des variations majeures des quantités de lumière naturelle dans
une conformation et particulièrement à moins de 1m50 de distance de la
fenêtre.
La zone d’efficacité lumineuse de la fenêtre été récemment ramenée par
Baker et Steemers (2002) à la valeur maximale de 2.
Le cas des régions à ciel clair ensoleillé
Dans les régions où prédomine le ciel clair ensoleillé, il est
recommandé que les ouvertures soient convenablement
situées afin d’éviter l’éblouissement. Les positions à
l’angle et près du plafond sont les plus conseillées pour
des ouvertures étroites et longues (verticales ou
horizontales).
Pour le rapport surface fenêtres / surface du sol, les
valeurs recommandées sont :
6 % (minimum) à 12 % (maximum),
Aspects
quantitatifs
Grandeurs
photométriques
Sources d’éclairage
naturel
Sources d’éclairage naturel
Ciel / Soleil
Environnement
immédiat
externe
Environnement
interne
Le Ciel / le Soleil
Le Ciel
Couvert
Intermédiaire
Clair
L’environnement extérieur immédiat
(composante réfléchie externe)
L’environnement intérieur
(composante réfléchie interne)
Grandeurs
photométriques
Il existe quatre grandeurs photométriques essentielles sur
lesquelles s’accordent les physiciens et les spécialistes en
éclairagisme pour caractériser la lumière.
1. Le flux lumineux qui indique la puissance rayonnée (flux visible)
par unité de temps (secondes) émise par une source lumineuse et
dont l’unité est le lumen (lm). Le soleil, par exemple, émet un flux
d’une puissance de soixante-trois Mégawatts équivalente à six
millions de lumens pour chaque mètre carré de sa surface.
2. L’intensité lumineuse est une mesure du flux lumineux dans une
direction donnée ; elle s’exprime en candela (cd).
3. L’éclairement lumineux est le flux lumineux reçu, de manière
uniforme, sur un point d’une surface déterminée ; son unité est le
lux (lux).
4. La luminance est la lumière reçue puis réfléchie par une surface
avec des modifications dues à ses propriétés réflectives ou bien
d’une surface transparente traversée par un faisceau lumineux (le
cas du plan d’une fenêtre par exemple) ; elle est exprimé en
candela par mètre carré (cd/m2).