Efficacité de l'éclairage grâce aux détecteurs de lumière du jour : Les résultats de notre étude

L’efficacité énergétique est plus importante que jamais. L’augmentation des coûts de l’énergie, les préoccupations environnementales croissantes et les objectifs plus stricts en matière de développement durable poussent les entreprises à trouver des moyens plus intelligents d’économiser l’énergie. Les capteurs de lumière du jour pour les systèmes d’éclairage sont apparus comme une solution prometteuse – mais quelle quantité d’énergie peuvent-ils réellement économiser ?

Pour répondre à cette question, nous avons mené une étude de 10 mois sur huit cas d’utilisation des capteurs de lumière du jour NOMUS, intégrés directement dans chaque source lumineuse. Les résultats révèlent des économies d’énergie significatives et mettent en évidence les facteurs clés qui influencent les performances de ces capteurs de lumière du jour.

Les systèmes d’éclairage efficaces sont essentiels pour réduire la consommation d’énergie dans l’immobilier. Au cours de la dernière décennie, l’accent a été mis sur la transition des technologies d’éclairage inefficaces, telles que les lampes fluorescentes (FL), vers les LED. Non seulement les luminaires à LED contiennent moins de substances nocives, mais leur efficacité énergétique est nettement supérieure à celle des lampes fluorescentes, ce qui permet de réaliser des économies d’énergie de l’ordre de 40 à 60 % en moyenne. Cependant, de nombreux bâtiments ayant déjà adopté la technologie LED, le prochain défi consiste à trouver d’autres moyens de maximiser les économies d’énergie.

Bien que l’éclairage LED soit intrinsèquement efficace, la plus grande opportunité réside maintenant dans la minimisation de la durée de leur fonctionnement. Par exemple, réduire l’utilisation d’une lampe LED de 20 heures à seulement 2 heures permet de réaliser 90 % d’économies d’énergie. Il existe deux possibilités principales pour réduire la durée de fonctionnement des systèmes d’éclairage :

1. Capteurs de mouvement

Le contrôle des heures de fonctionnement de l’éclairage au moyen de détecteurs de mouvement est une méthode qui a fait ses preuves. Ces capteurs éteignent automatiquement les luminaires dans les espaces inoccupés, évitant ainsi le gaspillage d’énergie. L’efficacité de cette approche est maximisée lorsque les détecteurs de mouvement sont intégrés directement dans chaque source lumineuse plutôt que de dépendre de détecteurs de mouvement centralisés. De telles solutions intégrées permettent de réaliser des économies d’énergie allant jusqu’à 80 %, comme le montre l’étude de cas de Stampfenbach.
Cette vidéo montre comment un éclairage basé sur des capteurs permet de réduire le nombre de lumières allumées sans compromettre le confort de l’utilisateur.

2. Capteurs de lumière du jour

Une autre stratégie efficace consiste à utiliser des capteurs de lumière du jour. Ces capteurs ajustent la luminosité des luminaires en fonction de la quantité de lumière naturelle disponible, réduisant ainsi la dépendance à l’égard de l’éclairage artificiel. Cette approche permet non seulement d’économiser de l’énergie, mais aussi de s’aligner sur les pratiques durables en tirant parti de la lumière naturelle gratuite. Les capteurs de lumière du jour, comme les détecteurs de mouvement, sont plus efficaces lorsqu’ils sont intégrés à des luminaires individuels. Mais quel est l’impact de cette technologie dans les applications réelles ? Pour répondre à cette question, examinons d’abord la méthodologie de l’étude avant d’en explorer les résultats.

Pendant 10 mois (de janvier à octobre 2024), nous avons contrôlé l’intensité lumineuse toutes les 15 minutes, 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7. Nous avons comparé les économies d’énergie réalisées à la fois avec les capteurs de mouvement et les capteurs de lumière du jour par rapport aux économies qui seraient réalisées en utilisant uniquement les capteurs de mouvement, ce qui représente déjà une quantité importante.

Les économies momentanées varient entre 0 et 100 % en fonction de l’état de l’éclairage (basé sur les détecteurs de mouvement) et des conditions de lumière du jour mesurées par les détecteurs de lumière du jour. Voici quelques exemples simplifiés pour montrer comment les économies varient en fonction de différents facteurs. Pour ces exemples, nous utilisons un état d’éclairage réglé sur 100 % en cas de mouvement à moins de 2 mètres, 40 % en cas de mouvement à moins de 10 mètres ou 0 % en l’absence de mouvement à moins de 10 mètres.

Lorsqu’un mouvement est détecté à moins de deux mètres :

• Soleil brillant : La lumière s’éteint complètement car aucune lumière artificielle n’est nécessaire. → 100 % d’économies d’énergie.
• Ciel nuageux : La lumière diminue jusqu’à 30 % de luminosité car une certaine lumière artificielle est encore nécessaire. → 70 % d’économies d’énergie.

Lorsqu’un mouvement est détecté dans un rayon de dix mètres :

• Soleil brillant : La lumière s’éteint complètement car la lumière naturelle est suffisante. → 40 % d’économies d’énergie.
• Ciel nuageux : La lumière diminue à 30 % de luminosité car un peu de lumière artificielle est encore nécessaire. → 25 % d’économies d’énergie.

Lorsqu’aucun mouvement n’est détecté dans un rayon de dix mètres :

• Soleil brillant : La lumière reste éteinte car aucune lumière artificielle n’est nécessaire. → 0 % d’économies d’énergie (la lumière était déjà éteinte).
• Ciel nuageux : La lumière reste éteinte, car aucun mouvement n’est détecté pour la déclencher. → 0% d’économie d’énergie.

La formule utilisée pour les économies momentanées est la suivante :

(niveau d’éclairage sans contrôle de la lumière du jour – niveau d’éclairage avec contrôle de la lumière du jour)/niveau d’éclairage sans contrôle de la lumière du jour.

Les points de données individuels ont été moyennés, pondérés par le niveau d’éclairage sans contrôle de la lumière du jour.

Dans les huit scénarios testés, les capteurs de lumière du jour ont permis de réaliser des économies significatives allant de 4 % à 65 %, en fonction de l’emplacement et des conditions d’éclairage. Voici les principales conclusions :

Bureaux

• Cas d’utilisation 1 : 8% d’économies d’énergie
• Cas d’utilisation 2 : 5% d’économies d’énergie
• Cas d’utilisation 3 : 4% d’économies d’énergie
• Cas d’utilisation 4 : 15% d’économies d’énergie
• Cas d’utilisation 5 : 23% d’économies d’énergie

Corridors

• Cas d’utilisation 6 (VSE Aarau) : 28% d’économies d’énergie (voir le rapport complet du projet ici)

Espaces extérieurs

• Cas d’utilisation 7 : 36% d’économies d’énergie
• Cas d’utilisation 8 (Manegg) : 65 % d’économies d’énergie (voir le rapport complet du projet ici)

Plusieurs facteurs influencent la quantité d’énergie que les capteurs de lumière du jour permettent d’économiser :

1. Exigences en matière d’éclairage : certains espaces, comme les bureaux, ont besoin d’une luminosité d’au moins 500 lux pour être productifs. Même avec la lumière du jour, les sources lumineuses peuvent devoir fonctionner à des niveaux inférieurs.
2. Conditions météorologiques : un ciel couvert, des orages ou des périodes de faible luminosité réduisent la disponibilité de la lumière naturelle, ce qui limite la capacité des capteurs à faire varier l’intensité lumineuse des luminaires.
3. Architecture et conception du bâtiment : la conception d’un espace joue un rôle essentiel dans la pénétration de la lumière du jour.
   1. De grandes fenêtres et des puits de lumière permettent à la lumière naturelle d’inonder l’espace, maximisant ainsi le potentiel d’économie d’énergie.
   2. Les murs, les plafonds et les sols de couleur claire reflètent la lumière naturelle, améliorant ainsi sa portée et réduisant le besoin d’éclairage artificiel.
4. Obstacles externes : des facteurs tels que les stores, les bâtiments voisins ou les obstacles environnementaux peuvent bloquer la lumière naturelle, obligeant les luminaires à rester actifs même lorsque la lumière du jour est présente.
5. Modes d’utilisation : Les espaces principalement utilisés pendant les heures de lumière du jour sont ceux qui en profitent le plus.

En comprenant et en optimisant ces facteurs, les propriétaires de bâtiments peuvent s’assurer que les capteurs de lumière du jour fonctionnent à leur plein potentiel, ce qui permet de réaliser des économies d’énergie plus importantes tout en préservant le confort des occupants.

Les résultats sont clairs : les capteurs de lumière du jour permettent de réaliser des économies d’énergie mesurables. Les économies peuvent être substantielles, en particulier dans les espaces lumineux utilisés pendant la journée. Cependant, même de petites économies de 5 % peuvent avoir un impact financier significatif.

Prenons l’exemple d’un bâtiment dont les coûts énergétiques annuels liés à l’éclairage s’élèvent à 100 000 CHF. Bien qu’une économie de 5 % ne semble pas énorme, elle se traduirait par une réduction des coûts de 5 000 CHF par an – et ce, en plus des économies réalisées grâce aux détecteurs de mouvement. En combinaison, des économies de 60 à 80 % sont possibles par rapport à d’autres systèmes LED.

Avec les capteurs de lumière du jour NOMUS intégrés directement dans chaque source lumineuse, les entreprises peuvent atteindre l’efficacité énergétique sans compromettre le confort ou la productivité. Des immeubles de bureaux aux espaces extérieurs, cette technologie intelligente ouvre la voie à un avenir plus lumineux et plus durable.

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