Introduction
Une étude récente a révélé qu'un tiers de la population humaine ne peut pas voir notre galaxie, la Voie lactée, et que les lumières des villes en sont en grande partie responsables. Chaque nuit, d'innombrables lampadaires urbains n'éclairent que partiellement les routes et les trottoirs ; le reste de la lumière se répand vers le haut, au-delà de l'horizon, éclairant le ciel et générant de la pollution lumineuse.
Cette lumière artificielle s'intensifie d'année en année, et ses effets néfastes vont bien au-delà du simple fait de masquer les étoiles. L'éblouissement intense réduit la sécurité routière, l'éclairage gaspille inutilement de l'énergie, les rythmes circadiens de la faune sont perturbés, et un éclairage nocturne excessif peut nuire à la santé humaine. C'est pourquoi il est si important de disposer de lampadaires bien conçus.
L'éclairage public LED moderne vise non seulement à fournir une luminosité suffisante, mais aussi à améliorer la répartition de la lumière et à réduire les émissions lumineuses inutiles. Grâce à une conception optique optimisée, à des angles d'installation adaptés et à des systèmes de commande d'éclairage intelligents, les lampadaires LED permettent de réduire l'éblouissement et la pollution lumineuse tout en garantissant un éclairage sûr et efficace.
Comprendre l'éblouissement et la pollution lumineuse
Qu'est-ce que l'éblouissement et pourquoi est-il dangereux ?
L'éblouissement est l'un des problèmes les plus courants dans les systèmes d'éclairage public traditionnels. Il se produit lorsqu'une luminosité excessive atteint directement les yeux des personnes ou crée un fort contraste entre les zones claires et sombres. L'une des principales causes est que les lampadaires à LED sont trop lumineux ou que le flux lumineux est mal orienté.
Ce type d'éclairage peut éblouir directement les conducteurs. Cela peut entraîner une perte temporaire de visibilité chez les conducteurs lorsque leurs véhicules roulent à grande vitesse.
Dans de nombreuses installations d'éclairage routier anciennes, les luminaires ne sont généralement pas équipés de déflecteurs et sont installés à des angles inappropriés. Cela entraîne une répartition inégale du flux lumineux.
Si de tels feux sont installés à proximité de :
- Trottoirs
- Carrefours
- Zones piétonnes
elles peuvent créer des zones trop claires ou trop sombres.
Par conséquent, les personnes qui se déplacent à pied ou en voiture dans ces zones peuvent être exposées à des risques pour leur sécurité la nuit.
La pollution lumineuse et ses conséquences
La pollution lumineuse constitue un autre problème majeur lié aux systèmes d'éclairage urbain. Lorsque la direction du faisceau lumineux n'est pas correctement contrôlée ou que l'on n'utilise pas de luminaires équipés de déflecteurs, un excès de lumière peut s'échapper vers le ciel.
Cela provoque une pollution lumineuse, qui rend le ciel nocturne plus clair et réduit la visibilité des étoiles, tout en perturbant l'environnement nocturne naturel.
Bien sûr, cela entraîne également un gaspillage d'énergie inutile. Loin d'améliorer la sécurité, ces solutions de suréclairage augmentent la consommation d'électricité et ont un impact négatif sur l'environnement naturel et la faune.
Principes de conception d'un bon éclairage public
Pour réduire l'éblouissement et la pollution lumineuse, il faut commencer par une conception éclairante de qualité. Plutôt que de se contenter d'augmenter la luminosité, l'éclairage public doit fournir la quantité de lumière adéquate, au bon endroit et au bon moment. Les principes suivants constituent les fondements d'une conception d'éclairage public efficace et durable.
1. N'installez un éclairage que lorsqu'il est réellement utile
Tout éclairage doit avoir une fonction pratique bien définie. Avant d'installer ou de remplacer des lampadaires, assurez-vous que l'éclairage est réellement nécessaire et évitez autant que possible tout éclairage superflu.
2. Éclairer uniquement les zones cibles, en orientant la lumière vers le bas
Les lampadaires ne doivent éclairer que la chaussée, sans projeter de lumière sur les habitations voisines, la végétation ou le ciel nocturne. Une orientation adéquate de la lumière est essentielle pour réduire l'éblouissement et la pollution lumineuse.
3. Respectez la luminosité minimale requise
L'éclairage public doit respecter les normes d'éclairage applicables, telles que la norme EN 13201, sans présenter une luminosité excessive qui entraîne un gaspillage d'énergie et provoque un éblouissement inutile.
4. Définir des horaires d'ouverture stricts grâce à des commandes intelligentes
L'éclairage extérieur ne doit fonctionner qu'en cas de besoin. Les minuteries, les capteurs et les détecteurs de mouvement permettent de réduire l'éclairage inutile tout en garantissant la sécurité.
5. Optez pour des températures de couleur plus chaudes afin de réduire la lumière bleue
Un éclairage plus chaud, à faible CCT, contient moins de lumière bleue, ce qui contribue à réduire son impact tant sur les humains que sur la faune tout en garantissant une visibilité nocturne confortable.
Stratégies de conception de l'éclairage public visant à réduire l'éblouissement et la pollution lumineuse
Les principes énoncés ci-dessus constituent la base d'un meilleur éclairage public. Dans la pratique, la réduction de l'éblouissement et de la pollution lumineuse dépend du choix des luminaires, de la conception optique, des méthodes d'installation et des systèmes de gestion intelligente de l'éclairage. Les pratiques de conception suivantes illustrent comment ces principes peuvent être appliqués aux systèmes modernes d'éclairage public à LED.
1. Éclairage directionnel à faible angle
Ne laissez jamais la lumière se propager vers le haut, au-delà de l'horizon, dans le ciel nocturne.
Choisissez des modèles de lampes équipés d'un abat-jour ou d'un pare-lumière afin d'empêcher la lumière de se disperser vers le haut et vers l'arrière.
L'installation de lampadaires au milieu de la chaussée permet de diffuser la lumière de manière uniforme sur les côtés.
Si la conception optique est médiocre, une inclinaison des luminaires comprise entre 0 et 15 degrés entraînera une projection de la lumière vers le ciel ; il convient donc d’éviter totalement cette configuration.
Les lampadaires idéaux n'émettent aucune lumière au-dessus du plan horizontal à 90 degrés.
2. Concentrer toute la lumière sur les surfaces cibles
Un système optique bien conçu concentre la lumière uniquement sur les zones qui ont réellement besoin d'être éclairées, au lieu de disperser la luminosité vers les zones environnantes.
Le taux d'utilisation de la lumière indique la proportion de lumière qui éclaire les zones utiles par rapport à la lumière diffuse gaspillée qui est source de pollution.
Nous recommandons de maintenir un taux d'utilisation supérieur à 75% pour les lampadaires standard.
Formule :
Rendement lumineux (U) = Flux reçu par les surfaces cibles ÷ Flux total émis par la lampe
Chaque lampadaire doit être adapté à sa fonction d'éclairage spécifique.
3. Évitez les éclairages trop vifs
Tous les types de routes sont soumis à des normes d'éclairage officielles ; les responsables de projet doivent donc s'assurer de respecter précisément le niveau de luminosité requis.
Utilisez un logiciel de simulation d'éclairage pour choisir le nombre le plus réduit et les luminaires de la puissance la plus faible possible qui répondent tout de même aux besoins.
Évitez une luminosité trop intense et les surfaces éclairées inutilement.
La norme EN 13201 définit des critères clairs en matière d'éclairage routier ; la luminosité réelle doit se situer entre 100% et 120% de la valeur minimale requise.
Optez pour des lampadaires dont la luminosité n'est pas trop intense.
4. Installer des systèmes de gestion intelligente de l'éclairage
Les éclairages extérieurs à LED sont désormais dotés de fonctions de commande flexibles, qui permettent de régler l'intensité lumineuse en fonction des différentes plages horaires sans compromettre la visibilité.
Des capteurs, des programmes de variation d'intensité prédéfinis et des signaux sans fil permettent de régler l'intensité lumineuse en fonction :
- Fréquentation piétonne
- Flux de véhicules
- Types de lieux
notamment :
- Trottoirs
- Places
- Immeubles d'habitation
- Voies de circulation
Vous trouverez ci-dessous une liste des modes de commande courants pour l'éclairage public :
Variation d'intensité avec minuterie
Les programmes de gradation temporisée sont intégrés directement dans les alimentations pour LED.
Aucun contrôleur externe supplémentaire n'est nécessaire.
Les lampes réduisent automatiquement leur intensité lumineuse tard dans la nuit, ce qui contribue à limiter l'éclairage nocturne inutile.
Flux lumineux constant (CLO)
La luminosité des LED diminue naturellement avec le temps.
La technologie CLO compense cette baisse grâce au pilote intégré et aux courbes TM21.
Le bloc d'alimentation augmente progressivement le courant afin de maintenir une luminosité stable.
Cela empêche les fabricants de surestimer la puissance dès le départ.
Capteurs de mouvement
Les lampadaires ne fonctionnent à pleine puissance que lorsque des personnes ou des véhicules passent à proximité.
Lorsqu'aucun mouvement n'est détecté, elles s'atténuent ou s'éteignent complètement.
Cela permet d'améliorer :
- Efficacité énergétique
- Lutte contre la pollution lumineuse
- Réduction des coûts d'exploitation
Les détecteurs de mouvement sont particulièrement efficaces pour :
- Routes peu fréquentées
- Rues résidentielles
- Aires de stationnement
Commande sans fil
Les modules sans fil Zigbee et LoRa sont largement utilisés pour la gestion de l'éclairage public.
Les systèmes d'éclairage intelligents sans fil permettent :
- Surveillance à distance
- Réglage de la luminosité
- Détection des défauts
- Gestion de l'énergie
5. Réduire l'éclairage aux teintes froides
La lumière blanche froide (5 000 K à 6 500 K) est nette et vive, tandis que la lumière chaude (2 700 K à 4 000 K) contient beaucoup moins de lumière bleue, ce qui est plus doux pour les êtres humains et les écosystèmes.
Les LED de couleur ambre (1 800–2 000 K) maintiennent l'émission de lumière bleue en dessous de 10%, avec de légères variations selon le modèle de puce LED.
Plusieurs pays ont mis en place des limites concernant la lumière bleue :
- La République tchèque limite le rayonnement inférieur à 500 nm à moins de 101 TP3T
- Le Chili applique des limites encore plus strictes
Optez pour des lampadaires dotés d'un CCT réglable afin de passer à des teintes plus chaudes la nuit.
Résumé
La pollution lumineuse est un problème urgent auquel nous devons nous attaquer. C'est pourquoi le choix, l'installation et la gestion des lampadaires revêtent une importance capitale.
Réduire l'éblouissement et la pollution lumineuse ne consiste pas à installer moins de lampadaires. Il s'agit plutôt de concevoir de meilleurs systèmes d'éclairage public. En recourant à une conception optique adaptée, en contrôlant la direction de la lumière, en choisissant des niveaux de luminosité appropriés, en mettant en place des systèmes de commande d'éclairage intelligents et en sélectionnant des températures de couleur adaptées, les villes peuvent réduire considérablement les émissions lumineuses inutiles tout en préservant la sécurité routière.
Ces améliorations permettent non seulement de réduire l'éblouissement et la pollution lumineuse, mais aussi de diminuer la consommation d'énergie, de réduire les coûts d'exploitation, d'améliorer le confort visuel et de favoriser un développement urbain plus durable.
À mesure que la technologie d'éclairage public à LED continue d'évoluer, des systèmes d'éclairage bien conçus permettent d'atteindre un meilleur équilibre entre sécurité, efficacité et protection de l'environnement.