Luminaire : performance énergétique, visuelle et mécanique

La performance d’un luminaire peut être déclinée en deux grands thèmes :
– ce qui concerne l’éclairage, à savoir le confort visuel et la performance énergétique : attention, n’est traité ici que le luminaire pris isolément, c’est-à-dire sans tenir compte des conditions de son installation, voir la page sur les performances dans les études d’éclairage pour plus de détails en situation
– ce qui ne concerne pas l’éclairage, c’est-à-dire des caractéristiques mécaniques et électriques : l’étanchéité (IP), la résistance mécanique (IK), la classe électrique et le test au fil incandescent

Performance en éclairage

Confort visuel

Si les caractéristiques de confort d’un luminaire ne peuvent s’apprécier qu’en situation (voir le projet d’éclairage, la norme d’éclairage intérieur et les études d’éclairage), il est toutefois nécessaire de caractériser un luminaire dans l’absolu pour pouvoir apprécier la pertinence de l’utilisation de tel ou tel luminaire dans des circonstances spécifiques. Cela s’avère indispensable également pour comparer différents luminaires similaires.

Les performances de confort des luminaires correspondent à celles des sources et du système optique associé et certaines notions sont précisées dans les catalogues des fabricants comme :
– Les caractéristiques des sources quand celles-ci sont liées au luminaire (comme les LED par exemple) : température de couleur proximaleIRCdurée de vie, voir le chapitre dédié
– Les caractéristiques optiques, qui sont la conséquence de la répartition du flux des sources et du système optique : classe photométriquecourbe photométriqueabaques de Bodmann et SöllnerUGR (qui rigoureusement est une donnée du luminaire dans une pièce vu par un observateur).

Performance énergétique

Un luminaire est composé d’une source, bien souvent d’un ballast (pour les lampes à décharge) ou d’une alimentation (pour les LED) et d’un système optique. Chacun de ces paramètres a sa propre efficacité énergétique et celle du luminaire est la résultante de ces trois composants, voir le tableau ci-dessous ainsi que la synthèse plus globale dans la performance énergétique.

Voici un exemple d’analyse de luminaires :

Encastré 3x14W
600×600
(fluorescence)
Encastré LED
600×600
Downlight 2x18W
(fluorescence)
 Downlight LED
Flux d’une source* (lm)  1250 1250 1200 2440
Nb de sources 3  3 2 1
Flux total (lm)  3750  3750  2400  2440
Consommation source (W)  42  23  33  15
Consommation source + alimentation (W)  47  26  36  18
Efficacité source + alimentation (lm/W)  79  141  66  131
Rendement en service**  0,90  0,79  0,60  0,60
Flux total sortant du luminaire (lm)  3375  2962  1440  1460
Efficacité totale du luminaire (lm/W)  71  113  40  97

 * On considère ici que les sources sont à 25°C pour être cohérent avec la notion de rendement en service
** Notion inusitée dans la pratique pour les LED à cause de la variété des modules et des systèmes optiques

Important

Cette comparaison est limitée et n’est intéressante que pour des luminaires très similaires en termes de fonction et de distribution lumineuse. Il convient sinon de déterminer les luminaires adéquats par un projet d’éclairage et d’établir une comparaison en situation grâce à une étude d’éclairage, voir également la synthèse de la performance énergétique globale.

Performances hors éclairage

Étanchéité : Indice de Protection (IP)

L’étanchéité des luminaires est indiquée d’une part pour les solides et d’autre part pour les liquides. La norme NF EN 60 529 définit précisément les tests à réaliser.

Voici un tableau récapitulatif des niveaux de protection, appelés IP (Indice de Protection) :

IP Premier chiffre
(protection contre les solides)
Deuxième chiffre
(protection contre les liquides)
0 Non protégé Non protégé
1 Protégé contre les corps solides étrangers de diamètre supérieur ou égal à 50 mm (dos de la main) Protégé contre les chutes verticales de gouttes d’eau
2 Protégé contre les corps solides étrangers de diamètre supérieur ou égal à 12,5 mm (doigt) Protégé contre les chutes verticales de gouttes d’eau avec une enveloppe inclinée au maximum de 15°
3 Protégé contre les corps solides étrangers de diamètre supérieur ou égal à 2,5 mm (outil) Protégé contre l’eau en pluie
4 Protégé contre les corps solides étrangers de diamètre supérieur ou égal à 1 mm (fil) Protégé contre les projections d’eau
5 Protégé contre la poussière Protégé contre les jets d’eau
6 Étanche à la poussière Protégé contre les jets d’eau puissants
7 Protégé contre les effets d’une immersion temporaire dans l’eau
8 Protégé contre les effets d’une immersion prolongée dans l’eau
9 Jet d’eau haute pression et haute température (80 +/- 5 °C)

A noter qu’une « enveloppe désignée seulement par un deuxième chiffre caractéristique 9 est considérée comme inadéquate pour une exposition aux jets d’eau (désignée par un deuxième chiffre caractéristique 5 ou 6) et une immersion dans l’eau (désignée par un deuxième chiffre caractéristique 7 ou 8) et n’a pas besoin d’être conforme aux exigences des chiffres 5, 6, 7 ou 8, à moins d’un double codage comme suit » :

L’enveloppe satisfait à l’essai pour :  Désignation et marquage  Domaine d’utilisation
Jets d’eau deuxième chiffre caractéristique Immersion temporaire/continue deuxième chiffre caractéristique
5 7 IPX5/IPX7 Multiple
5 8 IPX5/IPX8 Multiple
6 7 IPX6/IPX7 Multiple
6 8 IPX6/IPX8 Multiple
9 7 IPX7/IPX9 Multiple
9 8 IPX8/IPX9 Multiple
5 et 9 7 IPX5/IPX7/IPX9 Multiple
5 et 9 8 IPX5/IPX8/IPX9 Multiple
6 et 9 7 IPX6/IPX7/IPX9 Multiple
6 et 9 8 IPX6/IPX8/IPX9 Multiple
7 IPX7 Restreint
8 IPX8 Restreint
9 IPX9 Restreint
5 et 9 IPX5/IPX9 Multiple
6 et 9 IPX6/IPX9 Multiple
Définitions précises des IP
IP Premier chiffre
(protection contre les solides)
Deuxième chiffre
(protection contre les liquides)
0 Non protégé Non protégé
1 Le calibre objet, sphère de 50 mm de diamètre, ne doit pas pénétrer complètement Les gouttes tombant verticalement ne doivent pas avoir d’effets nuisibles
2 Le calibre objet, sphère de 12,5 mm de diamètre, ne doit pas pénétrer complètement Les gouttes tombant verticalement ne doivent pas avoir d’effets nuisibles quand l’enveloppe est inclinée jusqu’à 15° de part et d’autre de la verticale
3 Le calibre-objet de 2,5 mm de diamètre ne doit pas pénétrer du tout L’eau tombant en pluie fine dans une direction faisant un angle inférieur ou égal à 60° de part et d’autre de la verticale ne doit pas avoir d’effets nuisibles
4 Le calibre-objet de 1 mm de diamètre ne doit pas pénétrer du tout L’eau projetée de toutes les directions sur l’enveloppe ne doit pas avoir d’effets nuisibles
5 La pénétration de la poussière n’est pas totalement évitée, mais la poussière ne doit pas pénétrer en quantité suffisante pour nuire au bon fonctionnement du matériel ou à la sécurité L’eau projetée en jets de toutes les directions sur l’enveloppe ne doit pas avoir d’effets nuisibles
6 Pas de pénétration de poussière L’eau projetée en jets puissants de toutes les directions sur l’enveloppe ne doit pas avoir d’effets nuisibles
7 La pénétration d’eau en quantités ayant des effets nuisibles ne doit pas être possible à l’intérieur de l’enveloppe immergée temporairement dans l’eau dans des conditions normalisées de pression et de durée
8 La pénétration d’eau en quantités ayant des effets nuisibles ne doit pas être possible à l’intérieur de l’enveloppe immergée d’une manière prolongée dans l’eau dans des conditions soumises à accord entre le constructeur et l’utilisateur, mais qui sont plus sévères que pour le chiffre 7
9 L’eau projetée à haute pression et haute température de toutes les directions sur l’enveloppe ne doit pas avoir d’effets nuisibles
Valeurs couramment utilisés pour les luminaires dans l'éclairage

Ces indications ne prennent pas en compte la nouvelle notation ci-dessus et correspondent à l’usage en vigueur actuellement :

IP Exemples d’utilisation
IP20 Luminaire d’intérieur sans protection particulière
IP40 Luminaire d’intérieur dans des lieux légèrement empoussiérés
IP44 Luminaire de salle de bain/salle d’eau
IP54 Luminaire d’extérieur avec faible protection ou d’intérieur dans des lieux exposés (salle blanche)
IP65 Luminaire d’extérieur avec forte protection ou d’intérieur dans des lieux très exposés (salle blanche ou local technique)
IP66
IP67 Luminaire pouvant être immergé (temporairement), voire (si de classe électrique 3) de manière pérenne.
Luminaire d’extérieur ou d’intérieur soumis à des conditions très dégradées.
IP68

Résistance mécanique (IK)

Les tests de résistance mécanique sont définis par la norme NF EN 62 262.

Voici la signification des différentes valeurs :

IK Energie d’impact
(Joules)
Correspond approximativement à : 
00 Non protégé
01  0,14
02  0,2 200 g tombant de 10 cm
03  0,35
04  0,5 500 g tombant de 10 cm
05  0,7
06  1 500 g tombant de 20 cm
07  2 500 g tombant de 40 cm
08  5 1 kg tombant de 50 cm
09  10 2,5 kg tombant de 40 cm ou 1 kg tombant de 1 m
10  20 5 kg tombant de 40 cm ou 2 kg tombant de 1 m

Si une énergie plus élevée est nécessaire, la valeur de 50 J est recommandée.
Les essais doivent être réalisés en utilisant un des moyens d’essai décrits dans la CEI 60068-2-75.

La norme NF EN 60598-2-22 (règles particulières pour l’éclairage de secours) impose par exemple que les luminaires pour l’éclairage de secours aient un IK au moins supérieur ou égal à 03.

A noter

Si un luminaire présente un certain IK et un certain IP, l’IP doit est maintenu après le test de l’IK. Autrement dit, il est nécessaire de tester l’IP à partir de l’échantillon possiblement fragilisé ayant subi le test de l’IK.

Classe électrique

La classe électrique définit un niveau de protection électrique pour l’utilisateur et mesure par là le risque potentiel pour une personne d’être en contact avec la tension du secteur (230V alternatif) ou toute autre tension dangereuse pour l’homme (supérieure à 50V dans des locaux secs).

La classe est notée de 0 à 3 et les différents symboles sont normés.

Les quatre classes électriques sont :
– Classe 0 : isolation fonctionnelle simple sans liaison à la terre. Ce niveau de protection est interdit en Europe car il existe un danger pour l’homme si l’isolation est rompue car les parties conductrices (métalliques par exemple) peuvent être à un potentiel élevé.
– Classe 1 : isolation fonctionnelle simple avec liaison à la terre, toutes les parties métalliques du luminaire doivent être reliées à la terre sauf s’il existe une double isolation. Même si l’isolation électrique est rompue, les parties conductrices ne sont pas dangereuses.
– Classe 2 : double isolation fonctionnelle ou isolation renforcée, sans liaison à la terre (pour ne pas propager les éventuels défauts).
– Classe 3 : l’appareil fonction en TBT (tension inférieure à 50V), le risque pour l’homme est donc nul même en cas d’électrocution.

  Description Symbole
Classe 0 isolation fonctionnelle simple sans liaison à la terre
Classe 1 isolation fonctionnelle simple avec liaison à la terre luminaire-classe1
Classe 2 double isolation fonctionnelle ou isolation renforcée, sans liaison à la terre luminaire-classe2
Classe 3 tension inférieure à 50V luminaire-classe3

Test au fil incandescent

Le test au fil incandescent est régi par la norme CEI 60 695 : il s’agit de déterminer si le luminaire installé dans un bâtiment peut brûler et surtout participer à la propagation d’un incendie.

Le test à réaliser consiste à appliquer un fil chauffé à des températures définies (650°C, 850°C, 960°C…) pendant une durée déterminée (5 ou 30 secondes par exemple) sur les parties les plus sensibles du luminaire et d’examiner le comportement de l’enveloppe, notamment si celui-ci prend feu.

La norme NF EN 60598-1 impose pour tous les luminaires l’application pendant 10 secondes d’un fil incandescent à 650°C avec extinction d’éventuelles flammes ou incandescence dans les 30 secondes.

Concernant les ERP (Établissement Recevant du Public), l’exigence de la résistance au test du fil incandescent à 850°C pour les luminaires a été supprimée en 2010 : seule s’applique donc la NF EN 60598-1, c’est à dire à le test au fil incandescent à 650°C.

En ce qui concerne les IGH (Immeuble de Grande Hauteur) – voir article GH48 de l’arrêté du 30 décembre 2011 portant règlement de sécurité pour la construction des immeubles de grande hauteur et leur protection contre les risques d’incendie et de panique – , le test à 850°C doit être validé pour les luminaires dans les escaliers et les circulations horizontales communes. Pour les luminaires dans les locaux en général, seule s’applique la NF EN 60598-1 c’est à dire à le test au fil incandescent à 650°C.

La norme NF EN 60598-2-22 (règles particulières pour l’éclairage de secours) impose quant à elle que les luminaires pour l’éclairage de secours doivent résister au test au fil incandescent à 850°C.

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