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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) 1250125012002440
Nb de sources3 321
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) :

IPPremier chiffre
(protection contre les solides)
Deuxième chiffre
(protection contre les liquides)
0Non protégéNon protégé
1Protégé 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
2Protégé 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°
3Protégé contre les corps solides étrangers de diamètre supérieur ou égal à 2,5 mm (outil)Protégé contre l’eau en pluie
4Protégé contre les corps solides étrangers de diamètre supérieur ou égal à 1 mm (fil)Protégé contre les projections d’eau
5Protégé contre la poussièreProtégé contre les jets d’eau
6Étanche à la poussièreProtégé contre les jets d’eau puissants
7Protégé contre les effets d’une immersion temporaire dans l’eau
8Protégé contre les effets d’une immersion prolongée dans l’eau
9Jet 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 caractéristiqueImmersion temporaire/continue deuxième chiffre caractéristique
57IPX5/IPX7Multiple
58IPX5/IPX8Multiple
67IPX6/IPX7Multiple
68IPX6/IPX8Multiple
97IPX7/IPX9Multiple
98IPX8/IPX9Multiple
5 et 97IPX5/IPX7/IPX9Multiple
5 et 98IPX5/IPX8/IPX9Multiple
6 et 97IPX6/IPX7/IPX9Multiple
6 et 98IPX6/IPX8/IPX9Multiple
7IPX7Restreint
8IPX8Restreint
9IPX9Restreint
5 et 9IPX5/IPX9Multiple
6 et 9IPX6/IPX9Multiple
Définitions précises des IP
IPPremier chiffre
(protection contre les solides)
Deuxième chiffre
(protection contre les liquides)
0Non protégéNon protégé
1Le calibre objet, sphère de 50 mm de diamètre, ne doit pas pénétrer complètementLes gouttes tombant verticalement ne doivent pas avoir d’effets nuisibles
2Le calibre objet, sphère de 12,5 mm de diamètre, ne doit pas pénétrer complètementLes 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
3Le calibre-objet de 2,5 mm de diamètre ne doit pas pénétrer du toutL’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
4Le calibre-objet de 1 mm de diamètre ne doit pas pénétrer du toutL’eau projetée de toutes les directions sur l’enveloppe ne doit pas avoir d’effets nuisibles
5La 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 sécuritéL’eau projetée en jets de toutes les directions sur l’enveloppe ne doit pas avoir d’effets nuisibles
6Pas de pénétration de poussièreL’eau projetée en jets puissants de toutes les directions sur l’enveloppe ne doit pas avoir d’effets nuisibles
7La 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
8La 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
9L’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 :

IPExemples d’utilisation
IP20Luminaire d’intérieur sans protection particulière
IP40Luminaire d’intérieur dans des lieux légèrement empoussiérés
IP44Luminaire de salle de bain/salle d’eau
IP54Luminaire d’extérieur avec faible protection ou d’intérieur dans des lieux exposés (salle blanche)
IP65Luminaire d’extérieur avec forte protection ou d’intérieur dans des lieux très exposés (salle blanche ou local technique)
IP66
IP67Luminaire 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 :

IKEnergie d’impact
(Joules)
Correspond approximativement à : 
00Non protégé
01 0,14
02 0,2200 g tombant de 10 cm
03 0,35
04 0,5500 g tombant de 10 cm
05 0,7
06 1500 g tombant de 20 cm
07 2500 g tombant de 40 cm
08 51 kg tombant de 50 cm
09 102,5 kg tombant de 40 cm ou 1 kg tombant de 1 m
10 205 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.

 DescriptionSymbole
Classe 0isolation fonctionnelle simple sans liaison à la terre
Classe 1isolation fonctionnelle simple avec liaison à la terreluminaire-classe1
Classe 2double isolation fonctionnelle ou isolation renforcée, sans liaison à la terreluminaire-classe2
Classe 3tension inférieure à 50Vluminaire-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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