Les avancées dans le domaine de l’éclairage
Patrick Martineau, ing. 27e congrès de l’AQME 9 mai 2013
CONTENU DE LA PRÉSENTATION • • • • •
Avancées technologiques Survol des technologies Évolution des normes en éclairage Les bonnes pratiques Exemples de projets d’éclairage
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AVANCÉES TECHNOLOGIQUES
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Efficacité lumineuse (lm/W)
ÉVOLUTION DES SOURCES LUMINEUSES
Source : Navigant consulting inc.
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Année
GAINS ÉNERGÉTIQUES • En 2030 l’éclairage à DEL va combler 70% des besoins • Ce qui permettra des gains énergétiques de 46%
Source : Département de l’Énergie des États-Unis
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ELLES N’ONT PAS DIT LEUR DERNIER MOT • Avec l’arrivée du DEL, plusieurs autres sources lumineuses ont évoluées • L’éclairage à Induction : durée de vie élevée • Lampes longues durées : • Sodium haute pression : 50 % de survie = 80 000 heures • Fluorescent T5HO : 60 000 heures • Fluorescent T8 : 84 000 heures • Plusieurs manufacturiers ont cessé d’investir dans la recherche sur les technologies de transition : • CMH pour l’éclairage d’accentuation et l’éclairage extérieur • Fluocompactes vissés dans le secteur commercial • Induction plusieurs compagnies ont vendu leurs brevets
Source : Sylvania HYDRO-QUÉBEC DISTRIBUTION
SURVOL DES TECHNOLOGIES
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SURVOL DES SOURCES LUMINEUSES APPLICATION
TECHNOLOGIE
GAIN *
Plafonds bas
Fluorescent T8
25 %
T8 et T5HO
45 %
Induction
40 %
HM démarrage assisté
25 %
Éclairage d’accentuation
DEL
> 75 %
Éclairage extérieur
DEL
> 50 %
Enseignes
DEL
> 50 %
Comptoirs réfrigérés
DEL
> 50 %
Plafonds hauts
* Réduction de la charge électrique d’éclairage typique. Exclus les effets croisés électriques. Peut varier en fonction du projet.
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SURVOL DES CONTRÔLES APPLICATION
Éclairage intérieur
TYPE
GAIN *
Détecteur d’occupation
> 25 %
Détecteur d’éclairage naturel
> 25 %
Commande centralisée
> 15 %
Détecteur d’occupation
> 40 %
Horloge astronomique
> 25 %
Contrôle adaptatif
> 30 %
Éclairage extérieur
* Réduction typique de l’horaire d’éclairage
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EFFET CUMULATIF DES GAINS
Vapeur de mercure
Halogénures métalliques
Démarrage assisté
T5HO
DEL
1990
1995
2000
2005
2010
ÉVOLUTION DES NORMES
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TYPES DE NORMES TYPES
DESCRIPTION
EXEMPLES
Définitions
LED, LED chip, etc.
IES RP-16
Normes d’essai des composantes
Maintien du flux lumineux, couleur, etc.
LM-80, ANSI C78.377A
Normes d’essai des Luminaires
Mesure photométrie et électrique, sécurité, etc.
LM-79, CSA C22.2 No. 250
Compatibilité des composantes
Compatibilité mécanique et électrique
ANSI C136.37
Critères de performance des installations
Niveaux d’éclairement, vision mésopique
IES Handbook, TM-12
Norme d’efficacité énergétique des luminaires
Performance photométrique et énergétique des luminaires
Critères du DesignLights Consortium
Norme d’efficacité énergétique des installations
Performance énergétique des installations
ASHRAE 90.1 CSA C-653
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NORMALISATION DES DEL • Les principales normes pour l’éclairage à DEL sont en place • Le manque de normalisation n’est plus un frein à l’adoption des DEL • Ces nouvelles normes permettent de spécifier des produits performants, mais leur maîtrise demeure complexe • Heureusement, plusieurs outils pratiques existent pour faciliter le travail des éclairagistes
Codes Handbook TM-21 LM-80 : flux DEL LM-79 : essai luminaire ANSI C78.377 CSA C22.2 250 : sécurité RP-16 : définitions
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L’INTÉGRATION DES NORMES
Codes
TM-21 LISTE DE PRODUITS
DEVIS DE PERFORMANCE
Handbook
MAINTIEN DU LM-80 : flux DEL LM-79 : essai luminaire ANSI C78.377 CSA C22.2 250 : sécurité RP-16 : définitions
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FLUX LUMINEUX
MAINTIEN DU FLUX LUMINEUX
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MAINTIEN DU FLUX LUMINEUX • LM-79 : – Norme d’essai pour le luminaire • LM-80 : – Norme d’essai pour les DEL – Maintien du flux lumineux à 6 000 heures minimum • TM-21 : – Méthode pour extrapoler le maintien du flux lumineux des luminaires – Facteur maximum d’extrapolation : 6 – Résultat : LXX = y heures
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LM-79 Luminaires
LM-80 DEL
TM-21 Projection
L70 = 50 000 heures
Exemple
SOURCE DE DÉFAILLANCE • Étude sur 5 400 luminaires à DEL, après 34 000 000 d’heures d’opération cumulées : • 29 défaillances • DEL seulement 10 % • Donc la durée de vie du luminaire ne dépend pas seulement de la fiabilité des DEL
DEL 10%
Boîtier
Circuit d’alimentation
31%
52%
Contrôle 7% Source : DOE
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DÉFAILLANCES • La courbe en forme de « baignoire » représente la répartition typique des défaillances des systèmes électroniques
Usure
Taux de défaillance Mortalité infantile Défaillances aléatoires
Temps
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LISTE DE PRODUITS QUALIFIÉS
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POURQUOI UNE LISTE DE PRODUITS ? • Caractéristique des technologies émergentes : grande variabilité de la performance • Les normes existantes sont difficiles à appliquer pour l’utilisateur : – Difficulté d’obtenir des données indépendantes – Mauvaise connaissance de la performance requise – Complexité d’analyse • Les listes de produits favorisent l’émergence des produits performants tout en simplifiant leur choix par les utilisateurs • Listes fiables : – ENERGY STAR – DesignLightsTM Consortium (DLC)
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DesignLightsTM Consortium • La liste a 2 buts : • Assurer que les produits satisfont les besoins • Assurer des gains énergétiques • Plus de 21 600 produits d’éclairage à DEL qualifiés de 500 manufacturiers dans 30 catégories • Accessible à partir du site Web du DesignLightsTM Consortium • Lancement prochain d’une base de données Web simple à utiliser
Source : DesignLightsTM Consortium
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CE QUI EST VÉRIFIÉ • Les critères de performance visent : • Le flux lumineux et distribution lumineuse • L’efficacité du luminaire • La température de couleur et l’indice de rendu de couleur • Le flux lumineux maintenu (TM-21 : L70 = 50 000 heures) • Les caractéristiques électriques • La garantie minimum
Source : DesignLightsTM Consortium
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LES BONNNES PRATIQUES
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LES BONNES PRATIQUES • • • •
Établir les besoins Connaître ses actifs Choisir la bonne technologie pour la bonne application Intégrer les divers éléments : source lumineuse, contrôle, bâtiment, environnement • L’efficacité dépend autant du design que de la technologie
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EXEMPLES DE PROJETS D’ÉCLAIRAGE
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L’école de l’Hymne-au-Printemps • Située à Vaudreuil, elle a gagné le Prix Hubert-Reeves
Source : Commission scolaire des Trois-Lacs
L’école de l’Hymne-au-Printemps • Environnement tempéré et sain, où l’ambiance favorise l’apprentissage • Performances énergétiques remarquables : – 3 fois plus efficace que les autres écoles de la Commission Scolaire des Trois-Lacs – 60 % plus efficace que le Code Modèle National de l’Énergie pour les Bâtiments (CMNÉB) • Économies d’environ 500 000 kWh et 45 000 $ par année
L’école de l’Hymne-au-Printemps
Photos : Patrick Martineau
L’école de l’Hymne-au-Printemps
Photos : Patrick Martineau
L’école de l’Hymne-au-Printemps
Photos : Patrick Martineau
L’école de l’Hymne-au-Printemps
Photos : Patrick Martineau
L’école de l’Hymne-au-Printemps
Photos : Patrick Martineau
L’école de l’Hymne-au-Printemps
Photos : Patrick Martineau
Complexe Desjardins
Photo : Patrick Martineau
Complexe Desjardins
Photo : Patrick Martineau
Complexe Desjardins
Photos : Patrick Martineau
Immeuble sur le boulevard René-Lévesque
Photo : Patrick Martineau
Éclairage public • Ville de Los Angeles : 150 000 luminaires d’installés • Plus de 60 % d’économies d’énergie AVANT - SHP
APRÈS - DEL
Source : LEDs Magazine
Éclairage extérieur
Source : LEDs Magazine Source : Wal-Mart, présentation SSL Market Introduction Workshop, Chicago, 14 juillet 2009
Stationnements intérieurs
AVANT
APRÈS Source : DOE, projet GATEWAY
CONCLUSION
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CONCLUSION • Le manque de normalisation n’est plus un frein à l’adoption de la technologie à DEL à grande échelle • La dégradation du flux lumineux des DEL n’est qu’un des nombreux modes de défaillance possible • Il faut contrôler la robustesse des autres éléments • L’application des normes est complexe et les listes de produits du DesignLightsTM Consortium ou Energy Star simplifient les choix • Lorsque bien contrôlé la technologie à DEL est fiable et performante
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CONCLUSION (suite) • Plusieurs technologies performantes sont disponibles : il faut choisir celle qui convient à l’application et aux besoins • L’efficacité dépend autant du design que de la technologie • Il faut intégrer les divers éléments : source lumineuse, contrôle, bâtiment, environnement
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