TD Ambiance Lumineuse [PDF]

Zitiervorschau

Exercice 6

On désire réaliser l'installation d'éclairage d'une salle de classe. On a choisi un éclairage direct par tubes florescents à allumage par starter de 2 x 58 W incandia ( plafonniers encastrés dans le plafond avec diffuseur opale ). Cette salle de classe est utilisée 8 heures par jour, 5 jours sur 7 sur une durée de 38 semaines par an. On donne : Longueur de la salle = 7,20 m Largeur de la salle = 6,30 m Hauteur totale de la salle = 2,65 m Hauteur du plan utile = 0,85 m Couleur du plafond : blanc mat Couleur des murs : banc mat Couleur du sol : foncées Niveau d'empoussiérage de la salle : moyen Questions : 1) Calculer la durée d'utilisation annuelle de la salle. 2) Déterminer l'éclairement de la salle. 3) Calculer la surface de la salle. 4) Calculer l'indice du local K. 5) Calculer le rapport de suspension J. 6) Donner la valeur des facteurs de réflexion en %. 7) Déterminer la classe du luminaire et son rendement. 8) Déterminer l'utilance. 9) Donner le facteur de dépréciation. 10) Calculer le flux lumineux total à fournir. 11) Calculer le nombre de luminaires à installer sachant que ces luminaires produisent leur flux lumineux maximum ( voir cours fluorescence ). 12) Déterminer l’implantation des luminaires dans la salle. 13) Calculer le nombre de lampes ordinaires ( lampes à incandescence ) de même puissance ( 40 W ) pour cette installation. Conclusion.

Exercice 3 i. Dans une salle de lecture dont la surface est de 120 m 2, on dispose de lampes à mercure de 400W avec un ballast de 25W chacune. L’efficacité lumineuse de la lampe est de 60 Lumen/W et le flux lumineux dans la salle de 2 400 000 Lumen. Les lampes fonctionnent 4000 heures par an.

Pour mesure d’efficacité, on décide de remplacer ces lampes par des hautes Pression Sodium (HPS) de 250W, dont le ballast est de 40W, avec une efficacité lumineuse de 110 lumen/W. 1- Déterminer le niveau d’éclairement requis pour la salle 2- Calculer le nombre de lampes à mercure et celui des HPS, les couts annuels d’énergie. 3- Calculer le montant de l’économie d’énergie et financière totale réalisée Le prix du kWh est de 85FCFA ii. Dans un entrepôt, évaluez les économies réalisables au remplacement de 150 lampes au mercure de 400 W (ballast de 25 W; 60 lumens/W), par des lampes haute pression de sodium (SHP) de 250 W (ballast 40 W; 110 lumens/W). Durée annuelle de travail : 7860 heures Coût de remplacement d’un luminaire : 1 200 FCFA Coût des luminaires : SHP = 25 000 FCFA ; HDI (Mercure) = 20 000 FCFA Durées de vie : SHP = 24 000 heures ; Mercure = 20 000 heures Investissement : 3 500 000 FCFA 1- Calculez pour chaque solution : a. le coût annuel d’énergie si le kWh électrique coûte 88 FCFA TTC, b. le coût annuel d’entretien 2- Quelles sont les économies d’énergie et d’entretien réalisées ? 3- Quelle est la période du retour d’investissement (PRI) ? EXERCICE 5 Le designer souhaite doter le lit suspendu d’un éclairage artificiel individuel. L’éclairement attendu pour une lecture aisée est au minimum de 500 lux. Trois types de lampes sont proposés dans le commerce : technologie

halogène

LED

fluorescent

puissance électrique (W)

40

4

40

flux lumineux Φ (lm)

300

380

3 500

4 000

4 000

3 000

100

80

80

2 000

50 000

8 000

température de couleur (K) indice de rendu de couleur (%) durée de vie

1. Citer une différence importante entre le fonctionnement d’une lampe à halogène

et le fonctionnement d’un tube fluorescent.

2. Calculer le coefficient d’efficacité lumineuse de chacune des lampes.

3. Préciser le type de lampe permettant de réaliser le maximum d’économie

d’énergie pour un flux lumineux identique.

4. Choix de l’éclairage du lit

Le diagramme de Kruithof (voir Annexe 1) permet d’évaluer l’ambiance produite pour un éclairage donnée en précisant la zone de confort de l’utilisateur. 4.1. Placer sur ce diagramme le point correspondant à l’utilisation de tubes

fluorescents avec l’éclairement minimum désiré de 500 lux. Les tubes fluorescents sont-ils bien adaptés à l’application souhaitée ? 4.2. Les lampes LED procurent-elles un éclairage confortable lorsque l’éclairement est de 500 lux ? 5. Le lit a une largeur de 80 cm et une longueur de 2,0 m.

Calculer le flux lumineux nécessaire à l’obtention d’un éclairement de 500 lux sur toute la surface de ce lit. 6. Calculer le nombre de lampes LED nécessaire pour obtenir un éclairage

satisfaisant.

7. En choisissant ce nombre de lampes LED, l’ambiance obtenue est-elle dans la

zone de confort de l’utilisateur ? Justifier.

Donnée : un éclairement de lux correspond à un flux lumineux de 1 lumen reparti uniformément sur une surface de 1 m2.