Arrêté du 27 décembre 2018 – Flux de « Source » ou flux de « Luminaire » ?

Introduction

L’Arrêté du 27 décembre 2018 relatif à la prévention, à la réduction et à la limitation des nuisances lumineuse, manipule les notions de « luminaire » et de « source », en particulier s’agissant de flux lumineux.

Qu’en est-il: s’agit-il de flux de lampe ? ou bien de flux de luminaire ?

La réponse est formellement donnée dans le règlement de la Commission Européenne du 1.10.2019 établissant des exigences d’écoconception pour les sources lumineuses et les appareillages de commande séparés en application de la directive 2009/125/CE du Parlement européen et du Conseil et abrogeant les règlements (CE) nº 244/2009, (CE) nº 245/2009 et (UE) nº 1194/2012 de la Commission.

Le règlement (CE) nº 245/2009, abrogé par le règlement du 1.10.2019, étant celui auquel se réfèrent l’Arrêté du 27 décembre 2018 et le décret du 12 juillet 2011, la définition de « source lumineuse » donnée dans l’Article 2 du règlement du 1.10.2019 s’impose dorénavant à l’Arrêté.

Définition d’une « source » selon le règlement européen du 1/10/19

Le règlement propose un ensemble de définitions dans son Article 2, dont celui de « source lumineuse ». Nous proposons ci-après une lecture concise, mais fidèlement précise, de cette définition qui intéresse l’Arrêté du 27/12/18 et qui doit s’y conformer.

La définition de « source lumineuse » exposée ci-dessous s’applique strictement à l’Arrêté.

Définition d’une « source lumineuse » (lecture concise de l’Art.2 du règlement européen) :

Pour les luminaires utilisant des lampes à incandescence, halogènes, fluorescentes ou à décharge, la source est la lampe elle-même (ampoules ou tubes). Pour les luminaires à LED utilisant des modules LED qui peuvent être retirés pour vérification*, la source est le module LED. Pour les luminaires à LED utilisant des modules LED qui ne peuvent pas être retirés pour vérification*, la source est le luminaire à LED.

* « Vérification », conformément aux termes de l’Annexe 4 du règlement :  « Procédure de vérification aux fins de la surveillance du marché ».

Définition d’une « source » selon les normes professionnelles

La distinction entre « source » et « luminaire » est classique dans la profession des éclairagistes (encart à la fin du §). Lorsqu’un éclairagiste parle de « source », il ne s’agit jamais de « luminaire », mais de « lampe », ou bien aujourd’hui, de « module LED ».

L’arrêté s’est approprié cette terminologie.

Une présentation de l’arrêté

Exemple de luminaire classique avec vasque de protection et SOURCE DE TYPE « LAMPE » :

Exemple de luminaire sans vasque de protection et avec SOURCE DE TYPE « MODULE LED » :

A noter, les « sources » LED revêtent différentes dénominations :

  • module LED,
  • LED module,
  • moteur photométrique,
  • LED engine.

L’arrêté distingue la « source », c’est à dire la lampe ou le module LED, du « luminaire », c’est à dire l’environnement matériel de la « source » : les supports, l’optique, la vasque et l’abat-jour, les protections, l’alimentation électrique,…

Exemple de distinction faite par la profession entre « source » et « luminaire » : l’ULOR & l’ULR

La distinction entre « source » et « luminaire » est depuis longtemps mise en avant dans les normes professionnelles (EN-13201) ; par exemple, les normes professionnelles définissent la grandeur « ULOR » (Upward Light Output Ratio) comme le pourcentage du flux lumineux de la « source » émis vers le haut, et la grandeur « ULR » (Upward Light Ratio) comme le pourcentage du flux lumineux du « luminaire » émis vers le haut.

Le flux lumineux de la « source » et le flux lumineux du « luminaire » sont distingués dans l’arrêté, et sont l’objet de prescriptions spécifiques

Les articles de l’arrêté citant « source » ou « luminaire » :

  • Art. 3.II.1°/ (…) les gestionnaires s’assurent que (…) la proportion de lumière émise par le LUMINAIRE au-dessus de l’horizontale (…) est strictement inférieure à 1 % (…)
  • Art. 3.II.4°/ La densité surfacique de flux lumineux installé (flux lumineux total des SOURCES rapporté à la surface destinée à être éclairée, en lumens par mètre carré), respecte les valeurs maximales (…)
  • Art. 4.I Dans le périmètre des sites d’observation astronomique (…). Pour les installations définies au b de l’article 1er (…) la proportion de lumière émise par le LUMINAIRE au-dessus de l’horizontale en condition d’installation est de 0.
  • Art. 4.II Dans les réserves naturelles et périmètres de protection (…). Pour les installations définies au b de l’article 1er (…) la proportion de lumière émise par le LUMINAIRE au-dessus de l’horizontale en condition d’installation est de 0.
  • Art. 5 Le gestionnaire tient à la disposition des agents réalisant les contrôles (…)
    • la proportion (en %) de lumière émise par le LUMINAIRE au-dessus de l’horizontale ;
    • la température de couleur (en kelvins) nominale de la lumière émise par la SOURCE ;
    • la puissance électrique (en watts) du LUMINAIRE (…) ;
    • le flux lumineux (en lumens) nominal de la SOURCE (…) ;
    • la date d’installation de la tête du LUMINAIRE.
  • Art. 8 (…) les dispositions relatives à la proportion de lumière émise par le LUMINAIRE au-dessus de l’horizontale (…) pour les luminaires qui en permettent le réglage (…), entrent en vigueur au 1er janvier 2020 ;

La distinction entre « source » et « luminaire » concerne particulièrement l’Art.3.II.4°/ et l’Art.5. L’article 3.II.4°/ définit un plafond de dotation de lumière, et l’article 5 impose l’information sur le respect de ce plafond. Selon les termes de l’Art. 3.II.4°/, cette dotation de lumière est comptabilisée en termes de flux au niveau des « sources » (la somme des flux des lampes ou des modules LED), et non des flux des « luminaires ». La notion de « source », en cohérence avec la terminologie de la profession, est ainsi explicitée :

  • la « source », au sens de l’arrêté est une lampe ou un module LED
  • la « source » au sens de l’arrêté, n’est pas un luminaire

Sources : lampes et modules LED

Avec l’introduction des LED la famille des « sources » s’est agrandie.

Avant le déploiement des LED, les « sources » se limitaient aux lampes (voir encart en fin d’article). Avec les LED, c’est une nouvelle catégorie de « sources » qui fait son apparition. Les fabricants les appellent « module LED » ou « LED module », ou encore « moteur photométrique » ou « LED engine ».

Évoluant vers une standardisation et une modularité, ces « modules » gagnent aujourd’hui en compatibilité. Un même module est ainsi compatible avec une large gamme de luminaires d’un même fabricant, et depuis peu, ils peuvent être compatibles avec les luminaires d’autres fabricants.

Les « module LED » sont bien de nouvelles « sources » des luminaires, au même titre que les « lampes ».

On choisit aujourd’hui son module LED, comme on choisit une lampe ; les mêmes critères sont proposés :

  • puissance électrique
  • couleur de lumière
  • flux lumineux
  • longévité
  • facilité de maintenance et de remplacement
Module LED LensoFlex2 – Schréder-Comatelec
Module LED LensoFlex2 – Schréder-Comatelec

L’information sur les caractéristiques des « sources », lampes ou modules LED, devient obligatoire avec l’article 5 de ‘l’Arrêté du 27 décembre 2018 à compter du 1er janvier 2020 :

Article 5 (extrait)

Le gestionnaire tient à la disposition des agents réalisant les contrôles de conformité au présent arrêté les données techniques suivantes concernant les installations lumineuses dont il a la charge : 

  • la proportion (en %) de lumière émise par le luminaire au-dessus de l’horizontale ;
  • la proportion (en %) de lumière émise par le luminaire dans un cône de demi-angle 75,5°, par rapport à la lumière émise sous l’horizontale (Code de flux CIE n° 3) ;
  • la température de couleur (en kelvins) nominale de la lumière émise par la source ;
  • la puissance électrique (en watts) du luminaire en fonctionnement au régime maximal ;
  • le flux lumineux (en lumens) nominal de la source en fonctionnement au régime maximal ;
  • la date d’installation de la tête du luminaire. 

(…)

Conformité d’une installation à l’arrêté du 27 décembre 2018

On montre dans la suite comment s’assurer de la conformité d’une installation lumineuse au niveau des « sources » : température de couleur (Art. 3.II.3/) et flux lumineux (Art. 3.II.4/).

Contrôle de la température de couleur de la source

Concernant la température de couleur de la « source », le contrôle peut être réalisé avec une précision suffisante (+/- 100K) avec une application smartphone.

Contrôle du flux lumineux des « sources »

L’ARTICLE 3 DE L’ARRÊTE IMPOSE LE PLAFONNEMENT DU FLUX LUMINEUX TOTAL DE L’INSTALLATION, COMPTABILISÉ AU NIVEAU DES « SOURCES ».

L’ARTICLE 5 IMPOSE L’INFORMATION DU FLUX LUMINEUX DES SOURCES.

Il s’agit donc de comptabiliser le flux lumineux total de l’installation au niveau des « sources ».

Cas des « sources » de type « lampe »

L’estimation du flux lumineux total des « sources » d’une installation lumineuse classique, équipée de « sources » de type lampe, par exemple Sodium Haute Pression, ne présente pas de difficultés particulières. Il est nécessaire d’identifier la classe de lampes parmi 4 classes de puissance électrique : 70W, 100W, 150W, et plus rarement 250W. Ces « sources » présentent un flux lumineux typique de 7 000 lumens, 10 000 lumens, 18 000 lumens, et 32 000 lumens respectivement. Le flux lumineux total de l’installation ne représente plus qu’une sommation.

Cas des « sources » de type « module LED »

On propose quelques exemples d’identification de module et de flux dans la suite.

Ceci étant, comment estimer rapidement le flux de source ?

L’arrêté prescrit le flux de source en régime maximal.

Or le flux maximal actuel (2019-2020) du composant LED est de l’ordre de 250 lumens (typiquement alimenté à 700mA).

Ainsi une barrette de 8 LEDs présente un flux maximal de l’ordre de 2000 lumens. 16 LEDS, ce sera 4000…

Le rendement actuel des LEDs : 250 lumens par LED en régime maximal (700mA) à 3000K

Si l’on souhaite aller plus loin, mais cela peut s’avérer illusoire, lestimation du flux lumineux total des « sources » d’une installation lumineuse équipée de « sources » de type « module LED » ou « moteur photométrique », nécessite l’identification du module LED équipant le luminaire.

Cette information est éventuellement disponible auprès de la commune, du syndicat d’électrification local. Sinon, le type de module LED équipant le luminaire nécessite des recherches.

Au § suivant, on présente des exemples de modules LED actuellement proposés sur le marché. Une standardisation se fait jour et les compatibilités matérielles sont mises en avant par les fabricants.

L’information sur les caractéristiques des modules LED est devenue accessible. Qui plus est, les art. 3.II.4°/ et art.5, l’ont rendue obligatoire, en particulier le flux des « sources » : à compter du 1er Janvier 2020, toute nouvelle installation lumineuse ne peut présenter un flux lumineux, comptabilisé au niveau des « sources », supérieur au plafond des prescriptions de l’article 3 de l’arrêté.

Ci-contre, le descriptif d’une « source » de type « module LED ». Ce type de « source », à la manière d’une lampe, peut intégrer une large gamme de luminaires.

Éclaté de la « source » EVO2 du fabricant Ragni. C’est l’information sur le flux de cette « source » qui est requise par l’arrêté, indépendamment du luminaire qu’elle équipe.

Dans la suite, on présente quelques documentations disponibles en ligne.

Exploitation de la documentation Ragni

La documentation Ragni donne les caractéristiques de ses « sources ». Ci-après, quelques extraits des documentations sur la « source » EVO2 de Ragni :

  • la fiche technique indiquant l’ensemble des déclinaisons de la « source » EVO) (ci-dessous),
  • la liste des luminaires Ragni compatibles avec la « source » EVO2 (ci-dessous),
  • une brochure « rétrofit avec la « source » EVO2« , en substitution des lampes, ci-contre :

Brochure rétrofit avec la source EVO2 du fabricant Ragni

L’examen de la Fiche technique de la source de type « Module LED » EVO2 ci-contre, montre une large gamme de variantes :

  • différentes températures de couleur. Identifiables sur le terrain avec une application smartphone (par exemple Aperture Meter sous Android) ;
  • un module LED composé d’un nombre de LEDs multiples de 8. Sur le terrain, l’examen du luminaire équipé de cette source EVO2, permettra d’identifier visuellement les 8, 16, 32 ou 48 LEDs ;
  • il ne reste que l’intensité d’alimentation, 350mA, 500mA, ou 700mA qui ne peut être obtenue avec certitudes que de la part du gestionnaire de l’installation. Une certaine habitude permettra éventuellement de distinguer entre les 3 flux lumineux distincts de 50%.

En conclusion, après examen visuel du luminaire, l’incertitude sur le flux de la « source » EVO2, se limitera à 3 valeurs : le flux obtenu avec 350mA, ou bien 500mA, ou encore 750mA.

Fiche technique du « Module LED » EVO2

La brochure de la source de type « Module LED » EVO2, donne l’ensemble des luminaires compatibles du catalogue Ragni avec cette source.

Cette liste montre la standardisation vers laquelle tendent les « modules LED », à la manière des lampes.

Exploitation de la documentation Philips

Le flux de « source » des luminaires LED Philips est codifié. Son accès est immédiat dès lors que l’on connait la dénomination du modèle de luminaire.

Par exemple, dans la brochure du modèle Lumistreet, ci-contre (toutes les brochures Philips sont similaires), le flux « source » est accessible via un code.

Page 5 de la brochure, extrait ci-dessous, on surligne ce code : 49 ou 65.

Il signifie que ces luminaires ont une SOURCE de 4900 lumens ou de 6500 lumens, respectivement :

  • LED49 signifie « source » de 4900 lumens
  • LED65 signifie « source » de 6500 lumens

Un peu plus bas, on surligne également les flux de LUMINAIRE correspondant, 4165 lumens et 5610 lumens, et seuls indiqués dans la brochure. Ces flux de luminaire sont significativement inférieurs aux flux de source et mettent en évidence un rendement lumineux de 85%.

Brochure technique du luminaire LumiStreet de Philips
Le code 49 ou 65 donne le FLUX SOURCE, 4900 lumens ou 6500 lumens respectivement. Différents du FLUX LUMINAIRE, 4165 lumens et 5610 lumens respectivement

Cette codification est explicite dans l’outil Philips de sélection de matériels :

Outil Philips de sélection de matériels

Une fois téléchargé, cet outil permet de sélectionner le luminaire LumiStreet et les deux variantes de notre exemple, et constater que le code 65 correspond bien au flux source (on note l’écart marginal : code 65 correspondant à un flux de 6600 lumens plutôt que de 6500 lumens…)

Code LED49 signifie flux SOURCE de 4900 lumens
Code LED65 signifie flux SOURCE de 6500 lumens (on note un écart avec 6600 en flux total lampe, écart marginal que l’on rencontre sur d’autres modèles, voir plus bas)

En complétant l’examen, on constate que LE FLUX DE « SOURCE » (FLUX TOTAL LAMPE) EST LA DONNÉE D’ENTRÉE DE L’OUTIL PHILIPS.

En effet dans la référence BGP213 LED65-4S/740 DM50 (capture ci-dessus), le libellé DM50 correspond à l’optique apposée au module LED (« distribution moyenne » selon la brochure page 2). Il est possible de sélectionner une autre optique, DN10 (« distribution étroite » selon la brochure page 2) par exemple :

Code LED65 signifie flux SOURCE de 6500 lumens (on note un écart avec 6600 en flux total lampe, écart marginal que l’on rencontre sur d’autres modèles, voir plus bas)

Avec l’optique DN10, l’outil Philips annonce un nouveau « Flux Sortant » (flux luminaire), pour un « Flux Total Lampe » inchangé.

Le flux de « source » des luminaires Philips, requis par l’arrêté, est bien disponible dans l’outil de sélection de matériels de Philips, mais surtout dans le libellé du matériel. le tableau ci-dessous récapitule les flux de « source » et de « luminaire » identifiés pour les 3 variantes examinées du luminaire LumiStreet :

Référence luminaire

Philips LumiStreet

Flux

« source »

(lumens)

Optique

Flux

« luminaire »

(lumens)

Rendement

(flux « luminaire »

/ flux « source »)

BGP213 LED49-4S/740

4900

DM50

4165

0,85

BGP213 LED65-4S/740

6600

DM50

5610

0,85

DN10

5742

0,87

 

Dans le tableau ci-dessus, on note donc un rendement de luminaire LED de l’ordre de 85%. Malgré une vitre de protection plane, claire, transparente, 15% du flux de la « source » ne sort pas du « luminaire ».

Cette codification du flux de « source » se vérifie pour tous les luminaires Philips

La gamme Iridium par exemple :

Code GRN 100 signifie flux SOURCE de 10000 lumens
Code GRN115 signifie flux SOURCE de 11500 lumens

Et un autre modèle,

Code ECO120 signifie flux SOURCE de 12000 lumens (on note un écart avec 12104 en flux total lampe, écart marginal que l’on a vu plus haut sur le modèle LumiStreet) (on note également ici un flux luminaire bien moindre en raison d’un rendement lumineux à 0,49)

En conclusion, les flux de « source » des luminaires Philips sont directement accessibles depuis le code inclus dans le libellé du luminaire :

  • GRN12 signifie source de 1200 lumens
  • GRN120 signifie source de 12000 lumens
  • ECO17 signifie source de 1700 lumens
  • LED22 signifie source de 2200 lumens

Conclusion

L’arrêté plafonne le flux de « source » des installations lumineuses. Il importe de ne pas assimiler flux de « source » et flux de « luminaire » ; auquel-cas, cela revient à relever d’au moins 15% les plafonds de la prescription de l’Art.3.II.4/.

Art. 3.II.4/

La densité surfacique de flux lumineux installé (flux lumineux total des sources rapporté à la surface destinée à être éclairée, en lumens par mètre carré), respecte les valeurs maximales suivantes :

En lm/m2

En

agglomération

Hors

agglomération

Eclairages extérieurs

 < 35

 < 25

Parcs et jardins

 < 25

 < 10

Bâtiments non résidentiels

 < 25

 < 20

Parcs de stationnement

 < 25

 < 20

 

Brochures et documentation technique de quelques « sources » du marché : flux lumineux, température de couleur,…

Quelques liens vers des brochures spécifiques aux « sources » sont proposées dans la suite.

L’évolution vers une standardisation des « sources » est un point à retenir. Les fabricants mettent en avant un nombre limité de « sources », compatibles avec l’ensemble de leur gamme de luminaires, voire compatible avec les luminaires d’un autre fabricant dans une perspective de rétrofit.

Eclatec, Comatelec-Schréder, Ragni, ou Philips, distinguent bien dans leur documentation ou leurs logiciels, les flux « source » des flux « luminaire », conformément en cela aux prescriptions de l’arrêté.

Eclatec, Schréder et Ragni consacrent des brochures à leurs sources LED (module LED, LED engine, moteur photométrique,…) et leur compatibilité avec leur gamme de luminaires :

Avant le déploiement des LED, les sources se limitaient aux lampes. Catalogue Thorn 2003 :

  • lampes à incandescence
  • lampes fluorescentes
  • lampes à décharge
    • lampes vapeur de mercure (interdites à la vente depuis 2015)
    • lampes sodium haute pression (source jaune-orangée toujours omniprésente en voirie en 2019)
    • lampes sodium basse pression (source monochromatique à usage limitée aux tunnels (fonctionnement 24h/24h), disparue peu à peu, malgré un rendement énergétique inégalé, même par les sources LED, et à l’impact environnemental minimal)
    • lampes aux iodures métalliques

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