A. Éclairer / Être éclairé

Il n’existe pas de système d’éclairage idéal et chaque installation se doit de répondre à des besoins spécifiques. On peut distinguer trois besoins d’éclairage distincts :

1) L’éclairage des activités

• Lieux de travail.
• Éclairage urbain.
• Éclairage de service (couloirs, escaliers etc.)
• Bibliothèques.
• Logements : cuisine.

2) L’éclairage des décors

• Bâtiments importants.
• Musées.
• Édifices culturels.

3) L’éclairage des personnes

• Restaurants.
• Logements : séjour.
• Lieux publics.

Ces trois nécessités d’éclairage peuvent présenter quelques interdépendances mais aussi quelques contradictions. Il est difficile par exemple d’éclairer correctement le visage de quelqu’un sans l’éblouir et par là même sans handicaper dans sa vision des autres personnes, de son activité ou du décor.

Champ de vision / éclairage

On remarque donc bien là que l’éclairage implique un choix déterminé par la vocation du lieu à éclairer. Le manque de choix conduirait à un "juste milieu" où les intentions de lumière, par antagonisme, finiraient par se neutraliser les unes les autres. C’est donc par le dosage de ces trois impératifs - activités, décor, per¬sonnes - et par le choix des sources lumineuses que l’on pourra décider de ce que l’on nommera les intentions de lumière.

B. Intentions de lumière

Les intentions de lumière sont le siège de la création de lumière, elles résident, à partir des impératifs imposés par le lieu à éclairer, dans le choix d’un parti pris lumineux.
On décidera de la température de couleur dominante, des tempéra¬tures de couleurs secondaires, de la direction principale des flux lumi¬neux, de leurs qualités (ponctuels, diffus) etc.

Sphère de l’éclairage d’après Henri Alekan

C. Principe d’éclairage

Henri Alekan, parlant du principe d’éclairage, distingue quatre types de lumières :

1. La lumière principale L’axe principal est le siège du développement de toute la structure-lu¬mière qui va s’organiser autour et avec lui. Il est le flux lumineux dont la puissance va dominer l’ensemble. Il exprime et oriente le schéma direc¬teur de l’architecture-lumière. C’est la lumière-clef.
2. La lumière secondaire Les lumières secondaires sont organisées en directivité et en puissance autour de l’axe de la lumière-clef. Les flux des lumières secondaires sont en principe d’une puissance inférieure à celle de la lumière-clef.
3. Les lumières tertiaires C’est la lumière due aux multiples jeux nés des surfaces et matériaux réfléchissants. Ces flux de lumière, tout en provenant de multiples sources, respectent l’unité plastique qui ne peut être transgressée sans porter préjudice au principe de l’ensemble du dispositif.
4. Les lumières d’ambiance Cette quatrième lumière, dite "d’ambiance", joue un rôle prépondérant. Très diffuse, elle a pour fonction de modeler les contrastes par désaturation. Selon son intensité, les ombres acquièrent une certaine transparence ou demeurent obscures. On parlera alors de décrasser les ombres.

D. Confort visuel

Au choix d’un principe de lumière qui déterminera la direction des différents flux devra se joindre le choix d’une intensité lumineuse. La plupart du temps, elle est, elle aussi, déterminée par la destination du lieu à éclairer.

Niveaux d’éclairement recommandés

Une étude nous montre aussi que le choix de la température de couleur est lui aussi prépondérant pour le confort visuel et qu’il serait dépendant de l’intensité lumineuse (diagramme de Kruithoff).

Diagramme de Kruithoff (lux/°kelvin)

E. Analyse de situations remarquables

a) Effet solaire en intérieur

Pour analyser le cas d’un intérieur éclairé directement et/ou indirecte¬ment par la lumière solaire, il est possible d’analyser les effet du soleil comme étant des sources distinctes émanant d’un seul lieu : la fenêtre.

Etude de la lumière solaire en intérieur

1. La lumière principale
   Les rayons du soleil qui entrent dans la pièce vont frapper la surface de sol ou de mur en y projetant la découpe de l’ouverture. Ce flux sera le plus important mais il n’éclairera directement que les obstacles rencontrés dans le couloir solide de hauteur H (angle vertical du soleil), d’azimut Z (angle par rapport au Nord) et de section définie par la forme de l’ouverture, sa taille et son orientation par rapport à l’axe du flux lumineux. L’éclairement sera constant tout le long du couloir solide. Par temps couvert, s’il y a un obstacle ou dans le cas d’une façade orientée au Nord, cette lumière principale n’existera pas et sera remplacée par la lumière secondaire.
2. La lumière secondaire
   La lumière secondaire sera constituée par l’ensemble de la lumière diffuse provenant de l’extérieur. Cette multitude de flux ne sera pas homo¬gène : selon les conditions météorologiques, la lumière provenant du ciel pourra varier dans ses différents axes (plongeants) en intensité et en température de couleur. La lumière réfléchie par le sol et les obstacles situés à l’extérieur pourra modifier dans certaines directions (contre-plongeantes) l’intensité et la couleur du flux lumineux. Par un effet de sténopé, les influences de l’intensité et de la température de couleur du ciel se retrouveront, à l’intérieur, sur le sol, et celles du sol (à l’extérieur) et des obstacles se retrouveront sur les murs et au plafond. L’éclairement variera en fonction de l’éloignement, de la taille de l’ouverture et de l’éclairement à l’extérieur. On remarquera qu’une ouverture fonctionne comme un objectif très primitive : elle projette à l’intérieur de la pièce une image très diffuse et inversée du panorama que l’on peut observer un regardant vers l’extérieur.
3. La lumière tertiaire
   La lumière tertiaire sera constituée par les multiples éclairement ponctuels provoqués par les surfaces réfléchissantes du décor.
4. La lumière d’ambiance
   La lumière d’ambiance sera constituée par la lumière diffusée par l’en¬semble du décor intérieur. Son intensité sera proportionnelle à l’intensité des lumières primaires et secondaires d’une part et à la réflectance du décor d’autre part. Sa couleur sera la même que celle du décor qui aura fait office de filtre.
5. Variantes
   Incidences de l’exposition (lumière du Nord, exposition au Sud…) : "Le volume bleu et jaune". Les systèmes d’optimisation de la captation de la lumière solaire : les sheds, les bow-window etc. Les systèmes de filtrage et de diffusion : Les verres filtrants, Les verres dépolis, les verres semi-réfléchissants etc.

   

   Transmission après filtrage

Les tentatives originales de contrôle de la lumière : les moucharabiehs de Jean Nouvel. L’influence colorimétrique du revêtement intérieur et extérieur. Les effets de réciprocité.

b) Effet nocturne en intérieur

L’éclairage naturel de nuit produit un effet comparable à celui de la lu¬mière solaire. Les différences de ces deux types d’éclairage résident dans la diminution importante de l’intensité de la lumière primaire (de 100000 lux pour le soleil à 0.1 lux pour la lune), dans l’absence de lumière secondaire et tertiaire, et dans la température de couleur réelle et ressentie.

Etude de la lumière lunaire en intérieur

La température de couleur réelle de l’éclairage lunaire est la résultante de la température de couleur solaire "filtrée" par la réflexion sur le sol lunaire. Cette température de couleur étant relativement faible elle de¬vrait être ressentie comme jaunâtre. Or l’œil a une sensibilité plus impor¬tante dans les bleus en vision scotopique (ou nocturne) :

Courbes de sensibilité de l’œil

La lumière lunaire sera donc ressentie comme bleutée (phénomène de Purkinje). Les capteurs en bâtonnets spécialisés dans la vision nocturne étant peu sensibles aux couleurs, l’impression générale sera donc monochromatique et bleutée.

c) Effet bougie

La lumière produite par la flamme d’une bougie présentera deux paramètres caractéristiques :

• L’éclairement
  L’éclairement sera, comme pour toutes les sources qui peuvent être considérées comme ponctuelles, inversement proportionnelle au carré de la distance qui sépare le point considéré de la source lumineuse. En conséquence, l’éclairement va décroître très rapidement.

  

  Perception de l’éclairement en fonction de l’éloignement

• La température de couleur
  La flamme d’une bougie produira invariablement une lumière dont la température de couleur sera de 1800°K - 2000°K.

d) La lumière artificielle

La lumière artificielle permet la combinaison à l’infini des différents effets que nous avons analysés : source ponctuelle distante (soleil), source diffuse (ciel) ou source ponctuelle de proximité (bougie) en leur appliquant les infinies déformations du filtrage et de l’orientation du flux.
Les équipements générateurs de lumière ne sont que des outils (exception faite du néon décoratif) et leur choix devra se faire en fonction de leurs caractéristiques techniques et de leur esthétique propre. L’invention en matière d lumière ne réside pas dans les outils mais dans leur mise en œuvre.

F. Conclusion

Les phénomènes lumineux naturels inspirent le rêve : le rougeoiement d’un coucher de soleil, la lumière ondulante d’un feu de bois, la flamme d’une bougie qui vacille. Les lumières de la vie bougent et changent sans cesse. La course du soleil pendant le jour fait vibrer tour à tour tous les éléments de la ville et de l’architecture. Une façade qui brille, les ombres qui s’allongent : un cycle répété que les saisons et la météorologie teinte d’aléatoire. La nuit venue, la lumière se fige. Là où tout était mouvement, c’est l’immobilité, la mort. Le travail de la lumière qui, au théâtre ou au cinéma, nous prépare au rêve, a, par négligence ou par oubli, livré la ville à la monotonie du rythme et des couleurs de l’éclairage urbain et à la pauvreté d’imagination dans la mise en lumière des bâtiments (mis à part quelques expériences louables mais sporadiques depuis le début des années 80). Les outils existent pour rompre cette monotonie et ils ne coûtent pas plus coûteux. La conception-lumière doit faire partie intégrante du projet d’urbanisme ou d’architecture. Il faut que la ville sorte de ce coma nocturne dans lequel une vision administrative de l’éclairage l’a précipité. La lumière ne doit pas être une science - l’intelligence effarouche la rêverie -, ce n’est peut-être pas un art, il faut en tout cas que ce soit un jeu.