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Publications : Génératrices de relève et d'urgence - Alimentation ASC

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Num3r05 en éclairage

Mihai R. Pecingina, ing., de Kelvin Emtech

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PREMIÈRE SÉRIE

125 – 186 000 – 300 000 – 8 – 380 – 780 – 5 000 – 4 000 – 3 500 – 2 500 –  963,42 – 926,32 – 934,56 – 1058,83 – 52 – 800 – 90 – 60 – 5 – 110,8 – 30 –380 000

Décryptage : Lumière et éclairage naturel

Histoire

125 ans av. J.C., eut lieu la première utilisation de l’éclairage naturel par l’empereur Hadrian, qui a laissé un « oculus », un trou rond, dans le toit du dôme du Panthéon1.

Autres

186 000 mi/s ou 300 000 km/s, c’est la vitesse avec laquelle la lumière voyage en ligne droite. La lumière peut donc faire 7,5 fois le tour de la Terre en 1 sec.

8 minutes, c’est le temps pris par la lumière pour parcourir la distance entre le Soleil et la Terre.

380 nm à 780 nm, ce sont les longueurs d’ondes de la lumière visible.

5 000 degrés Kelvin, c’est la température de couleur de la lumière du soleil à midi. Le matin ou le soir, elle est de 4 000 degrés Kelvin. La valeur de la température de couleur (corrélée) pour une lampe fluorescente est habituellement de 3 500 degrés Kelvin, celle d’une lampe incandescente est de l’ordre de 2 500 degrés Kelvin et celle d’une lampe à halogénure métallique, de 4 000 degrés Kelvin.

963,42 W/m2, c’est le flux solaire le 2 août 2010 à Montréal8 ; 926,32 W/m2, le flux solaire le 2 août 2010 à Gaspé8 ; 934,56 W/m2, le flux solaire le 2 août 2010 à Val d’Or8 ; 1058,83 W/m2, le flux solaire le 2 août 2010 à Los Angeles8.

52, c’est le nombre de maisons de la communauté à énergie solaire Drake Landing, Okotoks, Alberta, à 15 minutes au sud de Calgary9. Cela correspond à :

  • 800 panneaux solaires plats à simple vitrage (1,5 MW de puissance thermique lors d’une journée d’été typique) ;
  • 90 % des besoins en chauffage et 60 % des besoins en eau chaude sont comblés grâce à l’alimentation par les panneaux solaires ;
  • Une réduction des émissions de GES de 5 tonnes par maison ;
  • 110,8 GJ d’économie d’énergie par maison par rapport à celle d’une maison canadienne conventionnelle (30 % plus efficace)
  • 380 000 $, le prix moyen d’une de ces maisons.

DEUXIÈME SÉRIE

1875 – 1876 – 1878  – 1879 – 1888 – 2012 – 11 – 683 – 555 – 250 – 0,1 – 0,3 –  1,4 – 4 – 14,7

Décryptage : Éclairage, incandescence, et efficacité énergétique

Histoire

En 1875, au Canada, M. Henry Woodward obtint le brevet pour la première ampoule à filament et électrode en charbon.

En 1876, en Russie, Pavel Yablochkov réussit à produire la première ampoule à arc, qui fut ensuite utilisée pour l’éclairage public à Paris.

En 1878, l’éclairage électrique est présenté au monde entier à l’Exposition de Paris.

En 1878-1879, impressionné par la démonstration de l’éclairage électrique présenté à l’Exposition de Paris, le Montréalais J. A. I. Craig revient à Montréal et aide les Jésuites à installer la première lumière électrique de la ville (inspirée de la lampe à arc inventée par l’ingénieur russe Pavel Yablochkov) devant le Collège des Jésuites, rue Bleury.

En 1878, Sir Joseph Wilson Swan dépose un brevet pour son ampoule à arc en Angleterre.

En 1879, M Thomas Alva Edison obtient le brevet pour l’ampoule à arc et électrodes de charbon aux États-Unis.

En 1888, arrive le premier éclairage électrique à Sherbrooke.

En 2012, le Règlement sur l’efficacité énergétique du Canada jalonnera la conception des lampes, et la fabrication et la commercialisation des lampes non-efficaces et plusieurs types de lampes à incandescence disparaîtront à partir de cette année.

Autres

11 pourcent du budget d’énergie sont alloués à l’éclairage, dans un ménage moyen10.

683 lm/W, c’est la limite théorique de l’efficacité lumineuse d’une source qui transformerait intégralement toute l’énergie électrique en lumière visible (cette valeur dérive directement de la définition de la candela et par extension du lumen). Pour cela, il faudrait qu’elle possède un spectre monochromatique de longueur d’onde 555 nm (maximum de sensibilité de l’œil).

250 lm/W, c’est le rendement lumineux théorique d’une DEL blanche ; 0,1 lm/W, le rendement lumineux d’une bougie1 ; 0,3 lm/W, celui d’une lampe à huile11 ; 1,4 lm/W, celui de l’ampoule à incandescence de 187911 ; 4 lm/W, celui de l’ampoule à incandescence 60 W (filament de charbon) de 190511 ; et 14,7 lm/W, le rendement lumineux de l’ampoule à incandescence 60 W (filament de tungstène) de 196811.

TROISIÈME SÉRIE

1802 – 1841 – 1867 – 1901 – 1926 – 1973 – 2,5 – 82 – 71 – 80 – 96 – 92 – 50 000 – 52 000

Décryptage : Tubes et lampes compactes fluorescentes

Histoire

En 1802, eut lieu la première démonstration avec l’arc électrique en air.

En 1841, on utilisa pour la première fois la lumière produite par l’arc électrique pour un éclairage dit « expérimental » à Paris.

En 1867, l’ancêtre des tubes fluorescent vit… la lumière du jour en France où M. Becquerel produisit une décharge dans un tube sur lequel il avait déposé un matériel luminescent.

En 1901, Peter Cooper Hewitt fit la démonstration de la lampe à vapeur de mercure, l’ancêtre du tube fluorescent d’aujourd’hui.

En 1926, en Allemagne, Edmund Germer déposa un brevet pour la lampe fluorescente.

En 1973, la lampe fluo compacte moderne fut inventée par Edward E. Hammer, ingénieur de « General Electric », en réponse à la crise du pétrole.

Autres

2,5, c’est le flux lumineux d’un tube fluorescent T8 36 W et 2,5 fois plus grand que le flux des tubes de remplacement aux DEL testés par le U.S. Department of Energy.

82, c’est l’indice de rendu de couleur (IRC) pour le tube et 71, celui des DEL. Les tubes de remplacement à DEL de 4 po de longueur ne sont pas reconnus, aux États-Unis, par le programme Energy Star.

80 lm/W, c’est le rendement lumineux du tube fluorescent 40 W (cool white) 196811 ; 96 lm/W, celui du tube fluorescent 36 W (cool white, IRC 85) de 199312 ; 92 lm/W, celui du tube fluorescent 32 W (4 100 K, IRC 85) de 201013

50 000 h, c’est la durée de vie d’un tube fluorescent 32 W (4 100 K, IRC 85) de 2010 à allumage « instant start » pour un fonctionnement d’environ 12 h/démarrage13, et 52 000 h, celle d’un tube fluorescent 32 W (4 100 K, IRC 85) de 2010 à allumage « programmed rapid start » pour un fonctionnement d’environ 3 h/démarrage13.

QUATRIÈME SÉRIE

1962 – 1970 – 1996 – 2000 – 40 – 186 – 25 – 1,7 – 3,4 – 12,9 – 21,5 – 7,8 – 8,1 – 134 – 13 – 88 – 25 – 103

Décryptage : DEL, DELO1, 5 ,6, 7

Histoire

En 1962, un autre américain, Nick Holonyak Jr. crée la première diode émettant de la lumière dans le spectre visible.

En 1970, les DEL jaunes et vertes firent leur apparition.

En 1996, ce fut le tour des DEL bleues (Nakamura de « Nichia »)

En 2000, on assista à l’apparition des DEL blanches.

Autres

40 % d’économie d’énergie6 a été réalisée grâce à la solution DEL par rapport à une solution possible aux tubes fluorescents T5 pour éclairer les 9 000 pi2 de bureaux de la Tour 42 (Tower 42) à Londres considérée comme étant la première tour à bureaux complètement convertie aux DEL.

186 lm/W, c’est l’efficacité lumineuse atteinte par les DEL créées en laboratoire6.

25 lm/W, c’est l’efficacité lumineuse atteinte par les OLED (DEL organiques) d’Osram – module de 80 mm de diamètre et 2,1mm d’épaisseur6.

1,7 à 3,4, c’est le retour sur l’investissement en années pour le remplacement des sources à incandescence (sans ou avec halogène) par des « retrofit » aux DEL6.

12,9, c’est le retour sur l’investissement en années pour le remplacement des sources fluo compactes par des DEL pour l’éclairage résidentiel ou de bureaux, là où plus de 500 lm sont requis dans un éclairage de haute intensité directionnelle6.

21,5, c’est le retour sur l’investissement en années pour le remplacement des tubes fluorescents par des DEL retrofit dans l’éclairage de bureaux omnidirectionnel, lumière froide6.

7,8 à 8,1 ans, c’est le retour sur l’investissement pour le remplacement des sources aux iodures métalliques6.

134 lm/W (4 746-7 040K, IRC 70-80), ce sont les jalons posés par le U.S. Department of Energy 7 et les représentants de l’industrie pour 2010 ; en 2009, l’efficacité lumineuse de ces DEL se trouvait à 113 lm/W ; leur prix doit aussi baisser (de 25) à 13 $/klm.

88 lm/W (de 77) (2 580-3 710K et IRC 80-90), ce sont les buts du U.S. Department of Energy 7 pour la lumière chaude. Le prix doit être réduit de 36 à 25 $/klm.

103, c’est le nombre de produits Toshiba disparus depuis 2009 quand, après 120 ans, cette compagnie a cessé complètement la production des sources à incandescence7.

CINQUIÈME SÉRIE

1910 – 1964 – 25 – 4 – 50 – 10 – 35 – 55 – 30 – 40 – 50 – 100

Décryptage : Contrôle de l’éclairage

Histoire

En 1910, naquirent les premiers socles modulables pour l’éclairage de scène. On les retrouvait dans la collection du musée Smithsonian3.

En 1964, le premier gradateur à transistors fut fabriqué par M. Joel Spira – Président et fondateur de « Lutron »3.

Autres

En diminuant de 25 % le flux émis par une source halogène, la durée de vie de celle-ci augmente de 4 fois ; si ce pourcentage est de 50 %, la durée de vie augmente 10 fois.

On réalise de 35 à 55 % d’économies sur la facture d’énergie rattachée à l’éclairage des bâtiments commerciaux en utilisant des contrôles « intelligents ».

On réalise de 30 à 40 % d’économies sur les coûts en matériaux et installation d’un système de contrôle d’éclairage sans fil par rapport à un système classique de contrôle.

50 mWs sont nécessaires pour un interrupteur d’éclairage sans fil et sans batterie pour envoyer une commande radio (100 fois moins qu’un interrupteur sans fil à batterie).

SÉRIE FINALE

1906 – 1947 – 2010 – 10 – 90,1 – 10 – 21 – 39 – 17,5 – 7 – 9

Décryptage : Organisations et normes

Histoire

En 1906, à New York fut fondée l’Illuminating Engineering Society (IES)

En 1947, Robert McKinley lança aux États-Unis le premier IES Handbook

Vers la fin de l’année 2010, la 10e édition de l’IESNA Lighting Handbook  verra la lumière du jour. Les éditeurs en sont : David DiLaura, Kevin Houser, Richard Mistrick, Gary Steffy.

En 2010 toujours, une nouvelle version de la norme ANSI/ASHRAE/IESNA 90.1 a dépassé la phase de l’analyse publique est doit être émise.

Selon l’édition de Juin 2010 du magazine LD+A3, la norme ANSI/ASHRAE/IESNA 90.1-2010 exigera une réduction de 10 % de la densité d’énergie de l’éclairage dans les bureaux (de 1 W/pi2 à 0,9 W/pi2). Cette même norme exigera une réduction de 21 % de la densité d’énergie de l’éclairage dans les arénas (de 1,1 W/pi2 à 0,78 W/pi2) et une réduction de 39 % de la densité d’énergie de l’éclairage dans les dortoirs (de 1 W/pi2 à 0,61 W/pi2) ; de 17,5 % dans les entrepôts, etc.

Du 7 au 9 novembre 2010, à Toronto, (Fairmont Royal York Hotel) se déroulera la conférence annuelle d’IES3.

R3f3r3nc35 (bibliographie) 

1.    IES Course, Fundamentals of lighting, FOL-IM-09 (2009)

2.    The IESNA lighting handbook, 9e édition, 2000

3.    LD+A, Juin 2010

4.    http://www.sabmagazine.com/blog/2010/06/15/lighting-controls/

5.    LEDs Magazine, janvier/février 2010

6.    LEDs magazine, avril 2010

7.    LEDs Magazine, mai/juin 2010

8.    http://ptaff.ca/soleil/?l1pays=Canada&l1etat=Qu%C3%A9bec&l1ville=Montr%C3%A9al&l2pays=&l2etat=&l1cityname=Montr%C3%A9al%2C+Qu%C3%A9bec%2C+Canada&l1ltd=45&l1ltm=30&l1lts=0&l1ltx=N&l1lgd=73&l1lgm=34&l1lgs=47&l1lgx=W&l1tz=-5.0&l1dst=US&l2cityname=&l2ltd=&l2ltm=&l2lts=&l2ltx=N&l2lgd=&l2lgm=&l2lgs=&l2lgx=E&l2tz=0&l2dst=&year=2010&month=08&day=03&lang=fr_CA&go=Voir+le+graphe%21

9.    http://canmetenergy-canmetenergie.nrcan-rncan.gc.ca/fra/batiments_communautes/communautes/publications/drake_landing.html

10.http://www.napoleon.cc/tips/

11.Westinghouse Lighting handbook, 1973

12.Philips Lighting Manual, fifth edition, 1993

13.Sylvania – OCTRON 800 XP XL ECOLOGIC 3, 2010

Remerciements

Comme d’habitude, merci Caroline Lebec pour la correction et le support.

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