Par Jean-Luc Akouete
Dernière mise à jour : novembre 2019

• 1. L'éclairage des bâtiments
  • 1.1. Les valeurs exigées par la norme NF EN 12464-1 dans les locaux d’enseignement
  • 1.2. Les valeurs exigées par la norme NF EN 12464-1 dans les bureaux
  • 1.3. Les éclairages de sécurité
  • 1.4. Les sources de lumière et les matériels de gestion
• 2. La qualité de l'air intérieur dans les Etablissements recevant du public (ERP)
• 3. La ventilation dans le bâtiment
  • 3.1. La règle de ventilation dans les logements et ERP
  • 3.2. Les différents systèmes de ventilation
• 4. Le puits canadien
  • 4.1. Le principe d’un puits canadien
  • 4.2. Un gain sur la température intérieure
• 5. L'acoustique dans le bâtiment
  • 5.1. La perception d’un son
  • 5.2. Les sources du bruit
  • 5.3. L'échelle des niveaux de bruit
  • 5.4. La propagation des bruits
• 6. La production d'eau chaude sanitaire
  • 6.1. Les besoins d’eau chaude sanitaire
  • 6.2. Le risque de légionnelle
• 7. Le bilan carbone
• Références et sitothèque

1. L'éclairage des bâtiments

Dans les bâtiments de bureaux, d’enseignement ou de commerce, la plupart des informations passent par la vision. La qualité de l’éclairage doit donc retenir l’attention des concepteurs, des exploitants, des utilisateurs et des gestionnaires.
Il faut noter que l’éclairage reste un poste important de la facture énergétique d’un bâtiment.

1.1. Les valeurs exigées par la norme NF EN 12464-1 dans les locaux d’enseignement

Le niveau d’éclairement moyen à maintenir est le niveau qui doit obligatoirement pouvoir être atteint, quel que soit l’âge de l’installation. Ce niveau est donné pour la surface de référence de la zone de travail qui peut être horizontale, verticale ou inclinée.

• crèches et maternelles : 300 lux ;
• salles de classe primaire et secondaire : 300 lux ;
• salles de conférence, d’enseignement aux adultes : 500 lux ;
• tableau noir : 500 lux ;
• tableau amphithéâtre : 750 lux.

1.2. Les valeurs exigées par la norme NF EN 12464-1 dans les bureaux

Le niveau d’éclairement moyen à maintenir est le niveau qui doit obligatoirement pouvoir être atteint, quel que soit l’âge de l’installation. Ce niveau est donné pour la surface de référence de la zone de travail qui peut être horizontale, verticale ou inclinée.

• écriture, dactylographie, lecture, traitement de données : 500 lux ;
• dessin industriel : 750 lux ;
• stations de travail de conception assistée par ordinateur : 500 lux ;
• salles de conférence et de réunion : 500 lux ;
• classement, transcription : 300 lux ;
• réception : 300 lux ;
• archives : 200 lux ;

1.3. Les éclairages de sécurité

Tous les établissements recevant du public doivent être équipés d'un éclairage de sécurité qui a deux fonctions essentielles :

• l'éclairage d'évacuation ;
• l'éclairage d'ambiance ou d'anti-panique.

L'éclairage d'évacuation doit permettre à toute personne d'accéder à l'extérieur, en assurant l'éclairage des cheminements, des sorties, des indications de balisage des obstacles et des indications de changement de direction.
L'éclairage d'ambiance permet aux personnes devant évacuer un local de grande taille, de percevoir les obstacles. Cette lumière d'ambiance même faible évite les situations de panique parmi les occupants.

1.4. Les sources de lumière et les matériels de gestion

Au quotidien, la lumière contribue à notre santé, notre sécurité et notre dynamisme, améliore nos conditions de travail et augmente nos performances, mais elle participe aussi à l’embellissement des espaces, à la valorisation des architectures intérieures.

Les critères de choix des sources de lumière
Les performances d’une lampe sont déterminées par un certain nombre de caractéristiques.

• Le flux lumineux, en lumen (lm), est la quantité de lumière émise par la lampe ;
• La puissance, en watts (W) ;
• L’efficacité lumineuse, en lumen par watt (lm/W) est le rapport entre le flux lumineux et la puissance consommée ;
• La durée de vie, en heures (h), est la durée pendant laquelle la moitié des lampes va fonctionner ;
• La température de couleur, en kelvins (K), qualifie l’ambiance lumineuse de l’espace éclairé ;
• L’indice de rendu des couleurs (IRC ou indice Ra) est la capacité d’une lampe à restituer fidèlement les couleurs telles qu’elles apparaissent sous la lumière naturelle ;
• Les dimensions conditionnent l’intégration dans un luminaire.

Les lampes à économie d’énergie
Les lampes à économie d’énergie sont désignées par les termes lampes basse consommation, lampes fluorescentes compactes ou lampes fluocompactes.
Ces lampes offrent une efficacité lumineuse jusqu’à 5 fois supérieure à celle de l’incandescence, elles consomment de 4 à 5 fois moins et durent de 12 à 15 fois plus longtemps, ce qui permet de réduire les frais d’exploitation et d’espacer les opérations de maintenance. Leur allumage est quasi instantané.

Les luminaires
Les luminaires doivent être conformes à la norme NF EN 60598. Ils sont caractérisés par leur classe électrique, leurs caractéristiques photométriques, leur rendement (0,55 par exemple désigne un luminaire ayant un rendement de 55 %) et par leur indice de protection contre la pénétration des poussières et de l’eau, noté IP suivi de 2 chiffres.

Le ballast ferromagnétique
Le ballast ferromagnétique (ou conventionnel) stabilise l’intensité de la lampe à sa valeur nominale. Il est associé à des auxiliaires, l’amorceur qui assure l’allumage des lampes à décharge à haute pression ou le starter pour les lampes fluorescentes, et le condensateur qui permet de rétablir le facteur de puissance.

Le ballast électronique
Le ballast électronique assure les fonctions d’amorçage, de stabilisation et de correction du facteur de puissance, rectifie les variations de tension du réseau, réduit en général de 5 à
10 % la consommation totale de la lampe et du ballast, à flux équivalent, et offre la possibilité d’une gradation lumineuse.

Le détecteur de présence
Il commande l’allumage et l’extinction de l’éclairage par détection infrarouge. Le capteur détecte la présence d’une personne par l’émission de la chaleur qu’elle dégage. Le signal est envoyé aux luminaires qui s’allument aussitôt. Le détecteur assure l’extinction automatique des locaux dès qu’il n’y a plus personne. Certains systèmes prévoient un abaissement progressif du niveau d’éclairement, par palier, jusqu’à un niveau de veilleuse.

Le détecteur de mouvement
Le détecteur de mouvement utilise des technologies passives infrarouges ou actives radio hyperfréquences ou ultrasoniques. Il comprend un capteur sensible au déplacement des personnes, couplé à des composants électroniques traitant les signaux. Intégré ou non dans le luminaire, il peut commander un ou plusieurs appareils, être raccordé à un système de gestion centralisée via une interface de communication afin de gérer plusieurs espaces ou piloter plusieurs fonctions.

Détection de lumière du jour
Un capteur de lumière, associé ou non au détecteur de mouvement, permet de contrôler le niveau d’éclairement d’une zone bénéficiant de la lumière du jour et régule l’éclairage artificiel en fonction de ces apports de la lumière gratuite. Cela permet d’obtenir un niveau d’éclairement constant et de réaliser d’importantes économies.

La gestion centralisée de l’éclairage
La gestion centralisée permet le contrôle, la commande et la gestion horaire et calendaire de l’installation d’éclairage. Elle permet aussi de connaître l’état et les consommations de l’installation d’éclairage de l’ensemble du bâtiment. Elle s’intègre éventuellement dans un système de gestion technique du bâtiment.
Cette solution complète offre jusqu’à 60 % d’économie. Les systèmes de gestion d’ambiances offrent la possibilité d’enregistrer et de programmer plusieurs scénarios d’éclairage que l’utilisateur peut activer simplement et modifier selon ses besoins, à l’aide d’une télécommande, d’un écran tactile mural, ou même via son ordinateur.

La variation du niveau d’éclairement
La variation permet d’adapter le niveau d’éclairement aux besoins. Elle offre également la possibilité de conserver en permanence un même niveau d’éclairement. Une cellule photoélectrique mesure l’apport de lumière naturelle et module l’éclairage artificiel en conséquence. Cette solution est particulièrement appréciée dans les locaux d’enseignement qui disposent généralement de larges baies vitrées et garantit un confort visuel constant.

2. La qualité de l'air intérieur dans les Etablissements recevant du public (ERP)

La présence dans les environnements intérieurs de nombreuses substances polluantes et sources de contamination, ainsi que le temps passé dans des espaces clos (en moyenne 70 à 90%) font de la qualité de l’air intérieur une préoccupation essentielle et un enjeu majeur de santé publique.
Or, l’air respiré à l’intérieur des locaux renferme une multitude de polluants. En forte concentration, en atmosphère confinée, ces derniers peuvent s’avérer très dangereux pour la santé humaine, à long comme à court terme : maux de tête, nausées, allergies, intoxications, insuffisances et maladies respiratoires, cancers...
La qualité de l’air intérieur est une véritable préoccupation de santé publique. La santé est intimement liée à l’exposition de l’homme à son environnement.
Les sources de pollution de l’air intérieur sont multiples. L’air extérieur, certains matériaux de construction, les appareils à combustion, les équipements, l'ameublement, les produits d’entretien et de bricolage, l’activité humaine (cuisine), le mode de vie des occupants (tabagisme, aération insuffisante), les biocontaminants (poussière de maison, allergènes des acariens et du chat) sont les principales sources.
Les polluants de l’air intérieur sont nombreux. Ils peuvent notamment être de nature chimique, physique ou biologique ou électromagnétique.

Les polluants chimiques
Les principaux polluants chimiques de l’air intérieur sont :

• Les composés organiques volatiles (COV), largement utilisés dans la fabrication de nombreux produits et matériaux (peinture, vernis, colles, moquette, carrelage, nettoyants, tissus neufs, etc.) ;
• Le monoxyde de carbone CO ;
• Le plomb ;
• Le dioxyde d'azote.

Les polluants physiques
Par leurs caractéristiques physiques, certains polluants peuvent porter atteinte à la santé.
En particulier :

• le radon, qui est un gaz radioactif d’origine naturelle présent dans le bâtiment par effet de confinement ;
• l’amiante, qui est un minéral naturel fibreux intégré dans la composition de nombreux matériaux de construction.

Les polluants biologiques
Par leurs caractéristiques biologiques, certains polluants peuvent porter atteinte à la santé.
En particulier :

• Les allergènes ;
• Les moisissures et les acariens.

Pollutions électromagnétiques

• Les champs électriques ;
• Les champs magnétiques ;
• Les champs électromagnétiques hyperfréquences.

3. La ventilation dans le bâtiment

Le bâtiment doit garantir une ambiance saine pour ses occupants. La ventilation des pièces permet un renouvellement de l’air par sa circulation depuis les pièces principales (séjour, chambres) vers les pièces de service humides (salle de bain, WC, cuisine, buanderie) puis dehors.
Actuellement, la ventilation recouvre des enjeux stratégiques nouveaux liés aux bâtiments performants sur le plan énergétique. Dans le cadre de la RT 2012, l’accent est mis sur l’étanchéité du bâti et la question de la qualité de l’air intérieur (QAI) devient une priorité.

3.1. La règle de ventilation dans les logements et ERP

Pour les logements, il s’agit de l’arrêté modifié du 24 mars 1982 relatif à l’aération des logements.

3.2. Les différents systèmes de ventilation

La ventilation naturelle
L’air est mis en mouvement par des phénomènes naturels de force du vent et de tirage thermique, dû à la différence de température entre l’intérieur et l’extérieur d’un bâtiment, créant ainsi un mouvement d’air (c’est le balayage naturel).

La ventilation mécanique contrôlée (VMC) simple flux
L’air vicié est extrait des pièces dites humides (salle de bains, cuisine) via des bouches reliées à un ventilateur. L’air neuf extérieur entre par dépression dans les chambres et le séjour via les bouches d’aération qui sont prévues dans les portes et les fenêtres. Le débit d’air est constant.
Les entrées d’air peuvent être soit de type autoréglable permettant un débit d’air constant quelles que soient les conditions extérieures (vent, pluie) et intérieures, soit de type hygroréglable modulant automatiquement les débits d’air en fonction du taux d’humidité de l’air intérieur (ajustement de la section de passage en fonction du capteur d’humidité). Les passages de transfert se font généralement par le dessous des portes (détalonnage).

La VMC double flux
La fonction première de tout système de ventilation mécanique contrôlée (VMC) est d’assurer le renouvellement de l’air intérieur, indépendamment des conditions climatiques extérieures (vent, température). Là où les VMC simple flux ont pour seule tâche d’extraire l’air vicié au niveau des espaces techniques (WC, salles de bains, cuisines), leurs homologues double flux assurent l’insufflation d’air neuf dans les pièces de vie, quels que soient la qualité du bâti et le degré de pollution de l’air extérieur. Comme leur nom l’indique, les VMC double flux intègrent deux réseaux, l’un chargé de l’extraction, l’autre chargé de l’insufflation. La création de ces flux est assurée par deux ventilateurs indépendants.

4. Le puits canadien

Un puits climatique est une installation qui a pour but d’améliorer le confort thermique d’une construction, tout en limitant les consommations d’énergie. Ce puits devient « canadien » lorsque sa vocation première est de préchauffer l’air entrant dans le bâtiment et «provençal» quand il s’agit, en priorité, de le rafraîchir.

4.1. Le principe d’un puits canadien

Un puits climatique consiste traditionnellement à faire passer de l’air extérieur dans un réseau enterré à une profondeur comprise entre 1,5 et 2,50 m, avant de l’insuffler dans le bâtiment. À 2 mètres de profondeur, la température du sol demeure comprise entre 5 et 15°C, quand la température de l’air fluctue entre -20 et +40°C. Un échange thermique ayant lieu entre le sol et l’air, la différence de température entre l’air entrant dans le puits et l’air sortant peut atteindre 8 à 10°C. À titre d’exemple, lorsque la température extérieure est de l’ordre de +32°C, la température de sortie du puits se situe autour de +23°C. Inversement, quand la température extérieure est de -7°C, l’air extrait du puits avoisine les +2°C. À côté des procédés traditionnels à air, il existe de nouveaux systèmes à eau glycolée dont les performances en période hivernale sont comparables à celles des puits à air, mais sont en revanche moindres en période d’été.

4.2. Un gain sur la température intérieure

Lorsque la fonction première d’un puits climatique est de rafraîchir l’air, on l’utilise généralement seul comme système alternatif à une climatisation. Il permet alors d’abaisser de quelques degrés la température ambiante du bâtiment. Ce procédé trouve sa place dans un bâtiment bien conçu, disposant de beaucoup d’inertie, protégé du soleil l’été et surventilé la nuit. En hiver, bien qu’il ne se substitue pas à une installation de chauffage, le puits climatique permet d’augmenter la température intérieure de 2 à 3°C.
La situation géographique du projet constitue un autre facteur à prendre en compte et sera d’autant plus intéressante que le climat y sera contrasté. Par exemple, à l’Est de la France, où les hivers sont généralement très froids et les étés très chauds, l’installation est plus facile à rentabiliser que sur la Côte atlantique, où le climat est tempéré.
Un puits canadien ou provençal suppose par ailleurs l’existence d’un réseau de ventilation mécanique, avec des vitesses d’air comprises entre 2 et 3 m/s. Le choix du ventilateur devra tenir compte des particularités de l’installation. Un appareil à deux vitesses sera ainsi nécessaire, afin de moduler le débit d’air selon la saison et permettre une vitesse plus élevée en été qu’en hiver.

5. L'acoustique dans le bâtiment

Dans le domaine du bâtiment, les nuisances sonores telles que les bruits de circulation, de pas, de conversation, d’équipements, sont la source de désagréments qui peuvent aller d’une dégradation de la qualité de vie, à des répercussions directes sur la santé des occupants. Le bruit est un mélange de sons, auquel est généralement associée la notion de gêne, parce qu'il est souvent désagréable ou indésirable. Le bruit peut avoir des effets à long terme sur la santé de l'homme (stress, insomnies, troubles cardiovasculaires, anxiété, effets psychomoteurs, etc.).

5.1. La perception d’un son

Le seuil d’audibilité de l’oreille humaine permet la perception des sons dont la fréquence se situe entre 20 et 20 000 Hz. Du bourdonnement à basses fréquences (20-200 Hz) assez mal perçu par l’oreille humaine, aux chuintements aux fréquences aiguës (2 000 à 20 000 Hz). La parole et la musique, très bien perçues par l’oreille, ont des fréquences médiums (200 à 2 000 Hz). Les fréquences étudiées dans le cadre de l’acoustique du bâtiment se situent entre 100 et 5 000 Hz.

5.2. Les sources du bruit

Nous distinguons trois sources de bruits dans le domaine de l’acoustique du bâtiment :

• Les bruits aériens se propagent via l’air ambiant.
• Les bruits solidiens se transmettent par la mise en vibration des parois et structures. Ils peuvent aussi être nommés bruits de chocs ou bruits d’impacts ;
• Les bruits d’équipements peuvent se transmettre à la fois via l’air ambiant et via une mise en vibrations.

5.3. L'échelle des niveaux de bruit

L’échelle des niveaux de bruit ci-dessous permet d’organiser des bruits courants en fonction de la perception de l’oreille humaine, de l’ambiance calme d’une conversation à voix basse aux nuisances sonores provoquées par un avion au décollage.

5.4. La propagation des bruits

La propagation des bruits se fait principalement selon un ou plusieurs des trois modes de propagation suivants :

• Par dispersion dans un espace libre, on observe une dispersion de l’énergie acoustique, le niveau du bruit décroissant en fonction de la distance ;
• Par réflexion et absorption sur un obstacle, on observe alors un phénomène de réverbération d’une partie de la vibration sur les parois et obstacles rencontrés ;
• Par transmission de la vibration aux matériaux, le bruit se propage aux solides (parois, structures).

6. La production d'eau chaude sanitaire

Le confort des logements se traduit notamment par la présence d’une ou plusieurs salles d’eau équipées de douches ou de baignoires suivant la composition de la famille ou du goût des occupants. Les besoins en eau chaude sanitaire dépendent non seulement de l’équipement sanitaire de chaque logement et du nombre d’occupants, mais aussi de leur comportement.
Il existe de nombreuses solutions de production de l’eau chaude sanitaire. Leur choix dépend de la configuration du logement et peut être lié à la solution de chauffage ou à l’ensoleillement du lieu.

6.1. Les besoins d’eau chaude sanitaire

La consommation quotidienne d’eau chaude est liée à l’équipement de l’appartement, au comportement des occupants et à leur nombre.

6.2. Le risque de légionnelle

Les paramètres à maîtriser, lors de la conception et de l’entretien de l’installation, pour limiter le développement des biofilms, au sein desquels les micro-organismes prolifèrent, sont les températures, la corrosion et l’entartrage et les vitesses de circulation.
Les légionnelles se multiplient entre 20-25°C et 45°C avec un optimum vers 35°C. Aux alentours de 45°C, la multiplication se ralentit. En dessous de 20°C, les légionnelles sont à l’état de dormance.
Les durées pour réduire de 90% une population de Legionella pneumophila en suspension sont estimées à environ 6 h à 50°C, 45 s à 60°C et 30 s à 70°C. En pratique, il faut majorer très fortement ces valeurs pour tenir compte de l’effet protecteur des biofilms et des dépôts.

7. Le bilan carbone

Le climat de la terre dépend de nombreux facteurs tels que la teneur en gaz à effet de serre (GES) et en aérosols dans l'atmosphère, la quantité d'énergie provenant du soleil ou encore les propriétés de la surface de la terre. Quand les activités humaines ou naturelles modifient ces facteurs, cela peut engendrer un réchauffement ou un refroidissement de la planète.
Les concentrations atmosphériques telles que le dioxyde de carbone (CO₂), le méthane (CH₄) et le protoxyde d’azote (N₂O) ont fortement augmenté et dépassent aujourd'hui les concentrations préindustrielles.
De tous les secteurs économiques, celui du bâtiment est le plus gros consommateur d’énergie en France (42,5 % de l’énergie finale totale) et génère 23 % des émissions de gaz à effet de serre (GES).
Avant toute chose, il convient, lorsque l’on veut réaliser un Bilan Carbone®, de considérer le bâtiment ou l’ouvrage comme un objet et non comme une activité. Le cycle de vie d’un bâtiment voit intervenir des acteurs très différents aux finalités différentes et aux moyens d’action différents. Ainsi l’usage et les attendus de la méthode Bilan Carbone® ne seront pas forcément les mêmes pour un maître d’ouvrage, un concepteur, une entreprise du bâtiment ou un gestionnaire de parc.
Le Bilan Carbone® d’un bâtiment est la quantification ou comptabilisation des émissions en gaz à effet de serre (exprimées en équivalent carbone) intrinsèques à ce bâtiment, sur l’ensemble de son cycle de vie (conception, réalisation, exploitation et démolition). L’objectif de l’établissement d’un Bilan Carbone® peut, notamment, relever de :

• L’évaluation d’un bâtiment existant ou d’un projet en cours ;
• La comparaison de différentes options d’implantation de l’ouvrage ;
• La comparaison d’un projet de réhabilitation d’un ouvrage par rapport à sa démolition suivie d’une construction d’un bâtiment neuf ;
• La comparaison de différentes options de conception, solutions constructives, choix de produits, d’équipements ;
• La comparaison de différents niveaux de performances de l’ouvrage, notamment en termes de consommation énergétique ;
• La comparaison de différentes options d’amélioration d’un bâtiment existant.

Lors de la réalisation d’un Bilan Carbone®, différentes sources d’émissions de GES peuvent être prise en compte et ventilées selon les quatre processus :

• mise à disposition du bâti ;
• fonctionnement du bâtiment ;
• activité ;
• déplacement des usagers.

Références et sitothèque

• Bilan carbone® appliqué au bâtiment, Guide méthodologique, ADEME, CSTB.
• Eau chaude sanitaire -Fiche technique ANAH.
• La ventilation des bâtiments - Agence locale de l’énergie de l’agglomération lyonnaise - Décembre 2009.
• Arrêté du 24 mars 1982 relatif à l'aération des logements – Legifrance.
• La ventilation dans les bâtiments - Direction régionale de l’Environnement, de l’Aménagement et du Logement du Limousin.
• Techni.Cités n° 224 • 23 février 2012.
• Gestion de la qualité de l’air intérieur - Établissements recevant du public - Ministère de la santé et des sports.
• Vivre mieux dans un bâtiment avec un air de qualité - Direction régionale de l’Environnement, de l’Aménagement et du Logement du Limousin.
• Bureaux, écoles Mieux s’éclairer à coûts maîtrisés - ADEME, Syndicat de l’éclairage.
• Eclairer juste - ADEME, Syndicat de l’éclairage.
• Rénovation de l'éclairage dans les bâtiments tertiaires – ADEME.
• Eclairage des parties communes des bâtiments tertiaires et résidentiels – ADEME.
• Techni.Cités n^o 262 • 23 janvier 2014.
• Gestion de la qualité de l’air intérieur - Guide pratique – INVS.
• Les cahiers techniques du bâtiment - n°300 - octobre 2010.
• Le puits canadien - Agence locale de l’énergie de l’agglomération lyonnaise.
• Bureaux, écoles : mieux s’éclairer à coûts maîtrisés - ADEME, Syndicat de l’éclairage.
• Eclairage des parties communes des bâtiments tertiaires et résidentiels – ADEME.
• Exemples de solutions acoustiques - Réglementation acoustique 2000 – Ministère de l’écologie et du développement durable.