La logique sous-jacente de l'éclairage routier urbain : comprendre comment, pourquoi et où la lumière brille

2. Comprendre les classifications de coupure des luminaires

Les classifications de coupure des lampes définissent le degré de lumière émise au-dessus du plan horizontal et jouent un rôle clé dans la gestion de la pollution lumineuse, de l'éblouissement et de l'intrusion lumineuse. Ces classifications, historiquement définies par l'Illuminating Engineering Society (IES), fournissent un cadre pour contrôler l'émission de lumière vers le haut.

2.1. Luminaires Full-Cut

La distribution lumineuse d'un luminaire à coupe complète est définie comme répondant à deux critères stricts : Premièrement, l'intensité lumineuse (candela) doit être nulle à 90 degrés ou plus du nadir (directement en dessous), ce qui signifie que le luminaire n'émet aucune lumière directement vers le haut. Deuxièmement, la valeur en candela ne doit pas dépasser 100 (ou 10 %) pour 1 000 lumens nus à un angle vertical de 80 degrés par rapport au nadir ou au-dessus. Ces restrictions s’appliquent à tous les angles latéraux autour du luminaire. Les luminaires Full-Cut sont conçus pour diriger toute la lumière vers le bas, minimisant ainsi efficacement la lueur du ciel (éclaircissement du ciel nocturne) et l'intrusion de lumière (lumière indésirable se déversant sur les propriétés adjacentes). Cette caractéristique les rend essentiels pour se conformer aux réglementations sur le ciel nocturne et protéger l'environnement nocturne. De plus, en contrôlant strictement la lumière à angle élevé, ils réduisent considérablement l’éblouissement direct, améliorant ainsi le confort visuel et la sécurité des conducteurs et des piétons. Leur efficacité à diriger précisément la lumière pour éclairer uniquement les zones qui en ont besoin contribue également à économiser l’énergie. Par conséquent, de nombreuses réglementations locales et environnementales en Amérique du Nord imposent ou recommandent fortement l’utilisation de luminaires à coupe complète.

2.2. Luminaires à coupure

La distribution lumineuse d'un luminaire à coupure est définie par des limites de candela spécifiques : la distribution lumineuse à 90 degrés nadir ne doit pas dépasser 25 (2,5 %) candelas pour 1 000 lumens nus. De plus, la distribution lumineuse à 80 degrés nadir ne doit pas dépasser 100 (10 %) candelas pour 1 000 lumens nus. Ces limites s’appliquent à tous les angles latéraux. Bien qu'une petite quantité de lumière soit autorisée au-dessus de 90 degrés, les luminaires à coupure contrôlent toujours de manière significative la lumière vers le haut par rapport aux luminaires semi-coupés ou non coupés, contribuant ainsi à réduire la pollution lumineuse.

2.3. Luminaires demi-coupés

La distribution lumineuse des luminaires à demi-coupe présente des restrictions plus souples sur la lumière vers le haut : la valeur maximale de candela à 90 degrés nadir pour 1 000 lumens de lampe nue (5 %) est de 50. De plus, la valeur maximale de candela à 80 degrés nadir pour 1 000 lumens de lampe nue (20 %) est de 200. Ces limites s’appliquent à tous les angles latéraux. Par rapport aux luminaires à coupe complète ou à coupure, les luminaires à demi-coupe émettent plus de lumière à des angles élevés, augmentant ainsi le risque d'éblouissement et de lueur du ciel. Ces luminaires ne sont généralement pas recommandés pour une utilisation dans des zones écologiquement sensibles ou dans lesquelles la pollution lumineuse doit être strictement contrôlée.

2.4. Luminaires sans coupure

Les luminaires non-cut-off se caractérisent par l'absence de limites de candela au-dessus de leur zone d'intensité lumineuse maximale. Ces luminaires émettent de la lumière dans toutes les directions, y compris des quantités importantes de lumière dirigées vers le haut et horizontalement. Ce manque de contrôle entraîne une pollution lumineuse importante (luminosité du ciel), un empiètement excessif de la lumière sur les propriétés adjacentes et un éblouissement généralement désagréable. En raison des préoccupations environnementales croissantes et des efforts réglementaires visant à contrôler la pollution lumineuse, leur utilisation est de plus en plus restreinte ou interdite dans de nombreuses juridictions.

L’évolution des luminaires sans coupure vers les luminaires à coupure totale représente une avancée délibérée dans l’ingénierie de l’éclairage et le développement réglementaire visant à atténuer les impacts négatifs de l’éclairage extérieur. Cette tendance souligne l’importance croissante accordée à la responsabilité environnementale et à l’amélioration de la qualité visuelle dans la conception d’éclairage moderne. Une lumière non restreinte (une caractéristique des luminaires non coupés) peut entraîner des problèmes tels que l'éblouissement, le déversement de lumière sur les propriétés adjacentes et la pollution lumineuse générale. Des classifications de coupure plus strictes, comme la coupure totale, sont conçues comme des solutions techniques à ces problèmes, visant à « réduire la pollution lumineuse », « minimiser la lumière du ciel », « réduire l'éblouissement », « améliorer le confort visuel » et « améliorer l'efficacité énergétique ». Cette évolution des classifications est une réponse directe à la reconnaissance croissante de la pollution lumineuse et de l'éblouissement comme des problèmes importants par l'industrie et les organismes de réglementation (par exemple, Dark Sky International, IES RP-33), ce qui a conduit à l'élaboration de normes plus strictes pour promouvoir des pratiques d'éclairage plus responsables et durables. Cela démontre un changement dans la conception de l’éclairage, passant d’une simple fourniture de lumière à une fourniture d’éclairage de « haute qualité » qui prend en compte ses impacts environnementaux et humains plus larges.

Il est à noter que le système de classification traditionnel « cutoff » est remplacé par le système de notation BUG (Backlight-Uplight-Glare). Ce changement signale une évolution vers une évaluation des performances d’éclairage plus nuancée, plus complète et plus exploitable, reconnaissant que l’éclairage ascendant n’est qu’un élément de la pollution et des nuisances lumineuses. Les systèmes de coupure traditionnels se concentrent principalement sur la lumière émise au-dessus 80 ° et 90 ° du nadir (lumière vers le haut). Cependant, la classification BUG divise la distribution lumineuse sphérique en trois régions distinctes : « Haut », « Avant » et « Arrière », et quantifie la quantité de lumière dans chacune d'elles. Cela signifie qu'il évalue non seulement la lumière vers le haut, mais également le débordement vers l'arrière (rétroéclairage, qui provoque des nuisances lumineuses) et l'éblouissement (lumière émise vers l'avant à des angles élevés et pouvant provoquer une gêne). Ce changement démontre que le contrôle de l’éclairage vers le haut, bien qu’important, est insuffisant pour un éclairage extérieur véritablement complet et responsable. Le rétroéclairage peut causer des nuisances lumineuses importantes aux propriétés voisines, tandis que l’éblouissement a un impact direct sur le confort visuel et la sécurité. La classification BUG fournit un cadre plus complet et plus nuancé permettant aux concepteurs et aux régulateurs de traiter toutes les principales formes de pollution et d’intrusion lumineuses. Cela permet une sélection et une conception plus précises des luminaires, conduisant à une meilleure qualité d'éclairage globale, à une sécurité renforcée et à une meilleure gestion de l'environnement en passant d'un simple système de réussite/échec à une évaluation graduée et multidimensionnelle.

Tableau 1 : Caractéristiques comparatives de la classification de la coupure lumineuse des lampes

3. Éclairage Batwing

L'éclairage Batwing représente une stratégie de conception optique unique conçue pour optimiser la qualité et l'uniformité de la lumière dans la zone éclairée. Contrairement aux classifications de coupure, qui contrôlent la lumière vers le haut, ou aux types IESNA, qui définissent la forme globale de la lumière sur une surface, l'éclairage en aile de chauve-souris se concentre sur l'uniformité.

3.1. Définition et profil unique

L'éclairage Batwing se caractérise par sa capacité à produire une lumière exceptionnellement uniforme sur un large angle de faisceau. Le nom « batwing » dérive de son profil d’intensité lumineuse distinctif. Représentée sur un graphique polaire, elle ressemble aux ailes déployées d'une chauve-souris, avec deux pics d'intensité de chaque côté du nadir.

Cette distribution unique est souvent obtenue en intégrant des diffuseurs spécialisés ou des composants optiques avancés au sein du luminaire. Ces composants optiques fonctionnent en décomposant la lumière émise par la source lumineuse LED en une série de petits faisceaux régulièrement espacés. Ce processus de diffusion conçu transforme la distribution « hotspot » la plus courante (la lumière est plus brillante au centre et diminue rapidement vers les bords) en un flux lumineux nettement plus uniforme. De plus, certaines conceptions Batwing utilisent des films optiques pour obtenir une « intensité lumineuse inclinée des deux côtés » afin de répondre à des besoins d'éclairage spécifiques.

3.2 Avantages et applications

L'éclairage Batwing offre plusieurs avantages significatifs par rapport aux modèles d'éclairage traditionnels:

· Rendement lumineux plus uniforme : il garantit des niveaux d'éclairage constants sur tout l'angle du faisceau, minimisant les variations de luminosité et réduisant l'apparition de points sombres.

· Réduisez les points chauds : en éliminant les zones de lumière concentrée, l'éclairage en aile de chauve-souris réduit l'inconfort visuel et crée un environnement d'éclairage plus esthétique.

· Confort visuel amélioré et environnement sans éblouissement : la répartition uniforme de la lumière réduit considérablement le contraste fort et l'éblouissement direct, offrant aux utilisateurs une expérience visuelle plus confortable et ergonomique.

· Amélioration de la productivité et de l’humeur : les recherches montrent que des environnements confortables, sans éblouissement et uniformément éclairés peuvent avoir un impact positif sur la productivité et le bien-être général des occupants dans divers environnements, tels que les bureaux, les espaces de vente au détail, les salles de classe et les bibliothèques.

L'éclairage Batwing est un excellent choix pour une large gamme d'applications nécessitant des conditions d'éclairage uniformes et sans éblouissement.:

· Espaces commerciaux et industriels : les bureaux, les environnements de vente au détail, les salles de classe et les bibliothèques bénéficient d'un éclairage sans ombre ni point chaud, ce qui améliore la concentration et réduit la fatigue oculaire.

·  Éclairage résidentiel : il contribue à créer une atmosphère plus confortable et chaleureuse dans la maison.

·  Éclairage indirect : Particulièrement efficace lorsqu'il est utilisé avec des luminaires indirects suspendus, la lumière est dirigée vers le plafond pour éclairer indirectement l'espace. Cela crée un motif lumineux réfléchi large et uniforme, améliorant encore l'uniformité et réduisant l'éblouissement direct.

La distribution lumineuse Batwing est une caractéristique de conception optique qui peut être intégrée dans un luminaire, et non un système de classification distinct comme le type de coupure ou IESNA. Il aborde la question de la qualité et de l’uniformité de la lumière dans la zone éclairée, servant de fonction complémentaire à des systèmes de classification plus larges. Cette distinction est cruciale : Batwing n'est pas un remplacement de l'IESNA ou de la coupure, mais plutôt une solution d'ingénierie optique complexe qui peut être intégrée dans un luminaire répondant à des exigences spécifiques de coupure et d'IESNA. Par exemple, un luminaire à coupure totale conçu pour un parking (par exemple, IESNA Type V) pourrait intégrer une optique en forme d'aile de chauve-souris pour garantir un motif lumineux circulaire uniformément lumineux dans toute la zone sans points chauds désagréables. Cela met en évidence qu'une conception d'éclairage efficace implique de multiples considérations qui se chevauchent : le contrôle de la lumière parasite (coupure), la mise en forme de la zone éclairée (IESNA) et l'optimisation de la qualité de la lumière dans cette zone (batwing).

Le développement et l’adoption de la distribution d’éclairage en forme d’aile de chauve-souris reflètent une philosophie de conception qui va au-delà de l’éclairage purement quantitatif (par exemple, atteindre un certain niveau d’éclairement) pour donner la priorité aux aspects qualitatifs de l’éclairage, tels que le confort visuel et l’expérience globale de l’utilisateur. Cela témoigne d’une maturation dans la conception de l’éclairage, les facteurs humains étant de plus en plus intégrés dans les spécifications techniques. La conception d’éclairage traditionnelle s’est principalement concentrée sur l’obtention de niveaux d’éclairement minimum. Cependant, les « points chauds » et « l’éblouissement » ont été cités comme des problèmes qui causent « de l’inconfort et de la fatigue », « une fatigue visuelle » et créent des environnements « peu attrayants ». Les avantages du batwing (uniformité, réduction de l’éblouissement et productivité accrue) répondent directement à ces défauts qualitatifs. Cela démontre un changement dans les priorités en matière de conception d’éclairage. Bien que le respect des niveaux quantitatifs de lumière reste important, il est de plus en plus reconnu que la « qualité » de la distribution lumineuse — à quel point il est délivré uniformément et confortablement — est tout aussi essentiel au bien-être humain, à la performance des tâches et à la satisfaction globale dans les espaces éclairés. Il s’agit d’une approche plus holistique et centrée sur l’humain en matière de conception d’éclairage.

4. Normes d'éclairage public nord-américaines : classification IESNA

L'Illuminating Engineering Society of North America (IESNA) a développé un système de classification de base pour spécifier la façon dont la lumière est distribuée sur les surfaces horizontales, ce qui est essentiel à la conception des routes, des parkings et d'autres espaces extérieurs à travers l'Amérique du Nord. Ce système fournit un langage standardisé pour décrire les performances des luminaires.

4.1. Aperçu du système de classification IESNA

Le système de classification IESNA est principalement basé sur la forme et l’étendue de la zone éclairée produite par un luminaire. Il fournit des conseils importants pour la conception et l’installation de divers systèmes d’éclairage extérieur, notamment ceux destinés aux routes, aux trottoirs et aux parkings. La classification est déterminée en mesurant où la majorité de la lumière tombe sur une grille standardisée, en se concentrant spécifiquement sur les points d'intensité la plus élevée et à 50 % de candela (distribution de l'intensité lumineuse). Le système prend en compte à la fois la distribution lumineuse latérale (sur la chaussée) et la distribution lumineuse verticale (le long de la chaussée).

La norme complète pour l’éclairage des routes et des parkings en Amérique du Nord est ANSI/IES RP-8 (Pratique recommandée pour l’éclairage des routes et des parkings). Ce document compile de nombreuses normes IES individuelles et fournit des conseils détaillés sur la conception, la maintenance, la conservation de l'énergie, l'impact environnemental et la sécurité pour une variété d'applications routières et piétonnes.

4.2. Types de distribution lumineuse latérale (types I, II, III, IV, V, VS)

Ces classifications définissent la manière dont la lumière se propage latéralement le long d'une route ou d'une zone éclairée et sont caractérisées par le point où le luminaire atteint 50 % de son intensité lumineuse.

· Type I:

      - Caractéristiques : Fournit un motif lumineux elliptique étroit, symétrique ou asymétrique, généralement avec un angle de faisceau principal d'environ 15 degrés. Le lieu candela à 50 % se situe entre 1x la hauteur de montage (MH) côté maison et 1x la hauteur de montage côté rue du luminaire.

      -Applications : Idéal pour les zones étroites et allongées telles que les trottoirs, les chemins étroits, l'éclairage périphérique et les routes à voie unique.

· Type I I :

     - Caractéristiques : Présente un motif étroit et asymétrique avec une largeur latérale préférée de 25 degrés. La trajectoire de 50 % de candela se situe entre 1 et 1,75 fois la hauteur de montage prévue du côté rue du luminaire. Ce type convient généralement aux luminaires situés sur ou à proximité de routes relativement étroites, où la largeur de la route ne dépasse généralement pas 1,75 fois la hauteur de montage prévue.

      -Applications : Convient aux routes à 1 ou 2 voies, aux routes principales, aux autoroutes, aux trottoirs larges, aux petites routes secondaires, aux pistes de jogging et aux pistes cyclables.

· Type I I I:

     -Caractéristiques : Fournit un motif large et asymétrique, de préférence avec une largeur latérale de 40 degrés, conçu pour projeter la lumière vers l'extérieur et sur les côtés. La trajectoire de 50 % de candela se situe entre 1,75 et 2,75 fois la hauteur de montage du côté rue du luminaire. Ce type est généralement installé sur le côté de la zone à éclairer, et le rapport entre la largeur de la zone éclairée et la hauteur du poteau doit généralement être inférieur à 2,75.

     -Application : Couramment utilisé sur les routes artérielles, les autoroutes, les parkings et autres grandes zones ouvertes où une couverture plus large est souhaitée.

· Type IV :

    -Caractéristiques : Présente un motif de projection asymétrique vers l'avant avec une largeur latérale optimale de 60 degrés, offrant un éclairage intense et uniforme de 90 à 270 degrés. La trajectoire de 50 % de candela se situe entre 2,75 et 3,75 fois la hauteur de montage côté rue du luminaire. Il émet un motif lumineux elliptique avec une plus grande projection vers l'avant mais une largeur plus petite que le Type III. Son rétroéclairage minimal le rend idéal pour contrôler les débordements de lumière. Il est destiné aux installations latérales le long de routes larges, où la largeur ne dépasse pas 3,7 fois la hauteur de montage.

· Type V:

    -Caractéristiques : Produit un motif lumineux circulaire parfaitement symétrique avec une intensité égale à tous les angles latéraux. La trajectoire de 50 % de candela est circulairement symétrique autour du luminaire.

    -Applications : Idéal pour éclairer de grandes zones ouvertes à partir d'un point de montage central, telles que les parkings, les intersections, les îlots centraux dans les parcs et les zones de travail ou de tâches générales où une distribution uniforme de la lumière dans toutes les directions est requise.

· Type VS:

    -Caractéristiques : Similaire au Type V, mais produit un motif lumineux carré symétrique avec une intensité lumineuse constante à tous les angles latéraux.

    -Applications : Convient aux grandes surfaces nécessitant un éclairage carré uniforme, comme les parkings et les places publiques.

Tableau 2 : Type de distribution lumineuse latérale IESNA (IV/VS)

4.3. Type de distribution lumineuse verticale (extrêmement court, court, moyen, long, extrêmement long)

Ces classifications définissent la manière dont la lumière est distribuée longitudinalement le long de la route, en fonction de l'emplacement du point de candela maximal. Ils sont essentiels pour déterminer l’espacement approprié des poteaux et assurer un éclairage uniforme le long de la route.

·Très court (VS) : Le point de candela maximal se situe entre 0 et 1,0 fois la hauteur de montage le long de la route. L'espacement recommandé entre les poteaux est d'environ 1 fois la hauteur de montage.

·Court (S) : Le point candela maximal se situe entre 1,0 et 2,25 fois la hauteur de montage le long de la chaussée. Luminaires avec un “ S” Les classifications sont généralement adaptées à une utilisation lorsque l'espacement des pôles est inférieur à 2,25 fois la hauteur de montage.

·Moyen (M) : Le point candela maximal se situe entre 2,25 et 3,75 fois la hauteur de montage le long de la route. Ce type convient à un espacement des poteaux compris entre 2,25 et 3,75 fois la hauteur de montage.

· Long (L) : Le point candela maximal se situe entre 3,75 et 6,0 fois la hauteur de montage le long de la chaussée. Les luminaires avec une classification « L » sont destinés à être utilisés avec des espacements de poteaux plus grands, en particulier 3,75 à 6,0 fois la hauteur de montage.

· Très long (VL) : Le point de candela maximal se situe en dehors de 6,0 fois la hauteur d'installation le long de la chaussée.

Tableau 3 : Types de distribution lumineuse verticale IESNA (VS, S, M, L, VL)

Bien que fondamentales, les classifications IESNA servent davantage de lignes directrices que de règles rigides. Leur application efficace nécessite la prise en compte de nombreuses variables spécifiques au site, soulignant le rôle essentiel des outils de conception d’éclairage avancés et du jugement d’experts pour obtenir un éclairage optimal. Plusieurs sources précisent explicitement que les normes IESNA sont des « lignes directrices » ou des « règles non définitives » et qu'elles sont influencées par des facteurs tels que « la hauteur de montage du luminaire, son angle d'inclinaison, la longueur du bras et la distance par rapport à l'accotement », ainsi que « l'emplacement du luminaire et l'état de la route ». Ces sources mentionnent également l'importance des « données photométriques » et de la « simulation » pour optimiser la distribution lumineuse. La distribution lumineuse théorique définie par un type IESNA peut varier considérablement en fonction des paramètres d'installation spécifiques. Par exemple, une hauteur de montage ou un angle d'inclinaison incorrect peut entraîner une uniformité insuffisante, un éblouissement excessif ou une distribution lumineuse inefficace, même si le type IESNA « correct » est sélectionné. Ceci est illustré par la référence à la « distribution lumineuse latérale de type II du T2M53007, qui ne parvient pas à diriger correctement la lumière du luminaire vers la chaussée, ce qui entraîne une uniformité insuffisante ». Cette complexité nécessite une analyse photométrique et une simulation détaillées, démontrant qu'une conception d'éclairage efficace est un processus itératif et complexe. Il ne s’agit pas simplement de sélectionner un type de luminaire dans un catalogue. Les concepteurs doivent combiner les connaissances théoriques (normes IESNA) avec les conditions réelles du site et valider leurs choix avec des outils de simulation avancés. Cela souligne l’importance des professionnels de l’éclairage experts pour naviguer dans ces complexités afin de fournir des solutions d’éclairage véritablement optimisées et performantes.

Le système IESNA fournit un cadre solide pour optimiser la couverture lumineuse et l'espacement des poteaux en classant de manière exhaustive la distribution lumineuse latérale et verticale. Cette double classification contribue directement à améliorer l’efficacité énergétique et la sécurité dans les projets d’éclairage routier. L'IESNA catégorise les luminaires en fonction de leur distribution lumineuse « latérale » (sur la route, ce qui correspond à la largeur et à la couverture de la route) et « verticale » (le long de la route, ce qui correspond à l'espacement des poteaux). Les types horizontaux (IV/VS) correspondent à la largeur de la route (par exemple, type I pour les voies simples, type II pour les voies doubles, type III pour les autoroutes et type V pour les grandes zones). Les types verticaux (S, M, L) sont directement liés à l'espacement recommandé des poteaux et à leur espacement. En définissant précisément la répartition lumineuse latérale et longitudinale sur la chaussée, l'IESNA permet aux concepteurs de sélectionner des luminaires minimisant le chevauchement lumineux (gaspillage d'énergie) et éliminant les zones d'ombre (impact sur la sécurité et le confort visuel). Par exemple, la sélection d’une distribution verticale « longue » permet un espacement plus important des poteaux, réduisant ainsi considérablement le nombre de poteaux et de luminaires nécessaires pour un segment de route donné. Cela a un impact direct sur les coûts d’installation initiaux et sur la consommation d’énergie à long terme. À l’inverse, une mauvaise évaluation de la répartition verticale peut entraîner un éclairage excessif ou une couverture insuffisante entre les poteaux. Une classification horizontale et verticale complète permet des conceptions d'éclairage hautement optimisées qui sont à la fois fonctionnellement efficaces et économes en ressources. Cette optimisation est essentielle pour atteindre les objectifs définis dans des normes telles que la norme ANSI/IES RP-8-22, qui incluent « minimiser la consommation d'énergie », « améliorer la qualité de vision du conducteur » et « fournir un éclairage de haute qualité avec un contraste accru pour la visibilité des dangers ». Il s'agit d'une approche systématique et scientifique visant à concilier les besoins d'éclairage avec la faisabilité économique, la sécurité et l'impact environnemental.

5. Analyse comparative et considérations de conception

La conception efficace de l’éclairage extérieur en Amérique du Nord est une interaction complexe de divers systèmes de classification et de propriétés optiques. Comprendre comment les luminaires à coupure, les luminaires sans coupure, la distribution en aile de chauve-souris et les classifications IESNA interagissent est essentiel pour développer des solutions d'éclairage optimales, conformes et durables.

5.1. Interaction entre la classification de coupure et le type IESNA

Les classifications de coupure (coupure complète, coupure, semi-coupure et non-coupure) contrôlent principalement la quantité de lumière émise au-dessus du plan horizontal et constituent un mécanisme clé pour contrôler la pollution lumineuse et l'éblouissement. En revanche, les types IESNA (IV/VS) décrivent la forme et la distribution de la lumière au niveau du sol, ce qui détermine l'effet d'éclairage dans des zones telles que les routes ou les parkings.

Dans l'éclairage public nord-américain contemporain, l'accent est mis sur l'utilisation de luminaires à coupure totale. Cette préférence est motivée par des initiatives rigoureuses en matière de ciel étoilé, des objectifs environnementaux et le désir de minimiser l’intrusion de lumière et l’éblouissement. Ces luminaires à coupure totale sont ensuite soigneusement conçus pour avoir des distributions latérales et verticales IESNA spécifiques (par exemple, un luminaire à distribution moyenne de type III à coupure totale). L'aspect « coupure » assure la responsabilité environnementale en empêchant la lumière de se répandre vers le haut, tandis que l'aspect « type IESNA » garantit que la lumière est dirigée et distribuée de manière fonctionnelle vers la zone prévue (par exemple, une autoroute à plusieurs voies ou un grand parking). Ces deux systèmes fonctionnent en tandem : la coupure s'attaque à « l'endroit où la lumière ne doit pas aller », tandis que l'IESNA s'attaque à « l'endroit où la lumière doit aller et comment elle doit être distribuée ».

5.2. Intégration de la distribution lumineuse Batwing et de la classification IESNA

La distribution des chauves-souris n'est ni une classification IESNA ni une classification de coupure en soi. Il s’agit plutôt d’une caractéristique de conception optique spécialisée destinée à améliorer la « qualité » et « l’uniformité » de la lumière dans la zone éclairée. Son objectif principal est d’éliminer les points chauds et de fournir un environnement d’éclairage confortable et sans éblouissement.

L'optique Batwing peut être intégrée de manière transparente dans des luminaires avec diverses distributions IESNA, en particulier ceux conçus pour une couverture de grande surface. Par exemple, un luminaire IESNA Type V, qui produit un motif circulaire symétrique, peut être équipé d'optiques batwing. Cette combinaison produit un motif lumineux circulaire qui est non seulement symétrique mais également exceptionnellement uniforme et exempt de points chauds inconfortables, ce qui le rend idéal pour les grandes places, les intersections centrales ou les zones industrielles ouvertes nécessitant un éclairage constant. De même, on peut également le retrouver dans les distributions de type III. Cela démontre comment le batwing peut servir d’amélioration qualitative dans le cadre quantitatif de l’IESNA.

5.3. Considérations générales pour les projets d'éclairage public en Amérique du Nord

La sélection des luminaires pour les projets d'éclairage public nord-américains est un problème d'optimisation multidimensionnel qui nécessite une approche holistique, équilibrant la conformité réglementaire (coupure/bug), les exigences fonctionnelles (IESNA horizontale/verticale) et la qualité de la lumière (batwing, contrôle de l'éblouissement) pour obtenir une sécurité, une efficacité et une gestion environnementale optimales. Il s’agit rarement d’un choix unique et isolé.

·Efficacité énergétique : La sélection stratégique de luminaires avec des classifications de coupure appropriées (en particulier la coupure complète) et des types IESNA optimisés contribue directement aux économies d'énergie. En dirigeant la lumière précisément vers les zones où elle est nécessaire et en minimisant le gaspillage de lumière (éclairage vers le haut, rétroéclairage, déversement), la consommation globale d'énergie peut être réduite. L’adoption généralisée de la technologie LED améliore encore ces efficacités grâce à sa flexibilité de conception inhérente et à son rendement lumineux/watt plus élevé.

·Confort visuel et sécurité : minimiser l’éblouissement et garantir une uniformité d’éclairage élevée sont essentiels au confort visuel et à la sécurité. Les luminaires de type coupure appropriés réduisent l'éblouissement gênant pour les conducteurs et les piétons, tandis que les types IESNA appropriés (éventuellement améliorés avec des optiques en aile de chauve-souris) garantissent des niveaux de lumière uniformes, réduisent les ombres et améliorent la visibilité pour la détection des dangers. Cela est directement lié à une baisse du nombre d’accidents de voiture nocturnes et à une amélioration de la sécurité des piétons.

· Initiatives Dark Sky et impacts environnementaux : Le respect des principes de coupure totale de lumière et des directives de DarkSky International et des pratiques recommandées par l'IES, telles que la RP-33, Pratique recommandée pour l'éclairage ambiant extérieur, est essentiel pour atténuer la lumière du ciel, préserver les paysages nocturnes naturels et protéger les écosystèmes nocturnes. Cela reflète la prise de conscience environnementale croissante dans la conception de l’éclairage.

·Conformité réglementaire : les codes locaux, municipaux et étatiques en Amérique du Nord imposent souvent des classifications de coupure spécifiques (par exemple, coupure totale) et recommandent ou exigent souvent le respect des types IESNA pour diverses applications d'éclairage extérieur. La conformité n’est pas seulement une exigence légale mais aussi un engagement en faveur d’un développement urbain responsable.

· Avantages économiques : Outre les avantages environnementaux et de sécurité, une conception d’éclairage optimisée guidée par les normes IESNA et les exigences de coupure peut offrir des avantages économiques significatifs. Il s’agit notamment de réduire les coûts d’installation initiaux (par exemple, en optimisant l’espacement des poteaux de type vertical IESNA) et de réduire les dépenses d’exploitation à long terme grâce aux économies d’énergie. De plus, les zones bien éclairées améliorent l’image publique, attirant potentiellement plus de personnes dans les zones commerciales et stimulant l’activité économique.

Dans les applications pratiques, les luminaires doivent répondre à de multiples exigences : par exemple, ils doivent être « à coupure complète » pour se conformer aux réglementations sur le ciel étoilé et minimiser la pollution lumineuse ; ils doivent posséder le type horizontal IESNA approprié (par exemple, Type II ou Type III) pour éclairer efficacement une chaussée d'une largeur donnée ; ils doivent posséder le type vertical IESNA approprié (par exemple, Moyen ou Long) pour obtenir un espacement optimal des poteaux le long de la chaussée pour l'uniformité et la rentabilité ; et ils peuvent avoir besoin d'intégrer des optiques en forme d'aile de chauve-souris pour assurer une distribution uniforme et sans éblouissement de la lumière sur la chaussée, améliorant ainsi le confort visuel des occupants. De plus, toutes les conceptions doivent être conformes aux réglementations municipales locales. Cette exigence multiforme signifie que les concepteurs d’éclairage ne peuvent pas simplement sélectionner un seul type IESNA de manière isolée. Ils doivent tenir compte de la valeur de coupure du luminaire, de son optique interne (par exemple, batwing) et de la manière dont ces caractéristiques fonctionnent ensemble pour répondre aux divers objectifs fonctionnels, environnementaux, réglementaires et esthétiques du projet. La complexité de trouver un luminaire répondant simultanément à tous ces critères nécessite souvent des outils d’analyse photométrique et de simulation détaillés. Cela souligne le rôle indispensable du conseil d’experts et d’un processus de conception complet dans l’éclairage extérieur moderne.

6. Conclusion

La conception de l’éclairage extérieur, en particulier en Amérique du Nord, est un domaine complexe et nuancé, centré sur une compréhension approfondie de divers concepts de distribution lumineuse. Cet article clarifie les différences fondamentales entre les luminaires à coupure (coupure complète, coupure et semi-coupure), les luminaires sans coupure et les distributions batwing spécialisées, et fournit une comparaison complète avec le système de classification IESNA faisant autorité pour l'éclairage public nord-américain. Les classifications de coupure servent principalement de mécanisme de contrôle clé pour la pollution lumineuse et l'éblouissement, les luminaires à coupure complète représentant les normes les plus strictes et les plus respectueuses de l'environnement en dirigeant toute la lumière vers le bas. En revanche, l’absence de tels contrôles dans les luminaires non-cut-off augmente considérablement l’intrusion de lumière et la lucarne, ce qui conduit à une utilisation de plus en plus limitée. La distribution Batwing, contrairement à ces classifications plus larges, est une solution d'ingénierie optique axée sur l'obtention d'une uniformité et d'un confort visuel supérieurs dans la zone éclairée. Il est souvent utilisé en complément des types IESNA pour des applications spécifiques nécessitant un éclairage sans point chaud. En fin de compte, la conception optimale de l’éclairage public en Amérique du Nord est une entreprise complexe et complète. Cela nécessite de combiner les modèles de distribution précis et basés sur la zone de l'IESNA avec des exigences de coupure strictes et, le cas échéant, des solutions optiques avancées telles que Batwing. Cette approche globale garantit non seulement un éclairage fonctionnel, mais maximise également l’efficacité énergétique, améliore la sécurité publique et le confort visuel et maintient les principales initiatives de protection du ciel étoilé. Une sélection éclairée et une conception professionnelle des luminaires, guidées par ces normes et considérations complètes, sont essentielles pour créer un environnement d’éclairage extérieur durable, conforme et de haute qualité pour la communauté.