II- Les dispositifs non zénithaux

L’ambiance lumineuse d’un espace éclairé par le haut sera diffusée si le rayonnement solaire direct est contrôlé.

Les normes pour l’homogénéité de l’éclairage sont données par le comité international de l’éclairage (C.I.E). Le critère d’homogénéité pour un espace donné est fonction de sa hauteur (H) et de la distance (D) entre les sources. Pour une prise de jour par toiture à lanterneaux, il y a homogénéité de l’éclairage si (D) est ≤ 1,5 (H).

D

H

-Figure 59 : dimensionnement des lanterneaux-

Source : le milieu physique et le projet d’architecture. P.MILLER-CHAGAS)13

Les parties vitrées concernent deux orientations opposées (ex : N/S ou E/O).

Le problème du contrôle du rayonnement solaire direct se posera donc pour toutes les orientations, sauf pour le nord.

Voici quelques solutions pour les différentes orientations :

12,13 P .MILLER-CHAGAS, mai 1986, Le milieu physique et le projet d’architecture : mémoires du séminaire

ARCHITECTURE ET ENVIRONNEMENT PHYSIQUE, école d’architecture de Strasbourg (1975-1985). P 118 à

119

N S

E O

Lanterneau

-Figure 60 : Exemples de contrôle du rayonnement solaire dû aux lanterneaux- Source : le milieu physique et le projet d’architecture. P.MILLER-CHAGAS)14

Une orientation N/S permet une dissymétrie du dispositif (pas de problème de rayonnement solaire direct au N).

Les problèmes du soleil du matin (E) et du soir (W) en sont négligeables : grand angle d’incidence et réflexion du rayonnement dans le lanterneau.

N ^S

-Figure 61 : Exemple de contrôle du rayonnement solaire dû aux lanterneaux - Source : le milieu physique et le projet d’architecture. P.MILLER-CHAGAS)15

Le dimensionnement du dispositif à vitrage au nord est fonction de la hauteur maximale du soleil.

14,1514 P .MILLER-CHAGAS, mai 1986, Le milieu physique et le projet d’architecture : mémoires du séminaire

ARCHITECTURE ET ENVIRONNEMENT PHYSIQUE, école d’architecture de Strasbourg (1975-1985). P 119 à

Plusieurs musées possèdent des toitures à lanterneaux dont :

- Le musée de préhistoire à Nemours (Belgique), par l’architecte : Roland SIMOUNET. - Le musée Miro prés de Barcelone (Espagne), par l’architecte : José Luis SERT. - Le musée de Tokyo (Japon), par l’architecte : LE CORBUSIER, dont tous les

lanterneaux sont traités de la même façon quelque soit l’orientation, le problème du contrôle solaire ayant été résolu par la pose de vitrage diffusant (Figure 62).

Vitrage

diffusant

-Figure 62 : représentation du lanterneau du musée de TOKYO- Source : le milieu physique et le projet d’architecture. P.MILLER-CHAGAS)16

L’exemple du musée de Tokyo (arch. : LE CORBUSIER) : le lanterneau est traité de la même façon quelle que soit l’orientation. Le problème du contrôle du rayonnement solaire direct est résolu par la mise en place de verre diffusant.

b)- Toitures sheds

16 P .MILLER-CHAGAS, mai 1986, Le milieu physique et le projet d’architecture : mémoires du séminaire

ARCHITECTURE ET ENVIRONNEMENT PHYSIQUE, école d’architecture de Strasbourg (1975-1985). P 119 à

L’ambiance lumineuse d’un espace couvert par une toiture sheds est diffuse si le vitrage est orienté au nord aux latitudes moyennes de l’hémisphère nord.

Il y’a homogénéité de l’éclairage si D≤ 1,5H (Figure :).

H

D

-Figure 64 : dimensionnement des sheds-

Source : le milieu physique et le projet d’architecture. P.MILLER-CHAGAS)18

Les variations de l’intensité lumineuse sont fonction de l’angle d’ouverture qui conditionne la dimension de la portion vitrée et de la portion réfléchissante (Figure 65).

21° 43° 19°

10°

-Figure 65 :l’angle d’ouverture des sheds-

Source : le milieu physique et le projet d’architecture. P.MILLER-CHAGAS)19

17,18,19 P .MILLER-CHAGAS, mai 1986, Le milieu physique et le projet d’architecture : mémoires du séminaire

ARCHITECTURE ET ENVIRONNEMENT PHYSIQUE, école d’architecture de Strasbourg (1975-1985). P 119 à

Certains sheds peuvent avoir un vitrage incliné admettant de la lumière zénithale. L’exemple de l’extension du musée Kroller-Muller à Oterloo (arch. : QUIST).

a

-Figure 66 : représentation des sheds du musée Kroller-Muller- Source : le milieu physique et le projet d’architecture. P.MILLER-CHAGAS)20

Dans ce cas, il n’y a pas de problème de rayonnement solaire direct car c’est l’angle alpha qu’il faut prendre en compte. Or alpha est largement supérieur à la hauteur maximale du soleil. Tous les rayons solaires d’angle moins importants seront stoppés par le dispositif. Si l’on compare les sheds de l’extension du musée Kroller-Muller et ceux du musée

Abteiberg, on remarque, pour un même type d’ambiance, une nette différence au niveau de l’intensité lumineuse. Les salles de l’extension du musée Kroller-Muller montrent un espace beaucoup plus lumineux. Le fait d’avoir une partie de vitrage zénithal, mais aussi la grande taille de la surface réfléchissante et de la surface totale de vitrage et la couleur claire des matériaux utilisés, contribuent à donner à la salle sa clarté et sa luminosité.

Alors qu’en comparaison les salles d’exposition du musée Abteiberg bénéficie d’un éclairage dont l’intensité lumineuse est nettement moindre ; tous les paramètres entrant en jeu

contribuant à cela : surface de vitrage et surface réfléchissante moindre, pas de partie vitrée zénithale, sol de couleur sombre. D’autre part le dispositif d’éclairage artificiel est très présent et masque une partie du vitrage alors que dans l’extension du musée Kroller-Muller il est rejeté à l’extérieur.

Un cas particulier : le sheds unique du musée de TOKYO, où que le critère d’homogénéité est respecté.

c)- L’éclairage indirect

On peut créer des effets intéressants sur le même principe que le shed : une source, un réflecteur. L’intérêt est d’utiliser un des plans de l’espace comme intermédiaire. L’éclairage est indirect, la source est invisible.

20 P .MILLER-CHAGAS, mai 1986, Le milieu physique et le projet d’architecture : mémoires du séminaire

ARCHITECTURE ET ENVIRONNEMENT PHYSIQUE, école d’architecture de Strasbourg (1975-1985). P 119 à

l’espace.

c)-1- Éclairage indirect ponctuel

Dans la chapelle de Ronchamp (Notre dame du haut). LE CORBUSIER utilise un

« périscope » à lumière. La source est invisible. Il est possible de moduler l’intensité de la lumière en augmentant ou diminuant la portion vitrée.

Source

Reflecteur Reflecteur

Source

Vue de face

-Figure 67 : dispositif indirect ponctuel-

Source : le milieu physique et le projet d’architecture. P.MILLER-CHAGAS)21

c)-2- Éclairage indirect en bande

L’intérêt de ce système est qu’il limite, quelle que soit l’orientation, la pénétration des rayons solaires directs.

21,22 P .MILLER-CHAGAS, mai 1986, Le milieu physique et le projet d’architecture : mémoires du séminaire

ARCHITECTURE ET ENVIRONNEMENT PHYSIQUE, école d’architecture de Strasbourg (1975-1985). P 119 à

-Figure 68 : dispositif indirect en bande-

Source : le milieu physique et le projet d’architecture. P.MILLER-CHAGAS)22

Pour une orientation nord ou sud : - vitrage au nord :

Pas de problème - vitrage au sud :

Le mur réflecteur sera difficilement utilisable en cimaise.

Il existe plusieurs variantes de ces dispositifs, en voici quelques illustrations23 :

Reflecteur

Source

Source

Figure 69 : dispositif inversé Figure 70 : dispositif avec brises soleil

23 P .MILLER-CHAGAS, mai 1986, Le milieu physique et le projet d’architecture : mémoires du séminaire

ARCHITECTURE ET ENVIRONNEMENT PHYSIQUE, école d’architecture de Strasbourg (1975-1985). P 119 à

- Figure 71 : dispositif en bande avec lamelles –

(Source : le milieu physique et le projet d’architecture. P.MILLER-CHAGAS)

III-III- Les dispositifs zénithaux