Lumière

Une section précédente a abordé la notion de biophilie, ou l’attrait naturel des humains d’entrer en contact avec l’extérieur, avec la nature. Les ouvertures vers l’extérieur, la possibilité d’avoir une vue vers un environnement naturel ainsi que l’accès à la lumière naturelle sont tous des éléments qui faisant partie d’une architecture dite « restorative », permettant de diminuer le stress et favorisant également un état de bien-être (Kellert et al., 2008 ; Arsenault, 2012; Borisuit et al. 2014; Van den Wymelenberg et Inaninci, 2009). Deux études en milieux réels à la méthodologie semblable, de comparaison d’échantillons imposants, menées par Heschong et al., 2002, ont d’ailleurs prouvé un lien de corrélation entre la présence de lumière naturelle et, d’une part, la performance d’élèves dans un bâtiment scolaire, et d’autre part, le nombre de ventes dans des magasins. (Heschong et al., 2002). La section se penche spécifiquement sur les facteurs lumineux possédant un impact sur la perception visuelle.

2.3.1.1 Variables dynamiques : nébulosité du ciel et position du soleil

Les données climatiques telles que l’orientation, la nébulosité du ciel et la position du soleil peuvent créer des ambiances lumineuses remarquablement différentes. Par exemple, la lumière du nord est souvent considérée comme étant de teinte plus froide, avec un meilleur rendu optique et stimulant la concentration. Elle permet d’éviter les rayons directs du soleil et donc l’éblouissement. La lumière du sud, possède une température couleur plus chaleureuse et plus relaxante. (Arsenault, 2012). Dans un climat nordique comme la ville de Québec, la nébulosité du ciel occupe 63 % de l’année (Demers, 2001), il faut donc considérer à la fois les ambiances lumineuses générées par une lumière diffuse et une lumière directe (Jafarian, 2016). La température de couleur, mesurée en degrés Kelvin, est une caractérisation des sources de lumière comparativement à un matériau émettant de la lumière uniquement par l’effet de chaleur. Alors qu’une lumière artificielle produit une ambiance lumineuse relativement constante, la couleur de la lumière naturelle varie énormément au courant d’une journée. L’ambiance lumineuse a donc tendance à être modifiée, les couleurs des surfaces se teintant selon la lumière qui leur est transmise (Chain, 2001). En effet, comme le démontre la Figure 5, la distribution spectrale des températures de couleurs selon l’orientation est complètement différente selon le type de ciel. La variation des conditions du ciel génère une grande différence sur la couleur de la lumière. De ce fait, dans une même journée, la température de couleur peut varier entre 2000 K au crépuscule à 40 000 K pour le bleu d’un ciel dégagé. En moyenne, la lumière diffuse pour un ciel couvert est uniforme et représente une température de couleur d’environ 6000 K, alors que la lumière directe pour un ciel dégagé varie de 7000 K près du soleil jusqu’à plus de 20 000 K pour les côtés opposés au soleil. (Chain et al., 2001).

Figure 5.Température de couleur et moment de la journée (adaptation de Chain (2001)).

Une étude menée en Suisse par Borisuit et al. (2014) se penche sur les variables dynamiques de la lumière naturelle dans un contexte de bureau. Les participants effectuent des tâches de lecture ou

Lever et coucher du soleil Matin et après- midi Zénith Ciel couvert

d’étude durant deux après-midis consécutifs dans une pièce composée d’une grande fenêtre orientée au sud. À chaque heure, ils doivent qualifier leur confort visuel, leur niveau d’éveil, leur humeur ainsi que leur bien-être psychologique à l’aide d’un questionnaire, lorsqu’étant en contact avec la lumière naturelle (premier après-midi), et avec des sources de lumière uniquement artificielle (deuxième après-midi) (voir Figure 6). De plus, des données photométriques sont prises lors de l’étude. Cette étude révèle une grande variété et un grand dynamisme au niveau du ciel : les données photométriques ont subi des changements significatifs selon l’heure et la nébulosité du ciel. De plus, à la manière des études précédentes, les gens ont mieux apprécié la présence de lumière naturelle. Leur acceptation visuelle étant significativement plus élevée sous une lumière naturelle que sous une lumière artificielle, leur état d’éveil, leur bien-être et leur confort visuel ont varié de façon significative selon les conditions du ciel.

Figure 6. lieu d’expérimentation sous une lumière directe et une lumière diffuse (Borisuit et al. 2014, p.195).

2.3.1.2 Confort visuel

Le confort visuel est déterminant de la performance et la productivité face à une tâche visuelle. L’absence de reflet est un des facteurs clés afin d’atteindre le confort visuel. L’éblouissement est une des causes les plus étendues liées à l’inconfort visuel. (Jafarian, 2016; IES Lighting, 2015). Tel que dit précédemment, chaque tâche visuelle est liée à un certain besoin en éclairage et la performance et la sensation de productivité sont directement liées au confort visuel. Van den Wymelenberg et Inanici (2009) examinent le lien entre le confort visuel, les préférences, les seuils de tolérance et les différents niveaux lumineux expérimentés par l’occupant dans un contexte de

bureau orienté sud-ouest intégrant des systèmes de stores électriques. Des données photométriques (luminance et photos à haute gamme dynamique) reliées à la luminance verticale et horizontale sont liées avec les réponses des questionnaires. Le participant doit manipuler les stores afin de déterminer la scène qu’il considère comme étant la plus préférable pour des tâches visuelles à l’ordinateur et de lecture sur papier, alors que les données photométriques et les données de luminance sont compilées. Par la suite, le participant revient dans la salle et répète le même processus cette fois-ci pour déterminer selon lui un environnement un peu dérangeant (voir Figure 7). Les données ayant été prises avec une grande variété au niveau de la nébulosité du ciel et de la position du soleil, les résultats dénotent un grand éventail de valeurs de niveaux luminance à la fois pour les données des ambiances « préférable » et « dérangeante ». Il est en fait impossible de distinguer statistiquement les différences entre les scènes préférables et dérangeantes entre les divers participants. Il est intéressant de noter que 11 des 12 sujets ayant participé à l’expérience sous des conditions ensoleillées ont choisi d’intégrer une certaine quantité de lumière directe dans le bureau, les effets agréables de l’exposition du soleil augmentant la tolérance aux reflets. (Van den Wymelenberg et Inanici, 2009) Les résultats suggèrent que dû à plusieurs variables dynamiques liées à la lumière naturelle (nébulosité et position du soleil), la calibration de systèmes d’obturation est complexe puisqu’elle dépend de la l’orientation de la pièce, de la position de l’occupant et des reflets présents. Ainsi, le confort visuel, le niveau d’éblouissement et de performance à une tâche sont dépendants du niveau de lumière pénétrant dans la pièce.

Figure 7. démonstration du positionnement des stores d’un participant pour créer un environnement « un peu dérangeant » (gauche) et « préféré » (droite), (Van den Wymelenberg et Inanici 2009, p.8.).