Comment favoriser la lumière naturelle dans le bâtiment ?

Vouloir profiter de la lumière naturelle du jour dans un bâtiment, c’est œuvrer sur 4 axes :

• Capter la lumière du jour : en la recueillant pour éclairer naturellement un bâtiment ;
• Transmettre la lumière naturelle : en favorisant sa pénétration à l'intérieur d'un local. La pénétration de la lumière dans un espace est influencée par les caractéristiques des ouvertures (selon les dimensions, formes, positions ainsi que le matériau de transmission utilisé qui peut être transparent ou translucide) ;
• Distribuer : en dirigeant et transportant les rayons lumineux de manière à créer une bonne répartition de la lumière naturelle dans le bâtiment ;
• Se protéger : en arrêtant partiellement ou totalement le rayonnement lumineux lorsqu'il présente des caractéristiques néfastes à l'utilisation d'un espace ou d’une pièce. Pour atteindre le confort visuel, il est essentiel de se protéger de l'éblouissement. Une protection solaire a pour objectif d’empêcher le rayonnement solaire d'atteindre une surface que l'on ne souhaite pas voir ensoleillée.

Concernant la captation de la lumière dans un bâtiment (à savoir capter le maximum de rayonnement solaire direct) : celle-ci se fera par les ouvertures (ou les parois transparentes et translucides) qui doivent être les plus perpendiculaires aux rayons du soleil. En revanche, par ciel couvert, les performances d'une fenêtre sont avant tout liées à la portion de ciel visible depuis l'ouverture. Les fenêtres en façade et les ouvertures zénithales (fenêtres de toit, verrières, skydomes) ont un comportement radicalement divergent en ce qui concerne la sélection des pénétrations solaires.

• Les ouvertures latérales ne voient qu'une partie du ciel. Par ciel couvert, ces ouvertures verticales ont donc des performances lumineuses nettement plus faibles que les ouvertures horizontales. Cependant, les fenêtres latérales en façade sud transmettent un maximum de rayons solaires en hiver, ce qui favorise l'utilisation des gains solaires, tout en limitant les pénétrations estivales et les surchauffes qu'elles induisent.

Source image : Bluetek

• Les ouvertures zénithales (et également sur pan incliné, comme les fenêtres de toit) s'ouvrent sur la totalité (ou une partie) de la voute céleste, et induisent un large accès à la pénétration de lumière diffuse. Cette distribution lumineuse est aussi beaucoup plus homogène que celle produite par une ouverture verticale. De plus, la lumière entre dans les locaux par le plafond, ce qui limite à priori les phénomènes d'éblouissement. Cependant, les ouvertures zénithales captent mal les rayons solaires d'hiver alors qu'elles laissent plus largement pénétrer le soleil d'été, ce qui implique, à défaut de protections appropriées, des risques d’élévation de température dans les locaux et d’inconfort d’été.

Source image : Maison Air et Lumière, VELUX

Enfin, il convient aussi de se rappeler que le rayonnement lumineux est une partie visible du rayonnement solaire, et que par conséquent, il conviendra d’ajuster au mieux l’équilibre entre la captation du rayonnement direct, surtout l’hiver, mais aussi via une protection l’été ; tout en favorisant également la captation maximale de rayonnement diffus.

Une répartition harmonieuse de la lumière naturelle dans un bâtiment peut être favorisée par différentes approches basées sur :

• le type de distribution lumineuse (direct, indirecte) ;
• la répartition des ouvertures ;
• l'agencement des parois intérieures ;
• le matériau des surfaces du local ;
• les zones de distribution lumineuse ;
• les systèmes de distribution lumineuse.