Éclairage dynamique : stimulation visuelle et biologique

Longtemps exclusivement associée à la vision, ce n'est que récemment que la lumière a pu être liée hors de tout doute à des effets non visuels sur le corps humain1. Ainsi, il est désormais acquis que par sa présence (ou absence), la lumière influence le taux de sécrétion de plusieurs substances hormonales telles que la mélatonine et le cortisol. Respectivement surnommées « les hormones du sommeil et de l’éveil », ces deux substances sont directement responsables de la régulation de l'horloge biologique humaine et, par conséquent, de l'équilibre et du bien-être de tous.

Dans les faits, c'est le dynamisme de la lumière naturelle qui, par le biais de l'alternance quotidienne du jour et de la nuit, parvient à calibrer efficacement nos cycles circadiens. Malheureusement, de par notre style de vie, plus souvent qu'autrement caractérisé par de longues périodes passées à l'intérieur, loin de l'influence positive de l'éclairage naturel, nous contribuons à dérégler (ou déphaser) notre cycle d'éveil et de sommeil. C'est principalement dans l'optique de remédier à cette situation que l'éclairage artificiel dynamique a été imaginé.

Variabilité

Le principe à la base de l'éclairage dynamique est relativement simple : reproduire artificiellement la richesse d'un éclairage naturel. Autrement dit, il s'agit d'offrir aux occupants d'espaces intérieurs la possibilité de profiter des variations continues des niveaux d'éclairement (lux) et de la température de couleur (degrés Kelvin) résultant de la combinaison entre le soleil, la voûte céleste et la couverture nuageuse. Au-delà des bienfaits biologiques recherchés, notons qu'il a aussi été démontré que les préférences des occupants en ce qui a trait à l'éclairage artificiel variaient en fonction des conditions climatiques extérieures, de la luminosité extérieure et du moment de la journée2.

D'autre part, en plus d'imiter un éclairage naturel, une approche dynamique permet aussi d'adapter l'environnement lumineux en fonction des activités ou tâches à accomplir. À titre d'exemple, en ayant recours à un niveau d'éclairement (lux) élevé de haute température (K), il est possible de favoriser le travail de concentration. À l'opposé, en utilisant un éclairement (lux) faible de basse température (K), une ambiance axée sur la détente peut être générée3.

À la fois stimulante visuellement et biologiquement, c'est cette variabilité que plusieurs chercheurs et manufacturiers dans le domaine de l'éclairage cherchent à reproduire. Pour ce faire, ils développent et proposent des appareils combinant généralement deux sources lumineuses de température de couleurs différentes. En jumelant le flux lumineux de ses sources et en variant l'intensité de celles-ci, l'appareil peut alors produire un output lumineux à température de couleur variable. Au cours des dernières années, les avancées rapides dans le monde des DEL ont contribué à la mise en marché d'appareils combinant plusieurs sources. Cette stratégie maximise le dynamisme de l'éclairage en offrant une précision accrue et une gamme élargie de températures de couleur pouvant être obtenues avec un seul et même appareil.

Pattern quotidien et configuration préprogrammée

Plusieurs recherches ont étudié (ou étudient présentement) l'impact de l'éclairage artificiel dynamique sur le confort biologique des occupants et sur leurs performances dans un tel contexte lumineux. Dans le cadre de ces recherches, des protocoles lumineux ont été développés. Ceux-ci se traduisent par des horaires quotidiens en fonction desquels les niveaux d'éclairement et de température de couleurs varient automatiquement de manière à imiter le caractère changeant de la lumière naturelle ou encore par des configurations préprogrammées permettant de créer sur demande l'ambiance souhaitée.

À titre d'exemple, lorsque utilisé dans un contexte scolaire, un éclairage dynamique permet à l'enseignant de sélectionner, parmi plusieurs configurations préprogrammées, une ambiance lumineuse appropriée à l'activité en cours. En comparaison à un éclairage conventionnel, il a été démontré que l'emploi d'un éclairage dynamique en salle de classe pouvait avoir un impact positif sur les performances des étudiants.4

Au-delà des standards reconnus

Évidemment, le déploiement d'une stratégie d'éclairage fondamentalement axée sur la variabilité nécessitera d'importants changements de mentalité en ce qui a trait aux pratiques courantes en éclairage artificiel. Dans un monde où les principales décisions relatives à l'éclairage sont encore (et depuis toujours) généralement prises en fonction d'une valeur de seuil d'éclairement (lux) à atteindre, une telle évolution se fera probablement attendre encore quelque temps.

Sans vouloir précipiter la mise en oeuvre généralisée de l'éclairage dynamique, il importe de demeurer à l'affût des avantages et possibilités que peut offrir ce genre de stratégie. De par leurs résultats et conclusions, d'autres travaux et recherches continueront à alimenter le débat, il importe que tous y portent attention.

1. Boyce, P., Hunter, C., Howlett, O. (2003). The benefits of daylight through windows. New York, NY: Lighting Research Center of Rensselaer Polytechnic Institutes.

2. Begemann SHA et al. (1997) Daylight, artificial light and people in an office environment, overview of visual and biological responses, International Journal of Industrial Ergonomics, vol. 20, no 3, pp. 231-239.

3. Kitsinelis, S. (2012) The Right Light: Matching Technologies to Needs and Applications, Taylor & Francis Group, page 65.

4. Sleegers, B. et al. (2013) Lighting affects students' concentration positively: Finding from three Dutch studies, Lighting Research & Technology, vol. 45, no 2, pp. 159-175.

L’auteur est stagiaire en architecture chez Coarchitecture (anciennement Hudon Julien Associés), bénévole au sein de la section du Québec du CBDCa et membre d’ECOOP, une coopérative offrant divers services de consultation en science du bâtiment.