J'évalue le confort visuel dans les salles de classe

Bien que les établissements scolaires soient principalement occupés en journée, lorsque la lumière du soleil est disponible, il est nécessaire d’également assurer un bon éclairement des locaux lorsque celle-ci n’est pas suffisante ou disponible.

Dans les salles de classe, un niveau d’éclairement minimum des bancs, mais également du tableau, est nécessaire pour faciliter les travaux d’écriture et de lecture, et assurer des bonnes conditions visuelles d’apprentissage. Il est prouvé qu’un niveau lumineux insuffisant accroit la fatigue visuelle et entraîne des maux de tête car il nécessite plus d’efforts de la part de l’œil. L’élève est alors dans de mauvaises conditions d’apprentissage. Son nombre d’erreurs (fautes orthographiques, erreurs de calcul …) tend alors à augmenter.

Le niveau lumineux du local s’évalue en mesurant les éclairements sur les zones de travail à l’aide d’un luxmètre.

Dans les salles de classe, afin de vérifier que l’installation d’éclairage fournit les niveaux d’éclairement souhaités, on réalise au minimum une mesure d’éclairement horizontal sur chaque banc, et des mesures d’éclairement vertical sur le tableau.

Dans les locaux servants comme les sanitaires et les couloirs, on prendra quelques mesures ponctuelles.

On en déduit l’éclairement moyen et l’uniformité des éclairements, calculée comme suit :

L’uniformité des éclairements permet d’évaluer la bonne répartition de la lumière sur les zones de travail. Une bonne uniformité permet d’éviter une réadaptation continuelle des yeux et assure que tous les élèves dans la salle de classe jouissent d’un niveau minimum de lumière sur leur banc.

Si la mesure est réalisée lorsqu’il fait noir dehors, l’éclairement mesuré est celui fourni par l’installation d’éclairage. Si maintenant la mesure est réalisée en journée, et que le local ne peut pas être totalement occulté, deux séries de mesures ponctuelles sont réalisées (si possible sous ciel couvert – ciel très nuageux – afin d’éviter les grandes variations de lumière entre les deux séries). La première série de mesures est réalisée avec l’éclairage artificiel éteint, la seconde série de mesures est réalisée avec l’éclairage artificiel allumé. Les deux mesures sont ensuite soustraites pour obtenir l’éclairement fourni par l’installation d’éclairage.

Comme illustré dans le tableau, si la salle de classe est uniquement occupée par des enfants, on cherche à atteindre un éclairement moyen de 300 lx sur les bancs (à environ 80 cm du sol dans le primaire et le secondaire, mais à environ 50 cm du sol dans le maternel). Lorsque la classe est occupée par des adultes, par exemple en enseignement en cours du soir, un éclairement plus important est nécessaire car les capacités visuelles de l’être humain chutent avec l’âge. Plutôt que 300 lx, on veillera alors à fournir 500 lx sur les bancs (comme dans les bâtiments de bureaux).

Si des projections sont réalisées dans le local, la possibilité d’avoir un niveau d’éclairement faible (de 2 à 20 lx) est recommandé. Pour ce faire, il faut prévoir des tentures ou des stores permettant d’occulter les fenêtres. Le projecteur, et la lumière qui traverse partiellement les tentures ou le store, fournira le niveau permettant aux occupants de ne pas être dans une obscurité totale.

Enfin, il est bon de préciser que les valeurs recommandées dans le tableau ci-dessus, sont un bon compromis entre les besoins visuels des élèves, les performances énergétiques et certains besoins non-visuels tels que le maintien de l’élève dans un certain état d’éveil et de concentration. Ces valeurs sont à maintenir durant toute la durée de vie de l’installation.

Plus d’info sur le facteur de maintenance ?

La présence de trop grandes luminances dans le champ visuel doit être évitée afin de minimiser les risques d’éblouissement qui diminue la capacité des élèves et du professeur à percevoir l’espace qui les entoure, et entraîne une situation très inconfortable. L’éblouissement peut-être causé par une source lumineuse artificielle comme les lampes, ou naturelle comme le soleil.

Plus d’info sur les protections solaires ?

L’éblouissement causé par un luminaire est soit dû à la vision directe de celui-ci, soit à la réflexion de sa source très lumineuse sur une paroi réfléchissante du local. L’éblouissement sera d’autant plus grand que :

• la source lumineuse est de petite taille et que sa luminosité est élevée
• le fond sur lequel le luminaire est placé est sombre

Par ailleurs, notre tolérance à l’éblouissement varie en fonction de nos activités. Ainsi, dans les couloirs ou les sanitaires, notre tolérance est plus grande que dans un espace de travail comme une salle de classe. L'axe de vision de l’occupant influence également son risque d’être ébloui. Dans les salles de classe maternelle et les salles de sports, les luminaires doivent minimiser les risques d’éblouissement pour un éventail de directions de vision.

Comme illustré dans le tableau ci-dessous, tous les luminaires ne présentent pas les mêmes risques. Certains luminaires sont plus propices que d’autres à l’inconfort visuel. C’est le cas des tubes nus, ou des luminaires à ventelles dans lesquels des tubes à LED clairs ont été placés. D’autres types de luminaires ont quant à eux été conçus pour minimiser l’inconfort quelle que soit la direction du regard. C’est le cas des luminaires « basses luminances » et « lumière douce ».

Tous les luminaires ne présentent pas les mêmes risques d'éblouissement.

La présence d’éblouissement dû à l’éclairage artificiel sera évaluée par observation directe, en se mettant à la place des occupants.

Il n’est pas toujours aisé d’évaluer le caractère éblouissant d’une installation, certaines situations ne sont de fait, a priori, pas ressenties comme éblouissantes mais entraînent une fatigue visuelle et donc, une perte d’attention de l’élève et une réduction de ses capacités à capter le message du professeur.

Le matériel en place est également un indice du risque d’inconfort lié à l’éblouissement.

L’éblouissement rencontré dans les bâtiments peut également être dû au ciel et au soleil. Pour le minimiser, on veillera à ce que le local soit équipé de tentures ou de stores, et que les bancs soient correctement placés par rapport aux fenêtres.

Plus d’info sur les protections solaires ?

Les reflets sont particulièrement dérangeants dans les locaux de travail (salle de classe, salle des professeurs). La tolérance à ceux-ci est beaucoup plus élevée dans les locaux de service (couloirs, sanitaire…).

Dans les salles de cours, des reflets sur le tableau, le mobilier, les livres, les posters plastifiés affichés aux murs peuvent perturber la lecture des élèves, et entraîner une fatigue visuelle, l’œil s’efforçant de déchiffrer le message. Dans les salles de sport, on cherchera à éviter les reflets sur le sol.

Pour corriger cette situation d’inconfort visuel, les élèves adoptent également parfois de mauvaises positions de travail qui entraînent à leur tour une fatigue physique et donc la perte de leur attention. Les risques de reflets sur les objets sont accentués si ceux-ci ne sont pas mats et si les luminaires sont très lumineux, par exemple, des tubes nus, des luminaires auxquels on a retiré les ventelles, des luminaires munis de T5 HO (pour high output). Un éclairage spécifique au tableau permet de réduire la perception de ces reflets désagréables.

Dans les salles multimédia, les classes équipées d’ordinateurs, ou de tablettes, si les luminaires ne sont pas adéquats ou s’ils sont mal positionnés, des reflets sur les écrans pourront être perceptibles et l’élève ne sera pas dans de bonnes conditions d’apprentissage.

La présence de reflets dans le local est évaluée par observation directe, en se mettant à la place des occupants.

Le matériel en place est également un indice du risque d’inconfort lié aux reflets.

Cette observation peut être couplée au test du miroir, ou de la tablette, qui consiste à placer celui-ci sur le plan de travail de l’élève et à vérifier que les luminaires n’y sont pas reflétés.

Les reflets peuvent également être dus au ciel et au soleil. Pour les minimiser, on veillera à ce que le local soit équipé de tentures ou de stores, et que les bancs et le tableau soient correctement placés par rapport aux fenêtres.

Plus d’info sur les protections solaires ?

Si les luminaires ne sont pas judicieusement placés ou si l’aménagement n’est pas adéquat, l’ombre portée par l’occupant peut venir perturber ses activités (lecture, écriture ou encore travaux de précision dans les ateliers…). Ces ombres gênantes, causées par l’éclairage artificiel, apparaissent généralement lorsque la source de lumière est située dans le dos de l’occupant ou si elle provient uniquement d’un côté et qu’elle est très directive (éclairage de type spot, par exemple). Une bonne répartition des luminaires dans le local permet de minimiser ces ombres.

La présence d’ombres gênantes est évaluée par observation directe, en se mettant à la place des occupants.

Le matériel en place est également un indice du risque d’inconfort lié aux ombres gênantes.

Dans les espaces d’apprentissage tels que les classes maternelles et primaires, dans certains ateliers (couture…), il est primordial d’avoir une source lumineuse rendant correctement les couleurs, c’est-à-dire fasse en sorte que les objets paraissent naturels.

Le rendu des couleurs des objets peut etre mauvais, moyen à bon, voire excellent.

La capacité d’une source lumineuse à restituer les couleurs naturelles des objets est communiquée via l’indice de rendu des couleurs de la source de lumière. On le retrouve sous les abréviations suivantes : Ra, IRC ou encore CRI (color rendering index, en anglais). La valeur maximum de Ra est 100, elle correspond au rendu des couleurs à la lumière du jour. Les lampes à incandescence et halogène ont également un Ra proche de 100. Les tubes lumineux (qu’on appelle erronément «néons», en langage familier), les ampoules fluocompactes (plus connues sous le nom «ampoules économiques») et les lampes à LED sont marquées d’un code indiquant leur capacité à rendre la couleur de manière naturelle.

Un code est écrit sur le tube, le déchiffrer permet de déterminer le rendu des couleurs qui lui est associé.

Déterminer les caractéristiques des lampes fluorescentes très anciennes  

La majorité des lampes fluorescentes vendues sur le marché offre un indice de rendu des couleurs (Ra) compris entre 80 et 89. Il est néanmoins possible de trouver des sources ayant un Ra supérieur à 90 (très bon rendu des couleurs) ou inférieur à 70 (rendu des couleurs médiocre, à éviter). Notons que l’indice de rendu des couleurs (Ra) est une moyenne calculée sur base du rendu d’une série d’échantillons colorés spécifiques. Il est donc possible que deux sources ayant un même Ra offrent des rendus légèrement différents (une première source pourrait rendre mieux les rouges, une autre mieux les bleus). Notons également qu’à ce jour, bien qu’ils aient un très bon rendu des couleurs, les produits à LED ne rendent pas très bien les tons rouges (à éviter donc dans les salles de chirurgie, ou pour éclairer des tomates).

Comme on l’a déjà souligné, l’environnement lumineux est un des éléments affectant fortement les performances des élèves ainsi que leur humeur. Tandis que des niveaux d’éclairement, de même que des uniformités d’éclairement et des rendus de couleur, sont recommandés dans la norme NBN 12 464-1 d’éclairage intérieur, les températures de couleur ne font pas l’objet de recommandations. La température de couleur, que l’on mesure en kelvins (K), est pourtant un paramètre affectant grandement le caractère d’un lieu, comme illustré ci-dessous.

Illustration de l'impact de la température de couleur des lampes fluorescentes sur l'ambiance du local.
Une température faible correspond à une lumière chaude (jaune-orangée), une température plus élevée, à une température froide (bleutée).
Source des illustrations des bureaux : Park, 2010.

Il apparait que les espaces éclairés avec des teintes froides (c’est-à-dire des teintes plus bleutées), apparaissent, pour un niveau d’éclairement équivalent, plus lumineux que ceux éclairés avec des teintes chaudes (teintes orangées). Par ailleurs, des études montrent que les lumières plus froides sont perçues comme stimulantes et donc fort adaptées aux espaces de travail. Les environnements visuellement chauds sont quant à eux plus apaisants et adaptés à la détente.

Les lampes fluorescentes de dernière génération sont marquées d’un code couleur indiquant leur température et rendu de couleur.

Déterminer les caractéristiques des lampes fluorescentes très anciennes