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  • 1. Formation à Distance MASTER MGIECRESEAUX D’ECLAIRAGE PUBLIC Jean-Jacques GRAFF Mise à jour du 02/04/2010 Page 1 sur 54
  • 2. SOMMAIREA. DEFINITIONS DE BASE ............................................................................................4 1. But de l’éclairage public .............................................................................................4 2. Caractéristiques de la lumière.....................................................................................4 3. Grandeurs et unités photométriques de base...............................................................6 3.1. Flux lumineux....................................................................................................6 3.2. Intensité lumineuse ..........................................................................................6 3.3. Eclairement .......................................................................................................6 3.4. Luminance .........................................................................................................7 3.5. Efficacité lumineuse d’une lampe ou d’un ensemble .................................8 3.6. Courbe d’égale intensité lumineuse (ou courbe isocandela) ....................8 3.7. Courbe isolux ou isoéclairement....................................................................8 3.8. Courbe isoluminance .......................................................................................9 3.9. Facteur d’uniformité d’éclairement ................................................................9 3.10. Facteur d’uniformité de luminance ..............................................................10 3.11. Rapport R ........................................................................................................10 3.12. Eblouissement ................................................................................................10B. LE MATERIEL ET SES PRINCIPALES CARACTERISTIQUES .....................11 1. Valeurs générales qualifiant le matériel....................................................................11 1.1 Tension normale d’un appareil.....................................................................12 1.2 Puissance nominale d’une lampe................................................................12 1.3 Puissance nominale d’un ensemble (lampe & appareillage) ..................12 1.4 Puissance apparente nominale d’un appareil............................................12 1.5 Durée de vie nominale d’une lampe............................................................12 1.6 Rendement d’un luminaire............................................................................12 1.7 Utilance ............................................................................................................12 1.8 Facteur d’utilisation d’une installation .........................................................13 2. Les lampes et appareillages auxiliaires.....................................................................13 2.1 Les lampes à incandescence.......................................................................13 2.2 Lampes à décharge .......................................................................................14 2.2.1 Principe ....................................................................................................14 2.2.2 L’appareillage accessoire ou ballast ...................................................14 2.2.3 Principaux types de lampes à décharge ............................................14 2.3 Les lampes fluorescentes .............................................................................17 2.4 Caractéristiques des lampes ........................................................................18 3. Le luminaire ..............................................................................................................19 3.1 Définition des buts..........................................................................................19 3.2 Caractéristiques et constitution des luminaires fonctionnels ..................19 3.3 Eléments déterminants du choix d’un luminaire........................................24 3.4 Photométrie .....................................................................................................25 4. Le candélabre ............................................................................................................27 4.1 Eléments d’un candélabre ....................................................................27 4.2 Divers types de candélabres ................................................................29 Page 2 sur 54
  • 3. C. LE PROJET EN ECLAIRAGE PUBLIC ................................................................30 1. Environnement................................................................................................30 2. Photométrie .....................................................................................................30 3. Classification des voies .................................................................................32 4. Types d’implantations....................................................................................34 5. Définition d’un projet par la méthode du Rapport R .................................35 6. Calcul de la luminance ..................................................................................37 7. Etablissement d’un avant-projet...................................................................38 8. Contrôle photométrique des installations ...................................................38D. ALIMENTATION ELECTRIQUE DES INSTALLATIONS................................40 1. Alimentation moyenne tension .....................................................................40 1.1 Critères de choix d’une alimentation M.T...........................................40 1.2 Caractéristiques d’un réseau d’éclairage M.T. ..................................40 2 Alimentation basse tension...........................................................................41 2.1 Armoire de livraison ...............................................................................41 2.2 Mise en œuvre des réseaux.................................................................41 3. Protection des réseaux E.P..........................................................................42 3.1 Contacts directs......................................................................................42 3.2 Contacts indirects...................................................................................42 3.3 Surintensités ...........................................................................................44E. CALCULS DES RESEAUX EN BT EN EP SELON LA NORME C17-205 :......45F. NORMES ET DOCUMENTATION ASSOCIEES .................................................53 1. Principales normes.........................................................................................53 2. Autres documents ou texte de référence ...................................................54 Page 3 sur 54
  • 4. A. DEFINITIONS DE BASE1. But de l’éclairage publicL’éclairage public doit permettre aux usagers de la voie publique de circuler de nuit avec unesécurité et un confort aussi élevé que possible.Il ne s’agit pas pour autant de reconstituer les conditions diurnes, mais de rendre aisé pourl’automobiliste la perception et la localisation des points singuliers de la route et des obstacleséventuels. Pour le piéton, il s’agit d’assurer la visibilité distincte des bordures de trottoirs, desvéhicules et des obstacles et d’éviter les zones d’ombres.L’éclairage public doit assurer une bonne visibilité qui dépendra :- du contraste entre l’objet à visualiser et le fond (notion de luminance),- de l’éblouissement dont l’inconfort doit être réduit au strict minimum, la perception des obstacles se faisant le plus souvent par effet silhouette.L’effet de l’éclairage public sur la sécurité des personnes sur la voie publique a fait l’objet denombreuses recherches pour tenter une estimation chiffrée.Ces recherches concernent :- l’effet de l’éclairage sur la diminution du nombre d’accidents de circulation : des réductions de 30 % à 40 %, du nombre d’accidents sont obtenues lorsque l’on passe d’une vieille installation à faible niveau (0,3 cd/m2 par exemple) à une installation conforme aux normes actuelles.- L’effet de l’éclairage sur la diminution des agressions et effractions : une étude effectuée en France, dans la Communauté Urbaine de Lyon montre par exemple que sur 100 agressions de nuit, 42 ont lieu là où l’éclairement est inférieur 5 lux et 3 seulement là où il dépasse 20 lux. Des réductions de 50 % des effractions, vols et actes de vandalisme ont été fréquemment constatées aux Etats-Unis et en Angleterre par exemple après modernisation de l’éclairage public.Les conditions les plus sévères restent cependant celles de la circulation automobile qui constituentla base de tous les éléments chiffrés des études préalables à la réalisation d’une installationd’éclairage public.2. Caractéristiques de la lumièreUne radiation de couleur donnée est caractérisée par sa fréquence. La longueur d’onde dans levide λ d’une radiation monochromatique est la distance qu’elle parcourt dans le vide pendant ladurée T d’une période : λ = c T = c/f avec : { f = fréquence = 1/T { c = vitesse de la lumière dans le vide = 300 000 km/sLa longueur d’onde varie avec la vitesse de propagation, donc avec la nature du milieu, lafréquence reste constante.La longueur d’onde de la lumière visible est comprise entre 0,4 microns pour le violet et 0,7 micronspour le rouge. Page 4 sur 54
  • 5. L’œil humain ne perçoit pas toutes les composantes du spectre de la même manière.On peut représenter sa sensibilité par une courbe d’efficacité relative V (λ) qui aura la valeur 1 pourla longueur d’onde où elle est maximale.Les courbes d’efficacité ci-dessous sont admises depuis 1924 et représentent l’observateur deréférence photométrique CIE.Le spectre de la lumière naturelle est divisé en 8 bandes colorées définies par la CommissionInternational de l’Eclairage. Bandes Couleurs Limite des bandes en nanomètres 1 violet foncé 380 – 420 2 violet 420 – 440 3 bleu 440 – 460 4 bleu vert 460 - 510 5 vert 510 – 560 6 jaune 560 – 610 7 orange 610 – 660 8 rouge 660 - 760La lumière transporte de l’énergie par rayonnement, c’est-à-dire en dehors de tout support matériel.La terre reçoit ainsi en moyenne une puissance d’environ 1 kW/m2 à midi, en été.Les radiations infrarouges sont surtout employées lorsqu’on se propose d’échauffer un corps àl’aide d’un rayonnement. Elles sont facilement absorbées par les corps usuels et sans danger pourle corps humain. Leurs utilisations principales sont : - le chauffage des espaces découverts, - le séchage des peintures, denrées alimentaires, etc…, - la cuisson au grill, - les traitements médicaux.Les radiations ultraviolettes ont un effet nocif sur les cellules vivantes (trouble de la vue, coups desoleil). On les utilise pour détruire les germes et les bactéries. Elles provoquent la fluorescence decertains corps (lumière noire) et impressionnent les émulsions photographiques. Page 5 sur 54
  • 6. 3. Grandeurs et unités photométriques de base 3.1. Flux lumineuxLa quantité d’énergie rayonnée par seconde dans toutes les directions sous forme de radiationslumineuses (débit de lumière) est nommée flux lumineux.Il est utile en général de connaître aussi pour une source la valeur du flux dans une portiondéterminée de l’espace, un cône par exemple.Le flux exprime l’aptitude d’un rayonnement lumineux à produire une sensation lumineuse. Symbole : ф unité : le lumen (lm)A titre indicatif, le tableau ci-dessous donne quelques valeurs du flux émis par quelques sources :- lampe à incandescence standard 100 W 220 V ……………………….. 1 400 lm- lampe tubulaire fluorescente 40 W …………………………...………….. 3 000 lm- lampe à ballon fluorescente 400 W ….…………………………………. 23 000 lm- lampe à vapeur de sodium à basse pression 180 W …………………. 31 500 lm 3.2. Intensité lumineuseC’est une grandeur destinée à caractériser l’émission de lumière dans une direction donnée.C’est le rapport du flux (dф) émis par une source dans un cône infiniment petit entourant ladirection, à la valeur de l’angle solide du cône (d ). Symbole : I unité : la candela (cd) I = dф / dHistoriquement c’est la première grandeur photométrique qui a été introduite. La candela est définiecomme étant la 60ème partie de l’intensité lumineuse émise par 1 cm2 de la surface du corps noirétalon réalisé par un bain de platine à la température de solidification (2046º K).A titre indicatif, le tableau ci-dessous donne quelques valeurs d’intensité lumineuse pour quelquessources :- lampe de bicyclette avec réflecteur centre du faisceau …………………… 250 cd- lampe à incandescence à réflecteur interne intensif 150 W 24 V ……. 24 000 cd- lampe à vapeur de mercure à réflecteur incorporé 1000 W ………….. 12 000 cd- feu de phare marin ……………………………………………………. 2 000 000 cd 3.3. EclairementLa densité du flux lumineux (dф) tombant sur une surface (dS) est désignée sous le nomd’éclairement. Symbole : E unité : lux (L) E = dф / dSOn démontre que l’éclairement horizontal E produit en un point M par une source à une hauteur hau-dessus du sol, envoyant un rayonnement I sous l’angle d’incidence λ est donné par : E = I cos3 λ /h2 = I cos λ /r2 Page 6 sur 54
  • 7. Cette relation renferme les deux lois de l’éclairement produit par un point lumineux :- loi de la distance : E varie en raison inverse du carré de la distance de la source au point éclairé- loi de l’obliquité : E varie comme le cosinus de l’angle d’obliquité. λOrdre de grandeur de quelques éclairements : sur une plage à midi par temps clair 100 000 lux aube et crépuscule 500 lux bureaux avec très bon éclairage 800 luxSi l’éclairement d’une surface n’est pas uniforme, on considère son éclairement moyen qui est égalà ф/S (ф flux total reçu par la surface S).L’éclairement se mesure avec un luxmètre. 3.4. LuminanceLa notion de luminance fait intervenir directement l’apparence d’une surface. Une surface grise oublanche, placée dans les mêmes conditions d’éclairement, n’apparaîtra pas à l’œil de la mêmemanière.La luminance d’une surface, d’un corps ou d’un objet, dépend à la fois de son éclairement et de sonpouvoir réflecteur.Chaque élément de surface agit comme une source ponctuelle secondaire et émet de la lumièredans différentes directions avec différentes intensités lumineuses.La luminance en un point d’une surface dans une direction donnée est égale au quotient del’intensité lumineuse (dI) dans la direction donnée d’un élément infiniment petit de la surface (dS)entourant le point, par l’aire de la projection orthogonale de cet élément sur un plan perpendiculaireà cette direction. L = dI / dS cos αSymbole L unité : cd/m2 Page 7 sur 54
  • 8. La luminance se mesure avec un luminance-mètre.On considère aussi la luminance moyenne qui est la moyenne des luminances mesurées endifférents points judicieusement choisis.La luminance sera : - voisine de 0 pour une surface sombre et non éclairée, - de l’ordre de 1 cd/m2 pour une surface ensoleillée, - de l’ordre de 20 000 cd/m² pour une surface enneigée, - elle peut atteindre 100 000 cd/m2 pour certaines sources lumineuses.En éclairage public on s’intéressera : - aux luminances des chaussées et obstacles divers, - aux luminances des sources qui dans certains cas pourraient provoquer l’éblouissement. 3.5. Efficacité lumineuse d’une lampe ou d’un ensembleQuotient du flux lumineux émis par une lampe, par la puissance consommée de la lampe ou par lapuissance totale (lampe + auxiliaire). Il s’exprime en lumens par watt (lm/W). 3.6. Courbe d’égale intensité lumineuse (ou courbe isocandela)Courbe unissant les points représentatifs des directions dans lesquelles l’intensité lumineuse d’unesource est la même.D’ordinaire, on imagine que cette courbe est tracée sur une sphère ayant la source comme centre,et on la représente sur une projection plane de la surface sphérique.Exemple : 3.7. Courbe isolux ou isoéclairementCourbe joignant les points d’égal éclairement d’une surface. Page 8 sur 54
  • 9. 3.8. Courbe isoluminanceCourbe joignant les points d’égale luminance d’une surface.Exemples : 3.9. Facteur d’uniformité d’éclairementRapport de l’éclairement minimal d’une surface à son éclairement moyen : J = E min/E moy Page 9 sur 54
  • 10. 3.10. Facteur d’uniformité de luminanceRapport de la luminance minimale à la luminance moyenne de la surface éclairée pour desconditions d’observations données : M = L min/l moy On peut observer une uniformité longitudinale (calculée parallèlement à la voie) et transversale (perpendiculaire à la voie) 3.11. Rapport RPour l’établissement d’un projet d’éclairage simplifié, une relation est introduite entre l’éclairementmoyen et la luminance moyenne d’une chaussée ; le rapport R donne une indication globale despropriétés réfléchissantes du revêtement. R = E moy / L moy 3.12. EblouissementL’éblouissement est une notion que chacun peut appréhender en regardant volontairement unesource lumineuse particulièrement intense ou en passant rapidement d’un milieu obscur à unendroit fortement éclairé.On définit plus rigoureusement l’éblouissement relativement aux conditions de vision danslesquelles on éprouve : - soit une gêne (éblouissement d’inconfort) ; - soit une réduction de l’aptitude à distinguer des objets (éblouissement d’incapacité) ; - soit les deux sensations simultanément.Ces conditions proviennent d’une répartition défavorable des luminances ou de leur échelonnemententre des valeurs extrêmes trop différentes, ou par suite de contrastes excessifs dans l’espace et letemps.On distingue l’éblouissement d’inconfort, qui, produit une sensation désagréable sansnécessairement troubler la visibilité, et l’éblouissement perturbateur qui modifie les conditions de lavision sans causer nécessairement une sensation désagréable.La limitation de l’éblouissement des installations d’éclairage public permet, entre autre, uneamélioration des conditions de visibilité des usagers de la route. Page 10 sur 54
  • 11. B. LE MATERIEL ET SES PRINCIPALES CARACTERISTIQUES 1. Valeurs générales qualifiant le matérielUn candélabre se compose en général de plusieurs éléments qui sont : le luminaire la lampe les accessoires éventuels de la lampe le raccordement électrique le fût et la crosse la fondation Page 11 sur 54
  • 12. 1.1 Tension normale d’un appareilValeur de la tension d’alimentation qui figure dans la désignation d’un appareil et pour laquelle il aété conçu.Elle s’exprime en volts.1.2 Puissance nominale d’une lampePuissance indiquée par le constructeur et consommée par la lampe en fonctionnement normal sousla tension nominale.Elle s’exprime en watts.1.3 Puissance nominale d’un ensemble (lampe & appareillage)Puissance indiquée par le constructeur et consommée par la lampe et les appareillages auxiliairesen fonctionnement normal sous la tension nominale.Elle s’exprime en watts.1.4 Puissance apparente nominale d’un appareilPuissance apparente indiquée par le constructeur, mesurée à l’entrée de l’appareil enfonctionnement normal sous la tension nominale.Elle s’exprime en volts ampère.1.5 Durée de vie nominale d’une lampeTemps moyen pendant lequel une lampe d’un type donné, placée dans les conditions précisées ci-après, doit fonctionner de la façon suivante : - pour une lampe à incandescence, être en état de marche - pour une lampe à décharge, être en état de marche et avoir un flux lumineux moyen égal à 85 % du flux nominal initial.1.6 Rendement d’un luminaireDans les conditions d’utilisation données, c’est le rapport du flux sortant du luminaire dans desconditions d’utilisation données, au flux émis par la lampe dans les mêmes conditions.1.7 UtilanceRapport entre le flux reçu par la chaussée et le flux sortant des luminaires. Page 12 sur 54
  • 13. 1.8 Facteur d’utilisation d’une installationRapport entre le flux reçu par la chaussée et le flux émis par les lampes.Formules : 2) Facteur d’utilisation = rendement x utilance 3) Eclairement moyen = flux par mètre carré x facteur d’utilisationRemarque : Les méthodes recommandées pour la photométrie font l’objet de la norme UTE C 71 120 et 71 121. 2. Les lampes et appareillages auxiliairesLes types de lampe les plus courants sont : Les lampes à incandescence Les lampes à décharge Les lampes à fluorescenceLes deux derniers types nécessitent des accessoires.2.1 Les lampes à incandescenceUn filament de carbone ou de métal soumis à une différence de potentiel s’échauffe et devientlumineux. Seule une température élevée conduit à une efficacité lumineuse notable.Pratiquement le seul matériel utilisé est le tungstène dont la température de fusion est de 3650ºK,ce qui permet des températures de fonctionnement de 2 800 à 3000ºK.Alors que les premières lampes étaient à vide, les lampes actuelles contiennent un gaz neutre(azote, argon, krypton, xénon) qui ralentit l’évaporation et permet une température plus élevée quedans le vide.EfficacitéPlus le gaz est lourd, plus il est efficace.La plus grande partie de l’énergie dissipée par une lampe à incandescence se situe dans ledomaine de l’infrarouge. Ceci explique la faible efficacité lumineuse de ces lampes qui se situeentre 10 et 20 lm/watt.Durée de vieLa durée de vie moyenne a été fixée à 1 000 heures et résulte d’un compromis avec l’efficacité quibaisse lorsque la température de fonctionnement augmente.La lampe à incandescence est très sensible aux variations de tension. Ainsi la durée de vie passeen moyenne de 1000 heures à 350 heures pour une surtension de 10 % et 1000 à 3600 heurespour une sous-tension de 10 %. Page 13 sur 54
  • 14. Les lampes aux halogènesCe sont des lampes à incandescence dans lesquelles on a rajouté au gaz de remplissage unefaible quantité d’un halogène (iode ou brome).Dans l’ampoule, à 600º environ, l’halogène forme avec le tungstène évaporé un halogénure detungstène qui, à la température du filament se décompose et restitue le tungstène au filament (à3100º) et l’halogène à l’atmosphère gazeuse.Les ampoules sont en quartz, de très petites dimensions, ont une efficacité lumineuse plus élevée(20 à 27 lm/W) et une durée de vie de 2000 heures. Aucun noircissement n’apparaît au cours dufonctionnement. Elles sont très utilisées dans les projecteurs.2.2 Lampes à décharge2.2.1 PrincipeDans une ampoule remplie d’un gaz rare, on applique une tension croissante aux bornes de deuxélectrodes. Pour une valeur, dite tension d’amorçage le gaz s’illumine et l’ampoule devient sourcede lumière. La lumière fournie est caractéristique du gaz et influencée par sa pression.2.2.2 L’appareillage accessoire ou ballastLa mise sous tension des électrodes provoque l’ionisation du gaz contenu dans l’ampoule. Cetteionisation s’accroîtrait à l’infini si l’on ne procédait pas à une stabilisation. On y parvient en limitantle courant électrique au moyen d’un appareil auxiliaire (ballast + compensation par condensateur).La lampe à décharge a une caractéristique de pente négative (la tension diminue lorsque l’intensitéaugmente). Pour stabiliser le courant il est nécessaire de brancher en série avec la lampe uneimpédance de grandeur convenable pour rendre à la caractéristique sa pente positive. Pour éviterla perte d’énergie que provoquerait une résistance purement ohmique, on préfère utiliser unerésistance inductive. La tension du secteur doit alors être plus élevée que la tension d’amorçage cequi amène à utiliser un transformateur qui à la fois élève la tension du réseau et joue en mêmetemps le rôle de self.2.2.3 Principaux types de lampes à déchargeSodium basse pression- constitué par un tube à décharge en U- amorçage dans le néon avec le tube à décharge placé dans le vide. Le sodium à froid est sous forme de gouttelettes- le tube comporte un revêtement d’indium pour créer une meilleure isolation thermique- efficacité lumineuse très élevée : 100 à 180 lm/Watt- temps de mise en régime 6 à 12 minutes- les ballasts sont des autotransformateurs donnant une tension d’amorçage de 600 V- la lumière monochromatique en limite l’usage à l’éclairage routier- 8 000 heures pour 4 h/allumage – facteur de puissance 0,3 Page 14 sur 54
  • 15. Sodium haute pression- tube à décharge en céramique translucide- renferme du sodium sous forme d’amalgame en même temps qu’un gaz rare- des supports souples spéciaux sont prévus pour empêcher la vibration du tube à décharge pendant son fonctionnement- l’ampoule extérieure est vide- efficacité lumineuse élevée : 65 à 130 lm/watt- deux gammes : tubulaires claires, ovoïdes satinées- temps de mise en régime : 2 à 3 minutes- 8000 heures pour 4 h/allumage – facteur de puissance 0,5La lampe nécessite en plus du ballast habituel, un amorceur pour porter la tension d’amorçage àdes valeurs suffisamment élevées (2 500 à 3000 V).Les tolérances admises pour la tension d’alimentation sont de l’ordre de 6 à 8 %.Lampe à vapeur de mercure à haute pression à ballon fluorescentLa lampe comporte un tube à décharge en quartz. Celui-ci contient de l’argon et une goutte demercure.Une ampoule de forme ovoïde recouverte d’une poudre fluorescente protège le tube à décharge etparticipe à l’émission lumineuse. La poudre la plus utilisée est dite au « vanadate d’yttrium activéà l’europium » et fournit des radiations rouges. On utilise aussi comme poudre le germanate demagnésium.Le courant d’amorçage est sensiblement supérieur de 50 % au courant de marche.Temps de mise en régime 3 à 5 mn.Le réamorçage ne peut se faire qu’après baisse de la température de la lampe c’est-à-dire aprèsquelques minutes.Durée de vie : 8000 heures pour 4 h/allumage pouvant atteindre 12 000 h.Efficacité lumineuse : 45 à 60 lm/watt. Page 15 sur 54
  • 16. L’allumage et le fonctionnement correct nécessitent une tension ne variant pas de + 5 % parrapport à la tension de réglage. Il peut y avoir extinction au-delà de 7 % de chute.Les lampes à vapeur de mercure à haute pression à ampoule claire ne sont pratiquement pasutilisées en France pour l’éclairage public sauf dans le cas d’éclairage de jardin où leur lumièrebleue – verte présente un intérêt particulier.Lampe à décharge à iodure métalliqueLe tube à décharge renferme des iodures métalliques (de mercure, sodium, thallium, indium).L’émission spectrale de ces métaux complète celle du mercure ou se substitue à elle d’où uneefficacité lumineuse très élevée (80 à 95 lm/W) et une lumière presque blanche.La durée de vie est de l’ordre de 4000 heures pour 4 heures par allumage pour les lampes de 400W et 1000 W et de 2000 heures pour les lampes de 2000 W. Page 16 sur 54
  • 17. 2.3 Les lampes fluorescentesSi dans un tube une quantité faible de mercure est volatilisée (basse pression), la radiation quidomine est l’ultraviolet. Les tubes seront de grande dimension pour maintenir la pression faible.L’intérieur du tube est revêtu d’une poudre qui s’illumine par fluorescence. On obtient un spectrecontinu.La couleur de la lumière émise dépend de la nature de la poudre ou du mélange de poudre. Uneinfinité de couleurs de lumières sont réalisables comme le révèlent les courbes d’émissionspectrales de quelques substances fluorescentes ci-dessous.La longueur et la forme des tubes varient avec la puissance.Le flux est influencé par la température ambiante fixée théoriquement à 25º pour des valeurs dutableau ci-dessous correspondant à la couleur « blanc industrie ».Il peut descendre jusqu’à 55 % de ces valeurs pour la couleur confort de luxe et reste intermédiairepour les autres couleurs.- efficacité lumineuse : 55 à 95 lm/W (tubulaires) 50 lm/W (compactes)- durée de vie : 7500 heures (tubulaires)5000 heures (compactes)L’amorçage peut se faire par un simple interrupteur sur le circuit dit de préchauffage ou plusgénéralement par un appareillage appelé starter (comportant un bilame). Il existe un dispositif sansstarter consistant en une électrode auxiliaire de grande résistance qui conduit progressivement ladécharge jusqu’à l’électrode opposée (bande métallisée interne).La compensation du facteur de puissance peut se faire par association judicieuse des tubes, parcompensation individuelle ou groupée. Page 17 sur 54
  • 18. 2.4 Caractéristiques des lampesLe tableau ci-dessous donne les principales caractéristiques des lampes les plus courantes. Page 18 sur 54
  • 19. 3. Le luminaire3.1 Définition des butsC’est un ensemble mécanique, optique et électrique qui comprend une ou plusieurs lampes qui doitrépondre aux objectifs suivants : - distribuer le flux lumineux en assurant aux lampes conservation des caractéristiques et durée de vie - contrôler le flux en évitant toute gêne d’éblouissement notamment avoir des qualités électriques et mécaniques tenant compte du milieu où l’appareil est installé protéger les lampes et dispositifs électriques et mécaniques contre l’action des intempéries.Les différentes catégories de luminaires d’éclairage extérieur sont : - les luminaires fonctionnels pour lesquels les caractéristiques photométriques sont précises et prépondérantes - les luminaires décoratifs où l’aspect esthétique prend souvent le pas sur les caractéristiques photométriques - les luminaires destinés aux ponts et tunnels - les projecteurs réservés aux grands espaces.3.2 Caractéristiques et constitution des luminaires fonctionnelsDe formes extérieures variables, ils possèdent tous un réflecteur qui permet la répartition désiréedu flux lumineux. Leur rôle est de fournir le meilleur éclairage possible, avec le moins possible deconsommation électrique et le moins possible de frais d’entretien.Ils comprennent :- le système optique qui se compose : du réflecteur réalisé en aluminium traité contre la corrosion en particulier, ou en verre rendu réfléchissant (projection d’aluminium, argenture, prismes) Selon la matière utilisée, on obtient les coefficients de réflexion ci-dessous : o aluminium traité électrolytiquement et anodisé de 85 % (ext. pur) à 77 % (99,5 % Al) o Al poli 70 % o métal chromé 66 % o miroir argenté 90 % o verre prismatique 80 % o émail blanc vitrifié 79 à 80 % La conception de l’optique, en particulier la position de la source, définit également le luminaire du point de vue défilement. Les critères de défilement sont les suivants : Page 19 sur 54
  • 20. Direction Valeur maximale de l’intensité émise Type de sous intensité luminaire maximale 90° 80° Défilé 0 – 65° 10 cd/l 1 000 lm 30 cd/l 1 000 lm Semi-défilé 0 – 75° 50 cd/l 1 000 lm 100 cd/l 1 000 lm Non-défilé 0 – 90° 1 000 cd indépendamment du flux Ces critères correspondent à une classification des luminaires par rapport au risque d’éblouissement, sans pour autant permettre d’évaluer un degré précis de gêne. Lorsque l’on veut apprécier l’éblouissement par le calcul de l’indice de confort G, il faut connaître l’indice spécifique du luminaire [ISL = f (I 80º, I 88º, s) où s est la surface apparente de la partie lumineuse du luminaire dans certaines conditions d’observation]. Les réflecteurs des appareils pour lampes Na HP doivent être conçus de manière à ce que les rayons réfléchis par l’optique ne traversent pas le tube à décharge. éventuellement d’un réfracteur : en verre ou matière plastique qui constitue alors la vasque de l’appareil. un dispositif de réglage de la source afin d’assurer la meilleure répartition possible du flux lumineux.En général le fabricant fournit dans ses catalogues la courbe des facteurs d’utilisation enfonction du rapport l/h (l, largeur de chaussée ou trottoir, h hauteur de feu). Ces courbespermettent l’établissement rapide des projets d’éclairage, le luminaire étant choisi. Unegrandeur importante est l’angle d’inclinaison du luminaire par rapport à l’horizontale. Page 20 sur 54
  • 21. Corps de luminaireIl peut être composé d’une seule ou de plusieurs pièces et il est indépendant du système optique(sauf exceptions).L’ensemble des éléments doit : permettre facilement le remplacement et le réglage des lampes assurer la protection des organes électriques avoir une excellente résistance à la corrosion, aux variations thermiques et au rayonnement solaire ainsi qu’aux chocs mécaniques et aux vibrationsIls sont en général réalisés en aluminium ou en matière plastique moulée.- Les dispositifs de fixation et de fermetureLa fixation peut éventuellement être orientable. Page 21 sur 54
  • 22. La fermeture se justifie : soit pour des raisons esthétiques soit pour des raisons liées à l’environnement (degré de pollution). La fermeture des luminaires, si elle existe, devra être d’excellente qualité. Les caractéristiques mécaniques des luminaires sont définies par leur indice IP à 2 ou 3 chiffres : le 1er caractérise la pénétration de corps solides étrangers le 2ème caractérise la pénétration des liquides le 3ème caractérise le degré de protection aux chocs L’indice minimal requis en éclairage public selon le lieu d’installation est défini dans les tableaux ci- dessous : Premier chiffre. Degré de protection Chiffre Deuxième chiffre. Degré de protection contre la pénétration des corpscaractéristique contre la pénétration des corps liquides solides 0 Non protégé Non protégé Protégé contre les corps solides de Protégé contre les chutes verticales de 1 diamètre supérieur ou égal à 50 mm gouttes d’eau Protégé contre les chutes d’eau pour une Protégé contre les corps solides de 2 inclinaison maximale de 15° du luminaire de diamètre supérieur ou égal à 12,5 mm part et d’autre de la verticale Protégé contre l’eau « en pluie » tombant Protégé contre les corps solides de 3 de part et d’autre sous un angle inférieur ou diamètre supérieur ou égal à 2,5 mm égal à 60° par rapport à la verticale Protégé contre les corps solides de Protégé contre les projections d’eau dans 4 diamètre supérieur ou égal à 1 mm toutes les directions 5 Protégé contre les poussières nuisibles Protégé contre les jets d’eau 6 Etanche aux poussières Protégé contre les paquets de mer 7 Protégé contre les effets d’immersion 8 Protégé contre l’immersion prolongée La partie en bleu caractérise la limite inférieure du degré IP des luminaires d’éclairage extérieur (IP23). La partie en vert caractérise la limite inférieure des appareils ou des appareils dits « étanches ». Page 22 sur 54
  • 23. Degrés de protection minima conseillés Ambiances, hauteurs d’utilisation, lieux d’utilisation Autre Luminaire Optique partie completAmbiances non polluantes, non poussiéreuses et noncorrosives à l’abri des insectes et des volatiles IP 23Ambiances rurales faiblement polluantes, moyennementpoussiéreuses et non corrosives IP 44 IP 43Ambiances urbaines : - normales - polluantes - poussiéreuses IP 54 IP 43 - corrosivesAmbiances fortement polluantes, poussiéreuses et IP 65 IP 44corrosivesLuminaires sur support de ≤ 2,50 m (directement IP 55 IP 55 IP 55accessibles) :potelets avec luminaires, projecteurs (1), bornes basses,etc …Tunnels, parapets, encastrés de sol, projecteurs (1) IP 65 IP 65 IP 65 (1) le degré de protection minimum conseillé des projecteurs sera soit IP 55 soit IP 65 suivant l’ambiance, la hauteur d’utilisation et la puissance de la lampe utilisée. - Caractéristiques électriques Les luminaires doivent être réalisés de manière à assurer une protection efficace contre les contacts directs et indirects (contact avec des masses mises accidentellement sous tension). Les règles d’installation de l’éclairage public définies par la norme NFC 17-200 prévoient l’utilisation selon les dispositifs de protection utilisés, de luminaires de classe I ou II. La grande majorité des installations existantes est de classe I. La plupart des luminaires commercialisés maintenant est de classe II. Classe I « Appareils ayant au moins une isolation fonctionnelle en toutes leurs parties et comportant l’ensemble des dispositions permettant de relier leurs parties métalliques accessibles à un conducteur de protection (terre) ». Page 23 sur 54
  • 24. Classe II« Appareils dont les parties accessibles sont séparées des parties actives par une isolation necomprenant que des éléments à double isolation ou à une isolation renforcée et ne comportant pasde disposition permettant de relier les parties métalliques accessibles, s’il en existe, à unconducteur de protection ».Les appareils de cette classe portent le symbole :La classe de protection de l’appareil ne permet pas à elle seule de garantir la sécurité du personnelde maintenance et celle des usagers. Les classes I et II offrent la même sécurité pour les usagersmais le risque électrique demeure pour le personnel de maintenance lorsque l’installation demeuresous tension.3.3 Eléments déterminants du choix d’un luminaireLes éléments déterminant le choix d’un luminaire sont nombreux et relèvent de plusieursconsidérations. Il est essentiel de les examiner avec soin, leur ordre d’importance étant fonctiondes circonstances locales. On notera :Sur le plan technique- opportunité ou non de la fermeture- du point de vue optique nature et puissance des lampes, répartition du flux lumineux pour un effet utile maximal, facteur d’utilisation, nature et performances du dispositif optique, conservation des qualités optiques.- du point de vue électrique et thermique qualité et sécurité des contacts, protection contre les échauffements excessifs, qualité des isolants et de l’équipement électrique.- du point de vue mécanique dimensions du luminaire, qualité et nature des matériaux, rigidité et robustesse de l’ensemble à l’usage, raccordement au support, simplicité et sécurité des dispositifs de réglage et de fixation, résistance à la corrosion et aux effets de vibrations, en particulier de la visserie, protection des lampes et accessoires en fonction du degré IP.Sur le plan esthétique- harmonie avec le cadre d’utilisation,- équilibre et simplicité.Sur le plan économique- dépenses de premier établissement : Les comparaisons doivent porter sur le coût global de l’installation en fonction des performances proposées (photométriques, mécaniques, fiabilité, esthétique). Le prix des luminaires seul est peu important dans le prix de revient du foyer lumineux complet installé. Il ne peut être pris en considération à lui seul. Page 24 sur 54
  • 25. - dépenses ultérieures d’exploitation et d’entretien : facilité de remplacement des lampes et éventuellement des appareillages auxiliaires, faciliter de nettoyage.A noter que ces dépenses sont essentiellement fonction des dispositions prises pour assurer ceservice et peuvent varier dans de fortes proportions suivant les installations.Dans la mesure du possible, il est toujours conseillé d’utiliser des luminaires présentant un degréde protection élevé permettant de réduire le facteur de dépréciation pour bénéficier d’unéclairement maximal pour une puissance installée donnée.3.4 PhotométrieLes caractéristiques photométriques précises d’un luminaire sont établies selon la norme NFC 71-120 et donnent les valeurs des intensités selon la direction d’observation. Elles font l’objet d’unenotice photométrique établie par le constructeur de lampes.Elle peut se restituée sous forme papier ou sous forme d’un fichier informatique qui permet le calculpar ordinateur des éclairements et des luminances grâce aux relations vues plus haut, qui lient cesdifférentes grandeurs. Page 25 sur 54
  • 26. Les notices photométriques (courbes isolux) permettent une détermination simple des valeursmoyennes et une vérification des critères d’éblouissement et d’uniformité. Page 26 sur 54
  • 27. 4. Le candélabreLa fixation des luminaires peut être assurée par divers moyens. Il peut être adapté à une consolefixée sur un immeuble (attention, vérifier la possibilité d’un point de vue juridique), ou accroché àdes câbles (type caténaire). La manière privilégiée consiste cependant à utiliser des candélabres.4.1 Eléments d’un candélabreUn candélabre qui peut supporter un ou plusieurs luminaires se compose en général de plusieursparties :- le fûtPartie principale ou unique d’un candélabre, dans laquelle est disposé un portillon d’accès à unbloc à bornes, muni de fusibles et assurant le lien entre le réseau de distribution et l’alimentationpropre du luminaire ; il peut aussi s’y trouver l’appareillage accessoire de la lampe le cas échéant.Sur le fût doit également être disposée une borne pour permettre la mise à terre de l’installation.- la plaque d’appuiCette plaque assure la liaison entre le massif de fondation et le fût. Le lien entre le fût et la plaquedoit faire l’objet d’une attention particulière.- la crosseElle assure le déport du luminaire au-dessus de la chaussée. Page 27 sur 54
  • 28. Les caractéristiques géométriques de l’installation, qui apparaissent sur la figure ci-dessous sont : o la hauteur nominale H o E = surimplantation du massif béton o l’angle d’inclinaison du luminaire o l’angle d’inclinaison de la crosse o la hauteur de feu h o la hauteur du fût F o la remontée R o la saillie de la crosse S o l’avancée qui est le surplomb de la lampe par rapport au bord de chaussée Page 28 sur 54
  • 29. 4.2 Divers types de candélabres- candélabres en acierIls constituent la majeure partie des candélabres utilisés en France aujourd’hui. Ils ont l’avantaged’avoir une bonne résistance aux chocs et à la corrosion s’ils sont traités correctement à savoir : protection par peinture extérieure et intérieure selon les règles de l’art avec couche primaire anti-corrosion appliquée de préférence en usine protection par galvanisation à chaud. Une peinture est ultérieurement possible à condition d’appliquer une couche primaire d’accrochage après dégraissage soigné.- candélabres en alliage d’aluminiumIls ont une excellente tenue à la corrosion même en atmosphère polluée et ne nécessitent aucunentretien. La gamme est identique à celle des candélabres.Des précautions à la mise en œuvre sont nécessaires pour éviter des contacts directs avec lesbétons et surtout avec les tiges de scellement d’acier (manchons plastiques).L’absence d’entretien compense le surcoût chaque fois que les risques de corrosion sontimportants.- Autres candélabresOn trouve des candélabres en béton dont l’avantage est l’absence d’entretien mais qui ontl’inconvénient d’être lourds et pas toujours très esthétiques.D’autres matériaux sont utilisés dans des cas particuliers : fonte, bois lamellé collé, fibressynthétiques.La solution la plus économique souvent utilisée en domaine rural consiste à fixer des consoles surles supports de distribution d’énergie électrique. Des règles particulières sont alors à observer etl’accord préalable du distributeur est indispensable.La figure ci-dessous représente quelques silhouettes courantes de candélabres. Page 29 sur 54
  • 30. C. LE PROJET EN ECLAIRAGE PUBLICCe sont les exigences des automobilistes qui imposent généralement les conditions les plussévères à l’éclairagiste. Il s’agit d’éviter les zones d’ombre et d’assurer surtout une bonneperception des contrastes, dans l’ensemble du champ visuel du conducteur.Cette perception est influencée par le niveau moyen de luminance, l’uniformité de la chaussée,l’éblouissement dû aux luminaires.Afin d’assurer une perception sûre et rapide des objets par rapport au fond, il faut intégrer desconditions d’environnement d’une part, photométriques d’autre part.1. EnvironnementIl faut distinguer : - les conditions en milieu urbain : on a en général des abords clairs constitués par les façades d’immeubles. Les effets de l’éblouissement compte tenu d’une luminance générale relativement élevée sont en général plus faibles qu’en zone non urbaine ; - Les conditions en pleine campagne : seules interviennent la chaussée et la disposition des luminaires. La limitation de l’éblouissement y est primordiale ; - Les conditions sur autoroute ou voie rapide: la perception rapide des obstacles, des limites de chaussée y est primordiale d’où l’exigence d’une luminance élevée et l’absence d’éblouissement ; - Les conditions météorologiques et le volume de la circulation : la fréquence de périodes de pluie ou de forte circulation peut amener à surdimensionner des installations pour que les conditions ne deviennent pas trop mauvaises par mauvais temps.2. Photométrie- Visibilité – contrasteLa perception des objets est directement liée à l’écart de luminance entre ceux-ci et le fond surlequel ils se détachent.Un écart relatif minimal (contraste de seuil) est nécessaire. Ce seuil est d’autant plus élevé que laluminance du fond est faible.Pour assurer une bonne visibilité, en tout point de la chaussée, la valeur minimale de luminancedoit être limitée : on est ainsi conduit à fixer un rapport d’uniformité générale de luminance en plusdu paramètre de base qui est la luminance moyenne. Facteur d’uniformité générale = (L min/L moyen) ≥ 0,4 Page 30 sur 54
  • 31. - Confort visuelL’installation doit être réalisée de manière à ne pas provoquer de fatigue à l’œil. Il en résulte descontraintes pour éviter : l’alternance de zones claires et sombres d’où la prise en compte d’un facteur d’uniformité longitudinal : Facteur d’uniformité longitudinale = [(L min / L max)] min ≥ 0,7 la limitation de l’éblouissement a des valeurs admissibles. Connaissant l’ISL, l’éblouissement peut être estimé grâce à l’indice de confort G, valeurs à partir de l’abaque suivant : Page 31 sur 54
  • 32. Les travaux expérimentaux ont permis d’aboutir à la relation empirique suivante : G = ISL + 0,97 log Lmoy + 4,41 log h’ – 1,46 log p dans laquelle ISL est l’indice spécifique du luminaire. Lmoy est la luminance moyenne de la chaussée (cd.m-2). h’ est la hauteur réduite des foyers exprimée en mètres (hauteur du feu moins la hauteur de l’œil de l’observateur, soit en général 1,50 m). p est le nombre de luminaires simples ou multiples par kilomètre de voie. ISL = 13,84 – 3,31 I80 + 1,3 (log I80/I88) – 0,08 log I80/I88 + 1,29 log F G=1 Eblouissement intolérable, G=2 Eblouissement gênant, G=5 Eblouissement juste admissible, G=7 Limitation satisfaisante de l’éblouissement, G=9 Eblouissement imperceptible 3. Classification des voies L’ensemble des facteurs évoqués page précédente a abouti à une classification des voies et à la recommandation de valeurs de luminances, d’uniformité et d’idées de confort nécessaires pour un éclairage public de qualité. Facteur d’uniformité de Luminance luminance moy. de la Limitation de Classe Nature des chaussée en l’éblouissementde voies abords Uniformité Uniformité service indice de confort générale longitudinale L moy U0 Ul Quels qu’ils A 2 cd.m-2 0,4 0,7 6 soient B Clairs 2 cd.m-2 0,4 0,7 5 Sombres 1 à 2 cd.m-2 6 C Clairs 2 cd.m-2 0,4 0,7 5 Sombres 1 à 2 cd.m-2 6 D Clairs 2 cd.m-2 0,4 0,7 4 E Nonclassées Page 32 sur 54
  • 33. Volume et Composition vitesse du Caractéristiques Principes Exemples Classe du trafic trafic (1) des voies d’éclairage véhicules Voies à chaussées séparées, sans Autoroutes croisement à niveau Routes A Circulation et à accès express importante et entièrement contrôlé rapide Autres voies réservées à la Automobile B circulation Routier seule automobile Routes Circulation Voies de importante contourneme Voies importantes nt radiales, mais à réservées à la etc … vitesse C circulation moyenne automobile 60 < V 90 km/h Tout Voies urbaines à Routes véhicule circulation traversant vitesse automobile C une modérée prépondérante et agglomération V ≤ 60 km/h importante Juxtaposition Circulation des deux importante Voies urbaines à principes Grands avec forte trafic mixte et à d’éclairage boulevards proportion circulation Avenues D de piétons automobileTout véhicule et Rues ou de importante (≥ 300 piéton importantes véhicules véhi./d) lents Voies urbaines à Vitesse et trafic mixte et à Petites rues volume circulation Places E limités automobile faible Ruelles (< 300 véhi./d) Urbain Voies de Vitesse et Voies de dessertes lotissement Non volume très locales Rues classées limités piétonnes Page 33 sur 54
  • 34. 4. Types d’implantationsOn distingue plusieurs types d’implantations où interviennent largeur de voie et hauteur de feu :- implantation unilatérale : n’est recommandée que dans le cas où la largeur de chaussée est voisine ou inférieure à la hauteur de feu ;- implantation bilatérale en quinconce : dans le cas où la largeur de chaussée reste inférieure à une fois et demi la hauteur de feu. Il faut veiller à éviter l’effet désagréable de serpentement. Ce type d’implantation devra donc être évitée dans les courbes ;- implantation bilatérale vis-à-vis lorsque la largeur de chaussée est supérieure à une fois et demie la hauteur de feu ;- implantation axiale pour des cas particuliers ; Page 34 sur 54
  • 35. 5. Définition d’un projet par la méthode du Rapport RCette méthode, permet au prescripteur d’avoir rapidement des ordres de grandeurs pour un projetde manière à orienter ses choix. Choix de la hauteur de feu Unilatérale, axiale, rétro Type l’implantation Bilatérale vis-à-vis bilatérale, quinconce Hauteur de feu : h h≥l h ≥ l/2 Choix de l’espacement entre les foyers Unilatérale, Type d’implantation axiale, bilatéral, quinconce rétro bilatérale Luminaire pour lampe ballon et e ≈ 3h e ≈ 2,7h Espacement : SBP e Luminaire pour lampe tubulaire 3,5h ≤ e ≤ 4h e ≤ 3,2h claire (SHP) Calcul de l’éclairementPour une source donnée du flux nominal F, l’éclairement moyen obtenu sera : F .V .u E= l.eOù : V est un facteur de dépréciation de l’ensemble source + luminaire u est le facteur d’utilisation du luminaire l est la largeur de la chaussée e est l’écartement entre deux luminaires consécutifsLes valeurs de V seront prises dans les tableaux ci-après. Elles dépendent de l’entretien, duluminaire et du type de lampe. Page 35 sur 54
  • 36. Page 36 sur 54
  • 37. Les valeurs de u sont déterminées à partir des courbes de facteur d’utilisation fournies par lefabricant de luminaire. Elles dépendent non seulement de la largeur de chaussée, mais aussi de laposition de la verticale du luminaire par rapport aux limites de chaussée.On aura : u = (l1/h, l2/h) déterminé conformément aux figures 1, 2 et 3 ci-dessous.Remarque : en implantation bilatérale E = 2 x [(F x V x u) / (l x e)]6. Calcul de la luminancePar définition R = E moyen / L moyenR dépend des caractéristiques de la chaussée ainsi que du type de luminaire utilisé : - semi défilé d’usage courant - défilé choisi de préférence pour les routes et autoroutesValeur de R Nature de la chaussée Rapport R Enrobés clairs 7 Bétons 10 Enrobés moyens 14 Enrobés sombres 18 Page 37 sur 54
  • 38. La valeur de luminance obtenue soit : L moyen = (F x V x u) / R x l x edoit être compatible avec les valeurs de luminance recommandées selon le type de voie et quifigurent aux tableaux du § 2.3.7. Etablissement d’un avant-projetIl est possible : - soit de vérifier si une source choisie par expérience convient, - soit de déterminer la source à partir de l’ensemble des autres éléments.On choisira successivement : - la luminance de chaussée à obtenir - le type d’implantation - la hauteur du feu - le type de luminaire - l’espacement entre foyers - la puissance et le type de lampe à utiliser8. Contrôle photométrique des installationsL’uniformité de luminance est la seule notion à prendre en considération. Toutefois on estgénéralement obligé de maintenir comme base de contrôle la notion d’éclairement. Seull’éclairement peut être contractuel et utilisable lors des réceptions, aucune des parties concernéesne pouvant être responsable de la qualité du revêtement de la chaussée.Le prescripteur doit préciser dans quelles conditions l’installation sera réceptionnée.Pour que le résultat de calcul puisse être facilement comparé aux mesures faites après laréalisation du projet, il est nécessaire que le choix des points représentatifs soit homogène, d’unprojet à un autre, mais également du projet à sa vérification sur le terrain.L’objectif de la réception est de vérifier qu’à la mise en service, les éclairements ponctuels obtenussur le site sont conformes aux éclairements ponctuels calculés.Pour estimer les critères de luminance et d’uniformité, il est nécessaire d’utiliser le maillage decalcul défini.En revanche, pour la réception, on peut se contenter d’un nombre plus réduit de relevés ponctuelsd’éclairement. Les points retenus pour la réception constituent un sous-ensemble des points decalcul. De nombreux calculs ont montré que ces points sont représentatifs de la qualité annoncée. Page 38 sur 54
  • 39. Exemple de la chaussée :On prend uniquement les alignements de points situés sous la ligne centrale de chacune des voiesde circulation définies pour le calcul, ce qui revient à diviser, par un facteur 3, le nombre de pointsinitiaux du maillage. Page 39 sur 54
  • 40. D. ALIMENTATION ELECTRIQUE DES INSTALLATIONSLes réseaux d’E.P. peuvent être réalisés selon différents systèmes :- en basse tension (220 / 380 V) par un réseau aérien ou souterrain, indépendant ou commun au réseau de distribution publique- en moyenne tension sous 3200 ou 5500 V à partir de transformateurs placés au pied de certains candélabres.Dans tous les cas la définition du point de livraison doit se faire en accord avec le Distributeur.1. Alimentation moyenne tensionL’alimentation d’une installation d’éclairage public par un réseau 3,2 ou 5,5 kV nécessite laconstruction d’un poste d’abonné moyenne tension 20/5,5 ou 3,2 kV soumis à l’accord dudistributeur. Le poste comprendra en particulier un transformateur privé ainsi qu’une installation decomptage de l’énergie.1.1 Critères de choix d’une alimentation M.T.Ces critères sont essentiellement économiques, à titre indicatif on peut estimer qu’elle devientintéressante si la section des câbles des départs B.T. dépasse 25 mm2 en B.T., que la puissanceappelée est supérieure à 60 kVA et qu’il n’y a pas de réseau de distribution publique.Dans ces conditions, la solution M.T. est en général plus économique : - grâce à des sections de câbles plus réduites, - grâce à l’existence d’un point de fourniture unique en M.T.Elle permet l’alimentation de fortes puissances sur des distances allant jusqu’à 10 km (en triphasé5,5 kV et environ 3 km en monophasé 3,2 kV). C’est pourquoi on rencontre de telles installationssur les grandes voies de circulation, sur les échangeurs, sur les grands parkings.1.2 Caractéristiques d’un réseau d’éclairage M.T.Le réseau est constitué par : - des câbles M.T., - des transformateurs abaisseurs, - des câbles basse tension alimentant un ou plusieurs candélabres, - un réseau de terre.Les transformateurs, installés dans des fosses facilement accessibles ont des puissances de 0,4kVA à 50 kVA et seront utilisés à 80 % de leur puissance nominale.Ils seront munis de prises de réglage (+ 2,5 %, + 5 %, + 7,5 %, + 10 %) permettant l’adaptation dela tension réseau à la tension d’alimentation nominale des lampes. Page 40 sur 54
  • 41. 2 Alimentation basse tension2.1 Armoire de livraisonSauf dans le cas où la puissance de l’installation ou l’association avec d’autres charges justifie unposte de transformation, l’alimentation se fera à partir d’une armoire de livraison privée spécialisée,installée de préférence à proximité d’un poste de distribution publique.Elle comprend : - les appareils de comptage, - une protection générale, - l’appareillage de commande, - les protections des différents départs.N.B. : Une exception à cette règle est constituée par les installations commandées par un relais defréquence qui sont alors directement raccordées au réseau de distribution publique.2.2 Mise en œuvre des réseauxLes réseaux d’éclairage public peuvent être de différentes natures : - souterrains : ils sont alors spécialisés ; - aériens spécialisés, c’est-à-dire électriquement et mécaniquement séparés des réseaux de distribution publique d’électricité ; - aériens sur supports communs au réseau de distribution mais électriquement séparés ; - aériens non séparés électriquement. Ils utilisent alors les mêmes supports et le même conducteur neutre que le réseau de distribution publique. Réseaux souterrains Les câbles du type U 1000 RVFV ou U 1000 RGPFV sont posés conformément à l’arrêté technique du 28 mai 1997 : - à 0,70 m sous trottoir, - à 1,00 m sous chaussée, - éventuellement sous fourreau, - avec un dispositif avertisseur. Le raccordement se fera de préférence en coupure, ce qui ne pose aucun problème si la section des câbles est inférieure ou égale à 25 mm2. On posera dans la même tranchée un conducteur cuivre d’au moins 25 mm2 de section pour la mise à la terre (voir § suivant : protections). Réseaux aériens Dans la plupart des cas, le recours à ce mode de distribution trouve sa justification dans l’utilisation de supports communs à ceux du réseau B.T. Il est nécessaire de s’assurer que les espacements des supports sont compatibles avec les règles photométriques d’implantation. Les contraintes d’effort dues aux conducteurs d’E.P. nécessitent une vérification de la bonne tenue des supports. Page 41 sur 54
  • 42. Les réseaux à neutre commun, très répandus par le passé, tendent à disparaître en raison : - des puissances nécessaires à un éclairage public correct, - des règles de sécurité imposant une concordance entre zones d’action de l’éclairage public et des postes de distribution publique qui tendent à se multiplier. Les réseaux électriquement séparés sont préconisés pour toute nouvelle installation et seront utilisés en câble isolé torsadé, intégré ou non dans le câble de distribution publique. L’utilisation de câble isolé facilite la conception et la réalisation des réseaux ainsi que leur entretien ultérieur grâce à la séparation électrique totale.3. Protection des réseaux E.P.Les installations doivent être munies d’une protection contre les contacts directs et indirects (normeC 17-200) ainsi que d’une protection contre les surcharges et courts-circuits.3.1 Contacts directsToutes les parties actives des matériels électriques doivent être protégées par isolation ou par desobstacles contre tout contact direct, fortuit ou non.Les armoires ainsi que les portillons d’accès des candélabres doivent pouvoir être fermées à clé ouà l’aide d’un outil.Le matériel utilisé doit avoir au moins un degré de protection IP2XX.3.2 Contacts indirectsLa norme C 17-200 considère 2 types d’installations :- type 1 : installations dont une interruption pourrait mettre en cause la sécurité des personnes. L’éclairage public appartient à ce groupe.- type 2 : installations dont l’interruption, tout en apportant une gêne, ne compromet pas réellement la sécurité des usagers (cabines téléphoniques, abris, panneaux publicitaires, etc…). Page 42 sur 54
  • 43. L’autre critère intervenant dans le choix du système de protection est le schéma des liaisons à laterre. Il peut être :- du type TN : masses des appareils reliés au neutre de la source d’alimentation- du type TT : masses des appareils et neutre de la source reliés à des prises de terre distinctes Page 43 sur 54
  • 44. L’installation se comporte de 2 manières très différentes en cas de défaut.Alors que pour les installations de type 2 une protection différentielle (identique à celle desinstallations intérieures) sera exigée, les mesures à prendre pour les installations de type 1 sont lessuivantes :- dispositifs individuels de protection contre les surintensités et matériels de classe I, chaque fois que des prises de terre de faible résistance peuvent être réalisées (avec schéma TT).Cette mesure sera mise en œuvre lorsque la résistance de la prise de terre des masses sera faible(de l’ordre de 2 au maximum) et que les fusibles de protection en pied de candélabre nedépassent pas 2 à 4 A d’intensité nominale.Dans ces conditions, la rupture du fusible doit intervenir dans un temps suffisamment court pourexclure tout danger pendant le contact accidentel.Dans le cas de difficultés pour la réalisation de prises de terre suffisamment faibles, il peut êtreenvisagé d’utiliser des disjoncteurs différentiels statiques à réarmement automatique développéspar certains constructeurs.- emploi de matériels de classe II : conducteurs, luminaires, boîtiers de raccordement.Le point délicat dans la réalisation est constitué par l’entrée du câble de réseau (isolationsupplémentaire).Conformément à la NF C 15-100, la masse du candélabre ne doit pas être reliée à la terre.3.3 SurintensitésLa norme C 17-200 impose la protection des canalisations contre les surcharges et courts-circuitsde manière à éviter tout échauffement nuisible à l’isolation des conducteurs et à leurenvironnement.Cette protection sera assurée soit par des fusibles, soit par des disjoncteurs en tête. Sonfonctionnement sera garanti si, pour un courant nominal du dispositif de protection et une sectionde conducteur donnés, la longueur de la canalisation ne dépasse pas une certaine valeur (voirtableau dans la NFC 17-205).En outre, il faut s’assurer que le pouvoir de coupure du dispositif de protection est au moins égal aucourant de court-circuit présumé au point où ce dispositif est installé. Page 44 sur 54
  • 45. E. CALCULS DES RESEAUX EN BT EN EP SELON LA NORME C17-205 : Page 45 sur 54
  • 46. Page 46 sur 54
  • 47. Page 47 sur 54
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  • 53. F. NORMES ET DOCUMENTATION ASSOCIEESDe nombreuses normes ont été édictées dans le domaine de l’éclairage public comme dans celuides installations électriques.Les principaux documents de référence sont :1. Principales normesNFC EN – NF C (UTE) Page 53 sur 54
  • 54. 2. Autres documents ou texte de référence - Recommandations relatives à l’éclairage des voies publiques (édition Lux de l’AFE) - Guide Promotelec : installations électriques dans les espaces externes Page 54 sur 54

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