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Dimanche 30 Avril 2017 18:50 
Les luminaires d'éclairage public


Pour éclairer un lieu quelconque, le plus simple consisterait à laisser une lampe nue suspendue au bout d'un fil. Cette solution aurait également l'avantage d'être économique. Cependant, l'installation serait fragile, laide de jour, éblouissante de nuit, la lumière irait n'importe où y compris là où ce n'est pas nécessaire, et ne permettrait pas d'y incorporer les éventuels appareillages nécessaires pour allumer la lampe. Cette dernière est ainsi généralement placée à l'intérieur d'un « Luminaire ». Selon l’AFE (Association Française de l’Éclairage), « un luminaire est un appareil servant à répartir, filtrer ou transformer la lumière d’une ou de plusieurs lampes et comprenant, à l’exclusion des lampes elles-mêmes, toutes les pièces nécessaires pour fixer et protéger les lampes et, éventuellement, les circuits auxiliaires ainsi que les dispositifs de connexion au circuit d’alimentation. » Il s’agit, finalement, de l’appareil dans lequel on y insère la lampe en éclairage public. Les exigences prioritaires auxquelles doivent répondre un luminaire d’éclairage public sont les suivantes :

  • Il doit être solide et sûr.
  • Il doit contribuer à optimiser le flux lumineux émis par la lampe dont il est équipé. En d’autres termes, il doit renvoyer un maximum de lumière là où on le souhaite.
  • Il doit être bon marché.

Bien que la robustesse et la gestion du flux lumineux des luminaires soient restées les critères essentiels, la question de l’esthétique a pris de plus en plus d’ampleur au fil des décennies. De plus en plus, les luminaires d’aujourd’hui sont conçus pour s’intégrer en totale harmonie avec le décor, de jour comme de nuit.





Les types de luminaires

Plusieurs catégories de luminaires figurent aux catalogues des fabricants depuis le début de l’éclairage public à l’électricité. Elles sont présentées dans ce chapitre. Plus de 99% des luminaires extérieurs peuvent être inclus dans l'une d'entre elles.


Les luminaires fonctionnels

Les luminaires fonctionnels se sont généralisés après la Première Guerre Mondiale, au début de la production en grande série. Leur conception répond surtout aux exigences essentielles : robustesse, optimisation du flux lumineux et bas coût. Ce sont généralement les luminaires les plus abordables en terme de prix. Au début des années 1960, la question esthétique commence à prendre son importance, y compris pour les luminaires fonctionnels. Aujourd’hui, de plus en plus de fabricants proposent des luminaires fonctionnels avec un design travaillé et innovant.


MAZDA EPA 125
EUROPHANE Pilote T2
ECLATEC Clip 28


Les luminaires décoratifs

Les luminaires décoratifs se sont généralisés à partir du début des années 1960, quand l’esthétique a commencé à devenir un critère de choix pour un luminaire. Dans les années 1960 et 1970, ils étaient parfois appelés « luminaires habillés », parce que le châssis du luminaire était souvent recouvert par un capot avec une forme géométrique (cube, pavé, dôme, cône, parfois une forme plus complexe).

Depuis le début des années 1990, la plupart des luminaires décoratifs sont proposés avec un mât dédié. On parle alors d’ensembles « mât + luminaire ».


B.B.T. Hexaline
MAZDA Montebello
SCHREDER Lympia


Les lanternes de style

Les lanternes de style se sont généralisées à partir de la fin des années 1960. Il s’agit de luminaires dont les formes sont celles des lanternes au gaz du 19ème siècle (les brevets étant depuis tombés dans le domaine public). Elles sont constituées de parois transparentes qui entourent la lampe. L’ensemble est recouvert par un couvercle terminé par une poignée sommitale, et peut être posé à l’aide d’un pied, généralement constitué de quatre branches reliant le socle au corps de la lanterne. Ces lanternes peuvent être fixées à un candélabre ou une console. Elles peuvent être portées pu suspendues.


Bloc optique carré
Bloc optique circulaire
Bloc optique hexagonal

Depuis le début des années 2000, de la même manière que les luminaires fonctionnels, les lanternes de style sont munies d’un réflecteur sous lequel la lampe est fixée horizontalement, améliorant la diffusion du flux lumineux. Depuis 2010 environ, des lanternes de style équipées de LED sont commercialisées.





Les luminaires résidentiels

Les luminaires résidentiels se sont généralisés dans les années 1950, lorsque se sont construits les premières grandes résidences et les premiers lotissements. La plupart étaient constitués d’une vasque en verre ou en polyéthylène opale, de forme géométrique (souvent sphérique), directement fixés sur un socle, qui contenaient la lampe. Ils étaient fixés sur candélabre, généralement à une hauteur de 4 mètres, et étaient conçus pour fonctionner avec des lampes à faible puissance pour fournir un éclairage de proximité, peu éblouissant.


Forme boule
Forme tulipe
Forme cube

À partir du début des années 1990, ces luminaires sont décriés, car le flux lumineux n’est pas optimisé et une grande partie de celui-ci est émis en direction du ciel, contribuant ainsi à la pollution lumineuse de plus en plus intense au-dessus des villes. Les luminaires résidentiels prennent à cette époque une nouvelle forme. La lampe est entourée par une vasque cylindrique, posée à la verticale, et l’ensemble est recouvert par un chapeau limitant la diffusion de lumière vers le ciel. Le flux lumineux est quant à lui parfois dirigé à l’aide de réflecteurs en forme de double cône autour de la lampe. La partie inférieure dirige le flux vers le sol, la partie supérieure dirige le flux vers le chapeau, qui lui-même le redirige vers le sol. La présence des réflecteurs permet aussi d’éviter tout contact visuel direct avec la lampe. Ces luminaires prennent généralement le nom de « diffuseurs ».




Depuis le début des années 2000, les luminaires résidentiels ont connu la même évolution que les lanternes de style. Ils sont souvent munis d’un réflecteur sous lequel la lampe est fixée horizontalement, améliorant la diffusion du flux lumineux. Parfois, la lampe est toujours fixée verticalement mais entourée par le pied, et la lanterne est équipé d’un réflecteur sous son couvercle, fournissant de la lumière par éclairage indirect. Depuis 2010 environ, des luminaires résidentiels équipés de LED sont commercialisées.


Les projecteurs

Les projecteurs se sont généralisés à partir de la fin des années 1950. Ils sont conçus pour fournir une grande quantité de lumière sur des surfaces bien précises. Ils sont surtout utilisés pour éclairer les terrains de sport et les sites industriels. Souvent fixés à des hauteurs supérieures à 10 mètres ou sur la façade d’un bâtiment, la question esthétique est moins déterminante pour ce type d’appareil, l’enjeu étant de fournir un maximum de lumière en direction de la surface éclairée. Ils sont équipés d’un large réflecteur, parfois brillanté, parfois satiné, généralement martelé, recouvert par un boitier et une vitre en verre.





Les luminaires encastrés

Les luminaires encastrés se sont généralisés à partir des années 1960. Ils sont conçus pour être encastrés au sol, au plafond, parfois le long d'une façade. Ils sont constitués d’un réflecteur généralement satiné (pour limiter l’éblouissement) recouvert par un boitier et une vitre en verre. Les luminaires encastrés doivent être étanches (IP67 minimum) et robustes, pour résister à la poussière et à l’eau de pluie qui les recouvre régulièrement ainsi qu’au poids d’un être humain. Ils sont généralement utilisés sous les arbres ou le long des façades de monuments, pour mettre ceux-ci en valeur dans le décor.





Influence de la lampe sur la forme du luminaire

Une des principales spécificités d’un luminaire est la nature et la puissance de la lampe pour lequel il est prévu. Les sources lumineuses n’ont pas toutes la même forme : les tubes fluorescents et lampes LPS ont généralement une forme tubulaire et allongée, les ballons fluorescents et certaines lampes HPS ont une forme ovoïde opale tandis que les lampes HPS et MH prennent souvent la forme d’un petit tube translucide. La taille des sources précédemment citées varie en fonction de leur puissance, plus cette dernière est élevée, plus la lampe est volumineuse. De plus, l’appareillage dédié (notamment le ballast) n’est pas le même pour deux lampes de puissance différente, même si elles sont de même nature. Un luminaire est donc initialement conçu pour une lampe spécifique (nature et puissance). La plupart des modèles sont toutefois déclinés en plusieurs versions, afin de pouvoir être utilisés pour différentes natures de lampes ou différentes puissances.


Choix en fonction de la nature de la lampe

En France, les usages ont évolué au fil des années et des inventions. Tout d’abord l’éclairage à huile au 18ème siècle, l’éclairage au gaz au 19ème siècle et l’éclairage à l’électricité au 20ème siècle. Ceci a impliqué une évolution des luminaires au cours du temps :

  • Jusqu’à la fin du 19ème siècle, les luminaires sont conçus de telle façon à protéger une flamme, venant d’une mèche ou d’un bec de gaz. Les luminaires sont ainsi constitués de parois transparentes, recouvert par un couvercle ventilé. Les lanternes de style d’aujourd’hui reprennent les formes traditionnelles de cette époque.


  • La période d’Entre-deux-guerres voit l’essor des lampes à incandescence. Les luminaires de l’époque prennent généralement la forme de cloches ou clochettes, auxquels les lampes sont fixées de façon suspendue.


  • Durant une courte période située entre 1945 et 1950, les tubes fluorescents s’imposent dans l’éclairage public. Les luminaires prennent alors une forme allongée prévus pour accueillir une lampe en forme de « barre ». De tels luminaires sont commercialisés jusqu’au début des années 1980. On trouve encore des luminaires pour tubes fluorescents dans les tunnels ou espaces privés de nos jours.


  • Entre 1950 et 1970, les ballons fluorescents deviennent les principales lampes dédiées à l’éclairage public. Entre 1950 et 1960, les luminaires prennent une forme de cloche, similaire à celle des luminaires pour lampes à incandescence (certaines formes étaient même commercialisées en étant compatibles avec les deux sources). À cette époque, il est préférable de fixer les lampes à décharge à la verticale pour un meilleur fonctionnement (électrode « positive » vers le haut). Avec les progrès permettant de rendre des lampes à décharge entièrement compatibles au courant alternatif, celles-ci ont pu être fixées à l’horizontale. À partir de la fin des années 1950, des luminaires prennent une forme permettant une fixation latérale, avec un réflecteur ovoïde, qui épouse la forme des ballons fluorescents.


  • A la même époque, quelques luminaires sont équipés de lampes LPS. Ces lampes étant également de forme allongée, les luminaires qui leur sont dédiés prennent une forme similaire à ceux conçus pour les tubes fluorescents. Certaines formes sont compatibles avec les deux types de lampes (l’agencement intérieur varie, dans la mesure où les tubes fluorescents ont deux électrodes aux extrémités d’un tube en forme de « I » tandis que les lampes LPS sont mono culot en forme de « U »).


  • Lors des années 1970, les lampes HPS prennent la place des ballons fluorescents en tant que principale source utilisée pour l’éclairage public. Bien que certaines lampes HPS aient la même forme ovoïde que les ballons fluorescents, la plupart sont de forme tubulaire plus fine et sont translucides. Les luminaires restent similaires mais leurs réflecteurs prennent généralement une forme plus allongée, adaptée à une source lumineuse plus linéaire.


Les lampes tubulaires translucides restent les plus utilisées pendant les 40 années qui suivent. Dans les années 1990, les lampes MH se répandent mais celles-ci ont la même forme tubulaire que les lampes HPS. La forme générale des luminaires est peu impactée par les évolutions de lampes. L'apparition de certaines lampes à décharges très compactes provoque toutefois l'apparition de luminaires avec de réflecteurs de très petites dimensions. Mais c'est surtout la nécessité de donner aux luminaires une meilleure prise au vent ainsi qu’un design harmonieux qui est responsable de leurs évolutions. Les formes suivent globalement la même tendance que celles de l’automobile :

  • Formes angulaires à la fin des années 1970 et au début des années 1980.
  • Formes plus arrondies lors des années qui suivent.


À partir des années 1960 apparaissent également de plus en plus de luminaires différents, luminaires contemporains, résidentiels, fonctionnels, de style, etc… À partir de la fin des années 2000, de nombreux luminaires équipés de LED sont commercialisés. Ceux-ci, ne nécessitant plus d’intégrer une lampe sous un réflecteur ni un appareillage volumineux (plus d’amorceur ou de ballast), prennent généralement une forme de plateau.


Choix en fonction de la puissance de la lampe

Les luminaires sont tous commercialisés pour :

  • Une nature de lampe précise (BF, HPS, etc…).
  • Une puissance de lampe précise.

Afin de ne pas multiplier inutilement le nombre de produits, de nombreuses séries de luminaires sont commercialisés avec plusieurs « versions » ou « taille ». Par exemple, certains luminaires sont commercialisés :

  • Dans leur version pour lampes BF ou bien HPS.
  • Pour lampe comprise entre une puissance minimum et maximum.



Puisque les tailles de lampes varient en fonction de leur puissance (ainsi que leur appareillage dédié), de nombreuses séries ont inclus toute une gamme de luminaire de différentes tailles. Les séries de luminaires ne proposant qu’une taille unique étaient peu fréquents. Elles proposaient généralement deux ou trois taille, parfois quatre, dans quelques cas plus encore…


SCHREDER Z1
SCHREDER Z2
SCHREDER Z3
Lanterne initialement conçue pour les lampes à faible puissances.
Lanterne initialement conçue pour les lampes à puissances moyennes.
Lanterne initialement conçue pour les lampes à forte puissances.


Constitution d’un luminaire d’éclairage public

Dans ce chapitre, je prends l’exemple du luminaire fonctionnel pour décrire les différentes parties. La constitution est toutefois faite selon le même principe pour les autres luminaires, sauf dans le cas où une spécificité est précisée.


Le bloc optique

Le bloc optique est la partie du luminaire qui éclaire. Il est constitué d’une douille pour y fixer la lampe et généralement accompagné d’un réflecteur pour « diriger », « refléter », « réverbérer » la lumière émise. Le réflecteur est parfois appelé « miroir », « optique » ou encore « miroir optique ». La photo ci-dessous montre le « bloc optique » du luminaire PHILIPS Iridium 11 :




Depuis le début des années 1980, la douille de la lampe est généralement réglable. Elle permet de fixer la lampe dans une position plus ou moins avancée à l’intérieur du réflecteur, la position de la lampe jouant sur la répartition du flux lumineux. Ci-dessous un exemple concernant le luminaire PHILIPS Iridium :




La forme et le traitement de surface du réflecteur, ainsi que le matériau qui le constitue, influent grandement sur la répartition du flux lumineux. L’argent bénéficie d’un excellent facteur de réflexion (92%) mais il est coûteux et a une tendance à noircir dans le temps. L’aluminium purifié, bénéficiant d’un facteur de réflexion à 85% et d’une excellente résistance à la corrosion, est utilisé dans la plupart des cas. Les réflecteurs de finition satinée assurent une homogénéité de la distribution lumineuse. Les réflecteurs à facettes permettent également d’homogénéiser la distribution lumineuse, tout en conservant des surfaces lisses à l’intérieur des facettes qui permettent d’intensifier la réflexion du flux lumineux. Concernant les projecteurs, la plupart utilisent des réflecteurs martelés, qui offrent un angle d’éclairage plus large que les réflecteurs lisses et un éblouissement moins important. Les réflecteurs lisses sont surtout utilisés pour éclairer dans un angle défini, généralement vers le haut.




Le système « Sealsafe » mis au point en 1986 par la société SCHREDER permet un accès à la lampe depuis l’arrière du bloc optique et n’oblige plus à accéder à la partie inférieure de celui-ci. Ce système améliore grandement les conditions de maintenance du luminaire, en permettant au technicien de changer la lampe en se situant au-dessus du luminaire et non en dessous (position plus confortable et sollicitant moins le dos). Il permet aussi de ne plus déclipser une éventuelle vasque pour réaliser l’opération. Ci-dessous un exemple avec le luminaire SCHREDER Onyx 3 :




Certains luminaires, souvent anciens, ne sont en tout et pour tout constitués que d’un unique bloc optique accompagné d’une pièce de fixation. En France, ils sont principalement été commercialisés dans les années 1960.




D’autres, notamment les anciens luminaires résidentiels et anciennes lanternes de style, ne comportent pas de réflecteurs. De tels luminaires ne sont plus commercialisés aujourd’hui, en raison de la mauvaise répartition du flux lumineux.


Les réflecteurs en verre prismatique
Certains réflecteurs, dont la société HOLOPHANE s’était faite une spécialité, étaient constitués d’une pièce en verre dont la paroi supérieure (celle à l’opposé de la lampe) était recouverte d’un film métallique lui-même recouvert par une peinture anticorrosive. L’avantage de cette technologie était de rendre les réflecteurs inaltérables, avec la possibilité de nettoyer ceux-ci avec un simple coup de chiffon. L’intérêt est devenu moindre aujourd’hui, dans la mesure où le bloc optique, fermé par une vasque, est suffisamment étanche (IP66) pour être protégé des effets corrosifs et de la poussière.


La vasque

La vasque est la partie du luminaire qui assure une étanchéité du bloc optique. Elle prend la forme d’un « hublot » translucide. Lors de la seconde moitié du 20ème siècle, elle se clipsait au bloc optique. Elle était généralement constituée de matière plastique, soit en Polycarbonate, soit en Méthacrylate et polyméthacrylate (PMMA). Les premières sont plus résistantes aux chocs (IP 547 contre IP 545, 2 joules contre 0,7 joules), les secondes résistent mieux aux ultraviolets (qui provoquent le jaunissement des matières plastiques dans le temps). La plupart des vasques utilisées pour les luminaires d’éclairage public depuis le début des années 2000 sont en verre et scellées.

Jusqu’à la fin des années 1980, la vasque est souvent optionnelle. De nombreux luminaires des années 1960 et 1970 ont été bien plus commercialisés sans leur vasque qu’avec. L’utilisation de la vasque présente à cette époque un avantage et un inconvénient. Elle permet de rendre le bloc optique étanche et de protéger le réflecteur de la corrosion. Cependant, la vasque se détériorait en vieillissant, sous l’effet de la chaleur d’une part (la vasque devient opale, parfois en jaunissant), sous l’effet des corps étrangers d’autre part (poussières et insectes qui se déposent à l’intérieur). Nombreux sont les luminaires installés pour lesquels, après quelques années d’utilisation, la vasque a l’effet contraire de ce pour quoi elle a été conçue. La qualité de la lumière est bien pire avec un réflecteur en bon état mais une vasque abimée qu’avec un seul réflecteur ayant subi les effets de la corrosion.


Sans vasque
Vasque correcte
Vasque jaunie


À partir du milieu des années 1990, les luminaires avec une vasque en verre se généralisent. Pour limiter les risques de casse pendant la maintenance et assurer une meilleure étanchéité, celle-ci est souvent scellée au châssis. L’accès à la lampe se fait alors en ouvrant le capot du luminaire. Depuis le début des années 2000, la plupart des luminaires sont proposés avec une vasque en verre scellées.


Vasque non scellée
Vasque scellée
Vasque scellée


La plupart des vasques en plastique ont une forme bombée. Ces vasques ont été mises en cause à partir de la fin des années 1990. Celles-ci provoquent à un élargissement du flux lumineux, lequel contribue à la pollution lumineuse dans les villes. Pour réduire la largeur de flux, l’emploi de luminaires équipés de vasques sous forme de verre plat fut encouragé. Cependant, une largeur de flux trop faible risque de provoquer une trop forte concentration de lumière sous le luminaire au détriment de celui au niveau des inter-distances. Une trop grande variation de flux entre chaque point lumineux rend le décor inesthétique et contribue à la fatigue visuelle. Ci-dessous un exemple d'une mauvaise utilisation de luminaires fermés par des verres plats :




À l’inverse, il existe certaines vasques dites « à réfraction », spécifiquement conçues pour diriger le flux lumineux. Rarement utilisées en France, elles ont surtout équipés les luminaires américains, prévus pour éclairer des routes bien plus larges qu’en Europe (les points lumineux sont beaucoup plus hauts et espacés en Amérique du Nord qu’en Europe). Ces vasques permettent notamment de dévier les rayons fuyant à l’horizontale ou vers le haut, pour les ramener vers le bas. Elles abaissent cependant l'intensité du flux lumineux émis par le luminaire.








Les vasques à réfraction
En Europe, trois grandes familles de luminaires boules existent : ceux avec vasque claire, ceux avec vasque opale et ceux avec vasque en verre à réfraction. Les premiers permettent de bénéficier de l'intensité lumineuse émise par la lampe, les seconds permettent de répartir la luminance sur une surface sphérique limitant l'éblouissement, les troisième permettent de rediriger le flux dans les directions voulues.


Le bloc appareillage

Le bloc appareillage est la partie du luminaire qui contient les équipements qui permettent à la lampe de fonctionner sur le réseau électrique (230 V / 50 Hz). Ces équipements sont généralement les suivants :

  • Un système de démarrage (starter ou amorceur).
  • Un ballast.
  • Un condensateur.

On peut trouver quelques équipements supplémentaires, comme par exemple des modules qui permettent de régler l’intensité lumineuse pendant la nuit. La section dédiée aux lampes à décharge du site donne plus de détails sur ces équipements.

Ces appareils sont généralement fixés sur une « platine », elle-même visée au châssis du luminaire. Le bloc appareillage est généralement situé derrière le bloc optique pour les luminaires avec fixation latérale, et au-dessus du bloc optique pour les luminaires avec fixation sommitale.




Certains anciens luminaires ne contiennent pas d’appareillage. Certains ne sont tout simplement pas conçus pour en contenir. La plupart d’entre eux ont été commercialisés dans les années 1960 et 1970. On distinguait à cette époque :

  • Les luminaires « avec appareillage incorporé ».
  • Les luminaires « avec appareillage non incorporé ».

Dans le second cas, l’appareillage est alors placé en dehors du luminaire. Quand le luminaire est fixé sur un poteau en béton ou en bois par l’intermédiaire d’une crosse, l’appareillage est généralement placé à l’intérieur d’un coffret, situé juste en dessous de la crosse. Quand le luminaire est fixé sur un mât en acier, l’appareillage est généralement placé à l’intérieur du mât. À partir des années 1980, la quasi-totalité des luminaires commercialisés sont conçus pour contenir un appareillage.


Appareillage incorporé
Appareillage non incorporé


Le châssis

Le châssis est la partie du luminaire que l’on voit. C’est la partie du luminaire qui se fixe au mât (ou à la crosse elle-même fixée sur un poteau en béton ou en bois). C’est également la partie du luminaire sur laquelle sont fixés le bloc optique, la vasque et la platine du bloc appareillage.


Aspect du luminaire

Jusqu’au début des années 1960, les châssis de luminaires ont surtout évolué en fonction des nouvelles lampes qui ont été inventées. Par la suite, ils ont évolués pour des raisons principalement esthétiques. Ainsi, en France :

  • Dans les années 1940, la plupart des luminaires se présentaient comme des réflecteurs nus, avec une pièce de fixation au mât.


  • Dans les années 1950, avec l’essor des lampes à décharges, de nombreux luminaires ont été commercialisés avec ou sans bloc appareillage intégré.


  • Dans les années 1960, les luminaires étaient de plus en plus prévus pour une fixation latérale. De nombreux luminaires étaient se présentaient soit sous la forme d’un réflecteur nu, soit sous la forme d’un châssis auquel des réflecteurs étaient directement fixés.


  • À partir du début des années 1970, les luminaires ont de plus en plus été commercialisés avec un capot recouvrant un réflecteur qui se présentait sous la forme d’une pièce indépendante fixée au châssis. Ceci permettait d’utiliser le même réflecteur pour plusieurs luminaires différents.


  • À partir du début des années 1980, les luminaires ont de plus en plus été commercialisés avec une vasque, grâce à la maîtrise des matières plastiques qui permettaient de concevoir des vasques en PMMA (Poly-Méthyle-Méthacrylate), moins coûteuses que les vasques en verre.


  • À partir du début des années 1990, les luminaires ont de plus en plus été commercialisés avec un hublot intégré faisant office de vasque sous le réflecteur. L’Espagne a été le premier pays où de tels luminaires se sont répandus à grande échelle.


La France est le pays européen ayant le plus tôt fait un grand usage de la couleur pour ses installations d’éclairage public. Dès le début des années 1980, de nombreux luminaires étaient commercialisés avec plusieurs teintes différentes. C’est réellement à partir du début des années 2000 que d’autres pays ont suivi le mouvement.


Fixation du châssis

Le châssis détermine la façon dont le luminaire est fixé à son mât. On retrouve en général trois grand modes de fixation :

  • Fixation latérale : il s’agit du mode le plus courant. Le luminaire est fixé à un mât (ou à une crosse) horizontale par l’arrière, et la forme est dans le prolongement du mât.
  • Fixation verticale (ou posée) : Le luminaire est posé sur un candélabre. Ce mode de fixation concerne surtout les luminaires résidentiels et les lanternes de style, mais est aussi souvent utilisé pour les luminaires fonctionnels.
  • Fixation sommitale (ou suspendue) : Le luminaire est suspendu à un mât, fixé par le haut. Il s’agissait du principal mode de fixation entre 1920 et 1960, il concerne aujourd’hui de nombreuses lanternes de style ou luminaires contemporains.


On trouve également d’autres modes de fixations moins courants : fixation avec lyre (le luminaire est vissé à deux « pattes » formant une fourchette elles-mêmes fixées au mât), luminaire intégré au mât, etc… Les luminaires sont généralement proposés avec des embouts prévus pour une section de mât bien précise (les dimensions en France étant généralement Ø 76, 60, 49, 42, 34 et 27 millimètres).


Performances fonctionnelles du luminaire

Le rendu de nuit d’une installation d’éclairage public dépend bien évidemment de la nature et de la puissance des lampes utilisées, de l’emplacement de chaque point lumineux, mais aussi des caractéristiques intrinsèques aux luminaires. Ils se distinguent notamment par :

  • Leur distribution lumineuse. Les luminaires ne servent pas uniquement qu'à abriter la lampe, ils permettent aussi d’orienter une majeure partie de la lumière dans une direction voulue. Pour cette raison, certains luminaires sont adaptées pour les rues, d’autres pour les ronds-points, d’autres le sont encore pour les places et parkings.
  • Le facteur d’utilisation. Par nature, le rayonnement d’une lampe est isotrope (diffusé uniformément dans toutes les directions de l’espace). Les luminaires les plus performants parviennent à rediriger un maximum de flux lumineux en direction de la chaussée.


La distribution lumineuse du luminaire

D’une manière générale, les luminaires sont munis de réflecteurs. Ceux-ci sont classés en trois catégories :

  • Réflecteurs intensifs : ils ont souvent une forme ovoïde, le sens de la longueur étant parallèle à l’axe qui sépare les deux bords de la route et celui de la largeur étant parallèle à la route. La lampe est placée au centre du réflecteur (à la verticale ou à l’horizontale). Ces réflecteurs permettent de concentrer le flux lumineux sous chaque lampadaire, et d’éclairer une route dans toute sa largeur.
  • Réflecteur extensifs : ils ont souvent une forme élargie voire circulaire. La lampe est placée au centre du réflecteur (à la verticale ou à l’horizontale). Ces réflecteurs donnent un flux lumineux plus large et plus uniforme que les réflecteurs intensifs.
  • Réflecteur asymétriques : ils ont une forme « d’entonnoir incliné » au centre duquel est placé la lampe, ou bien une forme circulaire avec une lampe excentrée, placée à la verticale. Ces réflecteurs permettent de concentrer le flux lumineux dans une direction bien précise.

La section « éclairagisme » de ce site donne plus d’information sur les méthodes utilisées pour calculer la quantité de lumière prévue par un luminaire équipé d’une lampe donnée.


Pour une rue
Pour une place
Pour un rond-point

Ci-dessous une application. On souhaite mettre en évidence un passage piéton. On utilise un luminaire dédié aux passages piétons donnant une concentration du flux très intensive, pour concentrer un maximum du flux sur une faible largeur, et sur toute l'etendue du passage-piéton.




La conservation du flux lumineux

Lorsqu’un luminaire est installé en un lieu, on souhaite généralement orienter une grande partie de la lumière vers une surface donnée (généralement une route). Quelle que soit l’installation, une partie du flux lumineux est redirigée vers la surface que l’on souhaite éclairer tandis que le reste est considéré comme « perdu ». Pour éviter les pertes, le premier choix qui s'impose est d'utiliser un luminaire suffisamment performant qui permette de diriger la majorité du flux lumineux en direction de la chaussée. Cette photo illustre les mauvaises performances des luminaires « boule ». Une grande partie du flux lumineux n'est pas utilisée pour éclairer la chaussée et est considéré comme perdu. Outre le mauvais rendement, ces luminaires contribuent grandement à la pollution lumineuse.



Aujourd'hui, des fabricants mettent au point des luminaires très performants, souvent spécifiques à des applications bien précises (éclairage d'une rue, d'une place, d'un terrain de sport...) qui permettent de rediriger un maximum de lumière vers le lieu désiré, en répartissant le flux lumineux de la manière la plus uniforme possible. Un exemple ci-dessous :



Pour éclairer un lieu à l'extérieur, les choix qui s'imposent sont les suivants :

  • Utiliser des luminaires performants et adaptés à la voie que l'on souhaite éclairer (répartition du flux intensive, extensive ou asymétrique).
  • Placer les luminaires à une hauteur suffisamment haute pour que le flux soit suffisamment uniforme le long de la chaussée, et suffisamment basse pour qu'une quantité minimale de flux ne dépasse celle-ci.
  • Espacer les luminaires de manière à ce que le flux soit le plus uniforme possible le long de la chaussée.

Sur cette photo, la voie est étroite. On souhaite aussi installer des luminaires à une faible hauteur (4 mètres) pour éviter au maximum une perte du flux lumineux hors de la chaussée. Pour compenser la faible hauteur des points lumineux, on utilise des luminaires donnant une concentration du flux extensive (au moyen d'une vasque perlée) pour répartir de flux de manière uniforme autour de chaque point lumineux.




Robustesse et étanchéité du luminaire


Contraintes de l'environnement

Les luminaires d’éclairage public, comme la plupart des produits industriels, sont conçus non seulement pour fonctionner, mais aussi pour conserver un bon fonctionnement dans un environnement défavorable. Tout au long de sa durée de vie, un luminaire peut subir des contraintes de trois natures :

  • Climatiques : hautes et basses températures, pluie, givre, neige, glace, humidité, poussières, sables, sels marins, ou encore… la faune locale (insectes, oiseaux, etc...).
  • Mécaniques : vent, oiseaux, passagers, accidents automobiles (vibrations et chocs), poids de la neige…
  • Électromagnétiques (CEM) : perturbations conduites issues du réseau d’alimentation, perturbations rayonnées (téléphones, radios, radars…), perturbations conduites et rayonnées intrinsèques…

Pour répondre aux exigences d’un point de vue climatique et mécaniques, les fabricants portent une attention particulière sur le choix des matériaux, sur les moyens de fixation (quincaillerie, couples de serrage, etc…) ou encore sur l’étanchéité. Pour répondre aux exigences d’un point de vue CEM, les fabricants veillent à utiliser des composants électriques (condensateurs…) et de bonne qualité. Pour vérifier qu’un luminaire répond à de telles exigences, des essais sont menés où sont simulées les différentes contraintes environnementales que sont susceptibles de subir des luminaires pendant leur durée de vie.

Certains luminaires sont particulièrement adaptés pour les pays chauds, d’autres le sont pour les pays froids, d’autres sont très résistants aux sels marins. Certains luminaires dits « antidéflagrants » sont particulièrement robustes et sont utilisés pour éclairer les zones telles que les stations de gaz où les risques d’explosion sont plus élevés qu’en moyenne.




Protection assurée par le luminaire

L’environnement climatique et mécanique est de très loin la cause principale de la détérioration d’un luminaire au cours de sa durée de vie. L’air ambiant est souvent à l’origine de la corrosion des réflecteurs. Une bonne étanchéité du luminaire, et notamment du bloc optique, est nécessaire pour assurer au luminaire une bonne durée de vie. À partir de 1971, la conception des luminaires doit être conforme à la réglementation « NFC 71000 - Luminaires, réglementation générale ».


Protection procurée par les enveloppes

À partir de 1971, les luminaires doivent être soumis à des essais selon la norme « NFC 20010 – Classification par rapport à la protection procurée par les enveloppes ». Selon cette norme, un appareil électrique se voit attribuer un indice de protection « IPW » (puis « IP » à partir de 1980) sur trois chiffres, qui renseigne sur l’étanchéité de l’appareil contre les particules solides (sables, poussières, etc…), contre l’eau et contre les chocs. Cela permet par exemple de savoir à quel endroit un appareil peut être utilisé. À partir de 1989, cette codification est remplacée par un indice « IP » à deux chiffres qui renseigne l’étanchéité (norme « NF EN 60529 ») et un indice « IK » à un chiffre qui renseigne sur la résistance aux chocs (norme « NF EN 62262 »).

Concernant l’indice « IPW » :

  • Le premier chiffre peut prendre une valeur allant de 0 à 6 (plus le chiffre est élevé, plus le matériel est hermétique).
  • Le second chiffre peut prendre une valeur allant de 0 à 8 (plus le chiffre est élevé, plus le matériel est hermétique).
  • Le second chiffre peut prendre une valeur allant de 0 à 9 (avec une valeur impaire uniquement, plus le chiffre est élevé, plus le matériel est robuste).


Concernant l’indice « IP » à deux chiffres, il reprend le même principe que les deux premiers chiffres de l’indice « IPW ». Concernant l’indice « IK » :

  • L’indice peut prendre une valeur de 0 à 10 (plus le chiffre est élevé, plus le matériel est robuste).


Protection contre les chocs électriques directs

Les luminaires doivent assurer un niveau de protection contre les chocs électriques directs (normes « NFC 20030 » puis « IEC 60950-1 » depuis le début des années 2000). Les appareils sont répartis en quatre classes :

  • Classe 0 : Matériel à isolation fonctionnelle sans dispositif de mise à la terre.
  • Classe 1 : Matériel à isolation fonctionnelle avec dispositif de mise à la terre.
  • Classe 2 : Matériel à double isolation ou isolation renforcée, sans dispositif de mise à la terre.
  • Classe 3 : Matériel ne pouvant être alimenté qu’à très basse tension.

La classe de protection électrique de l'équipement doit être indiquée dessus à l'aide du symbole correspondant.

Nota : la vente de matériel de classe 0 est désormais interdite en Europe.




Conclusion

Dans un projet d’éclairage public, le luminaire sélectionné reste généralement installé pendant au minimum 20 ans, généralement plus, parfois plus de 50 ans. Il est en conséquence nécessaire de faire le bon choix dès le départ. Le choix d’un luminaire dépend du type de lieu à éclairer et de la nature du décor. Assurant une protection de la lampe et une optimisation du flux lumineux émis par celle-ci, il répond également à des critères esthétiques et budgétaires. Aujourd’hui, de nombreux fabricants proposent un catalogue étendu de luminaires, permettant aux clients publics et privés de s’équiper de matériel qui est adapté à la plupart des situations.

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